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高頻變壓器的可靠性
可靠性是指在具體的使用條件下,高頻電源變壓器還能夠正常工作一直到使用壽命為終止。一般使用條件下對高頻電源變壓器影響就是其環(huán)境溫度。有些軟磁材料,居里點(diǎn)比較低,對溫度敏感。例如:錳鋅軟磁鐵氧體,居里點(diǎn)只有215℃,其磁通密度,磁導(dǎo)率和損耗都隨溫度發(fā)生變化,故除正常溫度25℃外,還要給出60℃,80℃,100℃時(shí)的各種參考數(shù)據(jù)。
高頻變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級線圈中通有交流電流時(shí),磁芯中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由磁芯和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。
高頻變壓器是工作頻率超過中頻(10kHz)的電源變壓器,主要用于高頻開關(guān)電源中作高頻開關(guān)電源變壓器,也有用于高頻逆變電源和高頻逆變焊機(jī)中作高頻逆變電源變壓器的。按工作頻率高低,可分為幾個(gè)檔次:10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz~500kHz、500kHz~1MHz、10MHz以上。
在高頻變壓器設(shè)計(jì)時(shí),變壓器的漏感和分布電容必須減至,因?yàn)殚_關(guān)電源中高頻變壓器傳輸?shù)氖歉哳l脈沖方波信號。在傳輸?shù)乃沧冞^程中,漏感和分布電容會引起浪涌電流和尖峰電壓,以及頂部振蕩,造成損耗增加。通常變壓器的漏感,控制為初級電感量的1%~3%。
從高頻變壓器的銘牌上可以了解到這些信息:
1.額定容量(千伏安):額定電壓、額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能輸送的容量。
2.額定電壓(千伏):變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓,為適應(yīng)電網(wǎng)電壓變化的需要,變壓器高壓側(cè)都有分接抽頭,通過調(diào)整高壓繞組匝數(shù)來調(diào)節(jié)低壓側(cè)輸出電壓。
3.額定電流(安):變壓器在額定容量下,允許長期通過的電流。
4.空載損耗(千瓦):當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加在一個(gè)繞組的端子上,其余繞組開路時(shí)所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝和施加的電壓有關(guān)。
5.空載電流(百分比):當(dāng)變壓器在額定電壓下二次側(cè)空載時(shí),一次繞組中通過的電流.一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。
6.負(fù)載損耗(千瓦):把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時(shí)變壓器所消耗的功率。
在實(shí)際變壓器中,如果初級與次級之間、匝與匝之間、層與層之間磁通沒有完全耦合,就會產(chǎn)生漏感。漏感能量表示線圈間不耦合磁通經(jīng)過的空間存儲的能量。在等效電路中,漏感與理想變壓器激勵(lì)線圈串聯(lián),其存儲的能量與激勵(lì)線圈電流的平方成正比。
在實(shí)際高頻變壓器的繞組中存在著分布電容,尤其存在于線圈導(dǎo)線和變壓器磁心之間以及各繞組之間。電容量的大小取決于繞組的幾何形狀、磁心材料的介電常數(shù)和它的封裝材料等。在等效電路中,在每一理想線圈兩端并聯(lián)一個(gè)集中的電容。