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　　開關(guān)電源中高頻變壓器具有銅損和鐵損，銅損是指電流流過(guò)變壓器的繞組線圈的電阻所消耗能量之和，變壓器線圈多用銅導(dǎo)線制成，所以稱為銅損。銅損和電流有效值的平方成正比。鐵損是指變壓器磁芯中消耗的功率，包括激磁損耗與渦流損耗。鐵損和變壓器的工作頻率、磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化范圍以及變壓器的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。　　

　　通常當(dāng)高頻變壓器銅損和鐵損相等時(shí)，變壓器具有最高的工作效率，下面來(lái)分析這個(gè)過(guò)程。　

　　其中，PCu為銅損，PFe為鐵損。

　　變壓器的功率為：　　

　　即：　　

　　其中，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，N為繞組匝數(shù)，f為工作頻率，AE為磁芯的截面積，k = k1·f·N·AE。

　　磁通感應(yīng)強(qiáng)度(磁通密度)B的平方正比于鐵損，電流I的平方正比于銅損：　　

　　因此變壓器的功率平方變形為：　

　　總損耗一定時(shí)，變壓器的功率的極值點(diǎn)為：　　

　　上式求解，得到在下面的條件下對(duì)應(yīng)著極值點(diǎn)：　　

　　而且可以看出，這個(gè)極值點(diǎn)對(duì)應(yīng)著變壓器的功率的最大值，因此在一定的磁心尺寸、圈數(shù)以及工作頻率下，銅損和鐵損相等時(shí)，變壓器工作的效率最高。

　　除了最大B值法，由上面的條件派生出變壓器設(shè)計(jì)的另一種方法，下面分別進(jìn)行介紹。電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，由最大輸入功率確定變壓器磁芯的尺寸后，還要確定以下參數(shù)：輸出電流及電壓、輸入電壓范圍、效率、允許溫升、工作頻率等條件，然后進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)。

　　一、最大B值法：

　　1、由輸入、輸出電壓，最大占空比得到匝比n=Np/Ns;

　　2、由磁芯允許的最大B值計(jì)算原邊繞組的匝數(shù)Np，由n得到副邊繞組的匝數(shù)Ns;

　　3、由最大有效值電流和允許電流密度，選取原邊繞組的線徑和副邊繞組的線徑。

　　4、圓整、優(yōu)化調(diào)整匝數(shù)和線徑，校核實(shí)際的最大B值。

　　實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程師通常不會(huì)校核銅損和鐵損。

　　二、功率分配法：

　　1、由輸入、輸出電壓，最大占空比得到匝比n=Np/Ns;

　　2、對(duì)系統(tǒng)的功率損耗進(jìn)行分配，確定變壓器上分配到的允許最大功率損耗，然后基于銅損和鐵損相等的特征，得到磁芯的鐵損和原、副邊繞組的銅損;

　　3、由磁芯的鐵損得到磁芯工作的B值，根據(jù)B值計(jì)算原邊繞組匝數(shù)Np，由n得到副邊繞組的匝數(shù)Ns;

　　4、由原、副邊繞組最大的有效值電流計(jì)算原、副邊繞組的電阻值，由匝數(shù)、銅線的電阻率計(jì)算其線徑。

　　6、優(yōu)化調(diào)整匝數(shù)和線徑，校核實(shí)際的最大B值、銅損和鐵損。

　　最大B值法的特點(diǎn)是計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單，先決條件是限定B值防止變壓器的飽和，因此變壓器的損耗并不一定處于最優(yōu)化的工作狀態(tài)，最后得到的變壓器銅損和鐵損差距較大。

　　對(duì)于一些小功率的變壓器由于磁芯小，為了防止磁芯飽和，通常工作的B值限定在較低的值，因此鐵損通常會(huì)小于銅損，繞組線圈的溫度偏大，取決于變壓器線圈允許的溫升。

　　功率分配法基于鐵損和銅損的條件去設(shè)計(jì)變壓器，變壓器的損耗處于優(yōu)化的工作狀態(tài)，但計(jì)算過(guò)程比較復(fù)雜。