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研究探讨马鞍山干式变压器的总损耗

作者:马鞍山润生干式变压器厂  来源:http://maanshan.7jcwi.com/  发布时间:2019-05-05
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马鞍山干式变压器的总损耗

根据效率定义,马鞍山干式变压器的总损耗为

△P=Pi-Po=Po(1/η-1) (7.3.2)

总损耗包括功率器件、变压器、滤波电路、缓冲电路、辅助马鞍山干式变压器、EMI滤波、保险丝、假负载等一切损耗。有时“变换器效率”,实际上仅只包含功率电路、变压器、整流滤波电路和缓冲电路损耗,不包含除此以外的其他电路损耗,甚至不包含功率驱动损耗。

马鞍山干式变压器适配器设计开始,应当对所设计马鞍山干式变压器效率有一个恰当的估计,由此选择功率。用式(7。3。2)计算出允许的总损耗。再根据所选择拓朴给出功率电路的允许损耗——功率损耗Ps,变压器损耗Pt,滤波器损耗Pf,漏感引起的损耗Pls,缓冲电路损耗Psn,整流损耗Pr等等。辅助马鞍山干式变压器如果是直接取自于输入电压,不影响功率电路输入功率,可根据所选择的功率器件,保护电路和显示电路的消耗电流,单独给出允许损耗;如果辅助马鞍山干式变压器采用自举供电,在功率电路中还应当包含其损耗。

功率损耗Ps包括功率管导通和损耗。导通损耗与电流I或电流的平方I2成正比。高压器件比低压器件导通电阻(或压降)大,更长的时间,因此通态损耗和损耗也大。损耗随频率增加而增加,因此高压大功率马鞍山干式变压器一般频率较低。IGBT电压定额一般在500V以上,导通压降在2-3V,从损耗的观点看不适宜工作在低电压(小于200V)和工作频率超过30kHz电路中。低压MOSFET电流定额越http://qingyang。lcsrw。com/大,导通电阻越小。如果将大电流定额的器件用在小工作电流场合,导通损耗明显降低,但大电流器件的栅极电荷比小电流大,栅极驱动损耗将明显增加,因此必须在栅极损耗和导通损耗之间折中,但栅极损耗随频率增加而增加,如果采用大马拉小车,频率是调节损耗的重要因素。双极型功率管通态压降一般在1V以上,为减少存储时间,通常采用抗饱和措施,导通压降增加。粗略估计,可以假定损耗等于导通损耗。

变压器损耗Pt包括磁芯损耗和线圈损耗(铜损耗)。正确设计和绕制的变压器效率一般在98%以上,但是反激变压器损耗大些。如果要求高效率,必须选择较低的磁感应,磁芯的体积较大。但是如果设计不当,损耗将明显增加。尤其是反激变压器如果存在较大漏感,钳位电路采用RCD,损耗明显加大。

滤波损耗Pf包含滤波电感损耗和电容损耗。如果是连续模式电感,则主要损耗是线圈损耗,磁芯损耗可以忽略。电容存在串联等效电阻Resr上的损耗,电感连续模式中,电容纹波电流较小,电容损耗也较小,整个滤波损耗约小于输出功率的1%。如果是反激变压器,电容的Resr损耗大大增加,滤波损耗就是电容损耗。

整流电路损耗Pr包括整流管正向压降引起的导通损耗,反向恢复引起关断损耗,以及为避免振荡二极管的缓冲电路损耗。低输出电压马鞍山干式变压器整流管导通压降是影响整机效率的主要因素,导通损耗可以用二极管的正向压降乘以输出电流来估计。因此输出电压越低,整流管压降影响就越大。输出电压5V以下,要达到效率80%以上效率必须采用同步整流。但是同步整流使得电路复杂,同时在高频时,驱动损耗将明显增加,限制了效率的提高。当输出电压升高时,二极管反向恢复损耗和缓冲电路损耗将明显增加。

辅助马鞍山干式变压器损耗包括控制芯片损耗、启动电路损耗、驱动损耗,以及显示、保护电路损耗。辅助马鞍山干式变压器损耗可以用辅助马鞍山干式变压器输出电流乘以其输出电压来估算。

其他损耗还有保险丝损耗、电磁兼容滤波器损耗、输入启动限流电路损耗、输入滤波损耗和布线损耗等。输入级损耗有些与输出功率与输入级以后电路损耗密切相关。也即输出功率大,输入部分(如电磁兼容滤波器、保护电路、功率)电流大,损耗也大。后继损耗有假负载、采样、电压、电流检测、保护等电路附加损耗,滤波和整流等。例如整流器压降对效率有致命的影响。

例如,输出级功率和损耗使得输入功率增加5%,即输入电流增加5%,功率管导通电阻损耗增加1.052-1=0.1(10%)。因此要求高效率马鞍山干式变压器,输出电路应尽量减少附加损耗。

在设计变换器之前,应很好地估计变换器效率。如果需要高效率,肯定需要这样的估算作为选择拓朴过程的一部分,拓朴的错误选择将导致提高效率要花很大的代价。为了保证整机的设计效率,必须对所设计的马鞍山干式变压器损耗作正确的估计。如果没有设计经验,可以分析现有同等级输出功率马鞍山干式变压器的效率和损耗作为分配参考。

中低功率等级的变换器效率很难超过95%,输出功率越小,辅助电路的损耗所占的比例越大,效率越低。从概念来说,假定要构建一个输入功率100W的变换器。如果这个变换器效率是80%,它的输出是80W,内损耗为20W。如果增加2%的效率,即82%,换句话说输出82W,节约2W,损耗减少10%。要是变换器效率是90%,则输出功率是90W,内损耗为10W,如果增加效率2%,得到92W输出,节约10W损耗中的2W,即20%。很清楚,节约损耗10%要比节约20%损耗容易,效率超过90%再增加效率2%变得十分困难。

在各单元设计前应当进行损耗分配,作为各单元设计依据。各单元保证小于分配的损耗,才能保证希望的整机效率。如果一个单元损耗超过分配的损耗,而且要减少这部分损耗要付出更高的成本,而另一个单元减少损耗成本较低,可以在单元之间协调,达到预期的效率而不增加成本。


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