1000W以下小型电源变压器的四种绕制方法

1、1000W以下小型电源变压器的四种绕制方法江苏省泗阳县李口中学 沈正中一、电源变压器绕制方法一：已知变压器铁芯截面积1.求变压器输出功率变压器的输出容量P2（0.8×铁心截面积S）2 (S单位：cm2)2.求每伏匝数 每伏匝数T55/铁心截面积S。3.求线圈匝数 初级线圈 n1变压器输入电压U1×每伏匝数T；次级线圈 n2变压器输出电压U2×每伏匝数T×1.05；次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降。4.求导线直径 变压器的输入容量P1变压器的输出容量P2 /0.8；初级线圈电流I1变压器的输入容量P1 /变压器输入电压U1；次级线圈电流I2

2、变压器的输入容量P2 /变压器输入电压U2；导线直径 d0.8（mm）；初级线圈导线直径 d10.8；次级线圈导线直径 d20.8。例如：已知变压器铁芯截面积为5.6 cm2，输入电压220V,输出电压50V。1.求变压器输出功率变压器的输出容量 P2（0.8×5.6）2 20W2.求每伏匝数 每伏匝数T55/S55/5.69.8匝。3.求线圈匝数 初级线圈 n1U1×T220×9.82156匝；次级线圈 n2U2×T×1.0550×9.8×1.05514.5匝，可取为515匝；4.求导线直径 变压器的输入容量P1P2/0.

3、825W；初级线圈电流I1P1 /U125/2200.11A。初级线圈导线直径 d10.80.80.27mm；次级线圈电流I2P2 / U220 /500.4A；次级线圈导线直径 d20.80.80.51mm；注：经桥式整流电容滤波后的电压约是原变压器次级电压的1.4倍。方法二：制作一定功率的变压器1.求铁芯面积铁芯截面积S1.25×( S是被线圈套着部位铁芯的截面积，单位：cm2，P为输出功率，单位：W )； 2.求线圈匝数铁芯的磁感应强度可取（7000-10000Gs），通常取8000Gs,每伏匝数T450000/（8000×铁芯截面积S）； 3.求导线直径同方法一。例

4、如：制作功率为20W的变压器，输出电压50V。1.求铁芯面积铁芯截面积S1.25×1.25×1.25×4.4725.6 cm22.求线圈匝数（磁感应强度取8200高斯）每伏匝数T450000/（8000×S）450000/（8200×5.6）9.8匝3.求导线直径同方法一。方法三：利用图表数据制作变压器（1） 注：下表磁感应强度B取9600 Gs20 5.6 8.4 0.2 1848 484例如：制作功率为20W的变压器，输出电压50V。查上表，根据表中红色一行数据进行绕制即可。方法四：利用图表数据制作变压器（2）也可利用下面的“图1或图2”来

5、计算。如：设计一个30瓦的变压器，铁芯面积可直接从图中刻度线上得到6.82；如果采用比较好的铁芯片，磁通密度可取10000高斯，在磁通密度的刻度线上找到10000Gs这个点；在变压器电功率的刻度线上找到30瓦这个点，连接这两点，交每伏匝数刻度线于6.7，也就是说每伏应该绕6.7匝。 另外，导线的直径可以根据各个线圈使用的电流，从图中的刻度线上 图1 查出。根据散热环境，电流密度可取2-3Amm2，一般 可取2.5Amm2。 图2二、电源变压器绕制小常识1.如何选定变压器绕组所用导线电流密度绕组导线的电流密度，主要取决于负载损耗、绕组温升和变压器二次侧突然短路时的动、热稳定。一般铝导线电流密度取

6、2.3A/mm2及以下，铜导线的电流密度取4.5A/mm2及以下(低损耗变压器导线的电流密度可适当降低)。电流密度就是导线工作时允许通过的安全电流。电流密度在不同的工作场合是不一样的，一般2KAV以下电源变压器电流密度取2 A/mm2或2.5 A/mm2，间歇或短时工作的变压器可取3到5 A/mm2， 音频变压器电流密度可取4 A/mm2左右。因为电源变压器长时间工作，所以电流密度取小一些。10KAV以下空气自冷式单相变压器电流密度的取值：对于内绕组取3 A到4A/ mm2;外绕组散热条件较好,可取4到4.5 A/mm2.选取变压器电流密度取值时,通风条件好及容量大者取大值.当使用铝线绕制时,

7、其电流密度可安铜线的60%计算。有关铜线的电流密度，请参考电工手册。2.小型变压器的设计原则与技巧 小型变压器是指2KVA以下的电源变压器及音频变压器。下面谈谈小型变压器设计原则与技巧。 （1）变压器截面积的确定 铁芯截面积S是根据变压器总功率P确定的。S =1.25。如果负载变化较大，如某些音频、功放电源等，此时变压器的截面积应适当大于普通理论计算值，这样才能保证有足够的功率输出能力。 （2）每伏匝数的确定 变压器的匝数主要是根据铁芯截面积和硅钢片的质量而定的。实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计算公式取值降低1015。例如一只35W电源变压器，通常计算(中等夕钢片取8500高斯)每伏应绕

8、T=450000/（8500×1.25×）= 7.2匝，而实际只需每伏6匝就可以了，这样绕制后的变压器空载电流在25mA左右。通常适当减少匝数后，绕制出来的变压器不但可以降低内阻，而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦，还节省了成本，从而提高了性价比。 （3）漆包线的线径确定 线径应根据负载电流确定，由于漆包线在不同环境下电流差距较大，因此确定线径的幅度也较大。一般散热条件不太理想、环境温度比较高时，其漆包线的电流密度应取2A/mm2。如果变压器连续工作负载电流基本不变，但本身散热条件较好，再加上环境温度又不高，这样的漆包线取电流密度2.5A/mm2，若变压器工作电

9、流只有最大工作电流的1/2，这样的漆包线取电流密度33.5A/mm2。音频变压器的漆包线电流密度可取3.54A/mm2。这样因时制宜取材既可保证质量又可大大降低成本。综上所述要想设计出性价比较高的变压器，铁芯的截面积只能大不能小；适44当减少每伏的匝数；详细分析负载情况；合理选用漆包线的规格。只有通过反复实践细心推敲，才能真正掌握变压器的设计原则与技巧。也可用经验公式“S =1.25和N55/S(S、P、N单位分别为：cm2、W和匝/伏)”进行简易设计，电流密度2A/mm2。 3.如何减小变压器的空载电流变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通

10、）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。 空载电流的作用是建立工作磁场，又称励磁电流。当变压器二次侧开路，在一次侧加电压U1e时，一次侧要产生电流I0空载电流。 I0=U1e/（Z1+Zm） Z1变压器一次阻抗 Zm变压器激磁阻抗 为了减少空载电流，主要就是从变压器的铁芯入手。 （1）提高铁芯(如硅钢片)质量。（2）改进铁芯结构。（3）适当增加初级匝数。4.电源变压器的检测测量方法 变压器的检测主要包括以下内容： （1）通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象：如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，绕组线圈是否有外露等。 （2）绝缘性测试：

11、用万用表R×10K挡分别测量铁心与初级，初级与各次级、铁心与各次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则，说明变压器绝缘性能不良。 （3）线圈通断的检测：将万用表置于R×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无穷大，则说明此绕组有断路性故障。 （4）判别初、次级线圈：电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220V字样，次级绕组则标出额定电压值，如15V、24V、35V等。再根据这些标记进行识别。 （5）空载电流的检测： 直接测量法：将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡(500MA，串入初级绕组。当初级绕组的插头

12、插入220V交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的58。一般常见200W左右电子设备电源变压器的正常空载电流应在100MA左右。如果超出太多，则说明变压器有短路性故障。 42间接测量法：在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻R，次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后，用两表笔测出电阻R两端的电压降U，然后用欧姆定律算出空载电流I0=U/R。（6）空载电压的检测：将电源变压器的初级接220V市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U11、U12、U21、U22)应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组±10，低压绕组±5，带中心抽头的两组对称绕组的电压差应±2。 （7）一般小功率电源变压器允许温升为4050，如果所用绝缘材料质量较好，允许温升还可提高。 （8）检测判别各绕组的同名端：在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时，参加串联的各绕组的同名端必须正确连接，不能搞错。否则，变压器不能正常工作。 （9）电源变压器短路性故障的综合检测判别：电源变压器发生短路