10kw逆变电源主电路设计汇总

1、北京石油化工学隔JING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸逆变是利用晶闸管电路把直流电转变成交流电,这种对应于整流的逆向过程。例 如：应用晶闸管的电力机车，当下坡时使直流电动机作为发电机制动运行，机车的 位能转变成电能，反送到交流电网中去。又如运转着的直流电动机，要使它迅速制 动，也可让电动机作发电机运行，把电动机的动能转变为电能，反送到电网中去。把直流电逆变成交流电的电路称为逆变电路。在特定场合下，同一套晶闸管变流 电路既可作整流，又能作逆变。变流器工作在逆变状态时，如果把变流器的交流侧接到交流电源上，把直流电逆 变为同频率的交流电反送到

2、电网去，叫有源逆变。如果变流器的交流侧不与电网联 接，而直接接到负载，即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载，则 叫无源逆变。交流变频调速就是利用这一原理工作的。有源逆变除用于直流可逆调 速系统外，还用于交流饶线转子异步电动机的串级调速和高压直流输电等方面。逆变电源因体积小、重量轻、节材、节能、转换效果高等特点，现已得到了广泛 应用。目前逆变电路的拓扑结构主要有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式、 全桥式等多种类型。根据需求可采用不同拓扑形式的逆变电路满足其需求。目前IGBT （绝缘栅双极型晶体管）是逆变电源中常用的功率器件，已逐步取代原晶闸管、晶 体管、场效应管（MOSFET

3、）。由于桥式逆变电源在选择功率开关器件耐压要求可以稍 低，并有较高的功率输出，现通常采用全桥式逆变电路来实现较大功率输出。课程 设计所要求做的是2kw的逆变电源主电路设计（要求：电网电压380v，允许变化10%, 要求输出220v，50KHz交流电压向负载供电）。北京石油化工学隔JING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学隔JING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸.逆变电源发展及主电路的选择逆变电源的发展主电路的结构选择.主电路部分设计整流电路设计部分整流二极管的选择整流二

4、极管的保护设计滤波电容Cd的选取斩波电路设计斩波参数的选择逆变电路部分设计绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的选择. 4. 2 IGBT的保护设计.高频变压器设计部分高频变压器主要参数变压器磁芯的选择高频变压器一次侧、二次侧绕组匝数计算 计算绕组导线线径及估算铜窗占有率-.心得体会.参考文献北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院.逆变电源发展方向及主电路的结构选择逆变电源的发展方向高频逆变电源的发展与电力电子技术和器件的发展密切相关，高频逆变式电源正是随着现代 电力电子技术的发展而发展起来的。感应加热技

5、术从诞生至今，经过近百年的发展，取得了令人瞩目的成果，尤其是六十年代以后， 固态电力电子器件的出现与发展，使感应加热技术和现代化生产的许多方面密切相关，发挥了 很大的的作用，因此世界各国都十分关注感应加热技术的发展，并投入了相当的经济支持和技 术力量。目前传统的感应加热电源与固态感应加热电源取长补短，互补共存。目前逆变式电源技术正朝以下方向发展：沿20kHz的技术路线开发研制50kHz、100kHz级的逆变式电源。探讨旨在降低电力电子器件开关功耗，提高开关频率的零电压、零电流开关:软开关)技术，其中包括电路拓扑结构和工程实现。高频(110MHz)谐振开关技术，包括准谐振式和多 谐振式零电压、零

6、电流技术，是近10年来国际电力电子领域研究的热点。目前在110MHz，实 验室已达数百瓦水平；在100kHz级达几千瓦水平。高频谐振软开关技术只有在数百kHz以上才 能充分显示其巨大的优越性，由于器件、材料和技术上的原因，在今后较长的一段时间内，高 频逆变式电源依然以硬开关技术为主，但软开关技术也将愈来愈多地得到开发和应用1研制和生产大容量的逆变式电源。为适应市场的需求，大功率、高频率逆变式电源已经引起越来越多人的关注，大量研发工作正在进行，而且容量还在不断增大。研制和生产智能控制的逆变式电源。为适应高质量、高性能和加热工作的市场需求，愈来愈多地研究开发和生产智能控制的逆变式电源，其中包括了波

7、形控制和模糊控制技术，人 工神经网络技术、自动跟踪技术等等。采用波形控制和模糊控制技术的逆变式电源，在日本、 美国、法国等国已有批量产品，我国已有研究开发成果和样机。研究功率因数校正和减少电网谐振干扰。目前串联逆变式电源的输入整流滤波单元均采用不可控二极管整流和大容量滤波电容，它会产生交变的严重非正弦化和窄脉冲电流，导致 有的逆变器功率因数很低，如半桥式逆变器只有0.65左右。随着逆变式电源的日益推广应用， 电网谐振问题变得愈来愈严重，因而改善输入电流波形和提高功率因数已成为重要的课题，特 别是对三相和中大功率的逆变式电源需要进一步开展功率因数校正和减少电网谐振波干扰的研 究主电路的结构选择根

8、据负载谐振形式的不同，可以将电源逆变器分为串联谐振式逆变器和并联谐 振式逆变器两种逆变结构。图2-1和图2-2分别给出了两种逆变器的拓扑结构。北京石油化工学院图1-2并联谐振逆变器结构北京石油化工学院图1-2并联谐振逆变器结构BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸1.1.2逆变电源的结构的选择串联谐振式逆变器的输入端并接有大电容，逆变器将直流电压变换为交流电压，因此也称 为电压源型逆变器；电流型逆变器的输入端串接有大电感，形成平稳的直流电流，逆变器将输 入的直流电流变换为交流电流输出，因此也称为电流型逆变器。从电路原理的角度来看，

9、两种 电路是完全对偶的。这种对偶性主要表现在以下几个方面，如表1-1所示。表1-1两种逆变器的比较辟类型ilJ- Ui：由流平四振逆赞部物人临入端；为1流电底源恤入湍为.浙电说映临山也用愉山电压为方陂电压输，出电乐为il :弦电压输山电流饰HI电眦为转电就输山电流为方被电院负战阻抗特性串联旧振特性不5中钺并联i振特八叮以空我桥和苴通保护琲易析曾:L遍及鱼衣知i路保护困雁桥皆1：地及负我短路保护容易桥智开盼书L护难易桥臂1呼及致戏开牌保护部切桥臂开路及负赧舟路保护阳湖:综合比较串联谐振逆变器和并联谐振逆变器的优缺点，从适合高频小功率应用的角度，本设计选用串联谐振逆变器电路拓扑。串联谐振式逆变电源

10、稳压调节方式因为电网电压波动10%，所以要通过稳压调节稳定高频变压器原流I10从而稳定高频 变压器输出电压使负载正常工作。串联谐振式逆变电源的调压主要方法是直流侧调压。直流则调压方式直流调压通常采用相控整流或直流斩波来改变逆变器的输入直流电压的大小。（1）相控整流调压北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸图1-3相控整流电路BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸三相全桥可控整流电路是通过控制由6只晶闸管实现的全控整流桥的开通和关断来调节直 流输出电压，

11、采用晶闸管整流电路虽原理易懂，并且可以通过调节控制角a,从而稳定电网电 压的波动。但是结合信号控制部分来说，相对而言，通过斩波电路的信号控制来调节电压波动 更为容易实现。（2）直流斩波调压逆变电源中的直流斩波调功方式的调功原理如图1-4所示：图1-4斩波调功方式原理框图前端是由六只二极管组成的三相不可控整流器，输出的直流电压Ud，经过电容Cl滤波后送 入由开关管T、续流二极管D、滤波电感L1组成的斩波器，调节T的占空比，逆变器得到的电 压就在0Ud之间任意的电压值。本设计选用不控整流加PWM软斩波器的调压方式。10kW逆变电源主电路的设计BEIJING INSTITUTE OF PETROCH

12、EMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸图1-5 10kWBEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸图1-5 10kW逆变电源主电路图采用二极管整流，得到脉动的直流电；再用电解电容进行滤波，输出稳定的电压；考虑电 网电压波动，通过检测高频变压器原边线圈电流110并与额定值相比较，调节PWM信号从而通过斩 波电路稳定高频变压器原边线圈电流；用IGBT器件逆变，并用SPWM控制方式对逆变开关器件进 行控制。从而使输出端得到一系列幅值相等而脉冲宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦 波或者需要的波形。按照一定的规则对个脉冲的宽度进行调

13、制，即可以改变逆变电路输出的电 压的频率。此电路特点：（1）可以得到相当接近正弦波的输出电压；（2）整流电路采用二极管，可以获得接近1的功功率因数；（3）通过对输出脉冲宽度的控制就可改变输出电压，大大加快了变频器的动 态响应。2.主要功率器件的计算和选择整流部分三相380V电源，整流电路为三相桥式全波整流电路。假定没有电压变化，其输入电压为U=380V,则通过三相桥式不可控整流输出电压直流平均 值：U0=1.35 x u=513V整流滤波后电压为：U1= 22 x 380V=537V考虑电网电压波动（土 10%波动）则整流滤波最高电压为：U1max=110% U1=110%x 537V=590

14、V整流滤波最低电压为：U1min=90% U1=483 V北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院电源输出功率为P=10kW,考虑设整流器、斩波器、逆变器的效率的都为198,以及高频变压 dPdM=d-=10000“0.9 * PdM=d-=10000“0.9 * 0.98 * 0.98 * 0.95二12kWPdM：1/Lin 则最大整流输出电流：1= PdM =此=22,5A dm U1537V整流二极管模块的选择(1)二极管的平均通态电流为1/31dm(1/3应是三相整流中，每组二极管通过电流的

15、总电流 的1/3),则二极管电流有效值Id= 3M。 1.75 义 50* 0.1 义 5902 x10-6 = 3.05W，取 4W。直流侧过电压保护 在直流情况下：U1mA(L82 Ud0V式中 川0整流滤波后的直流输出电压。则，U1MA (1.82.2)X537V= (9671181)V,所以压敏电阻 Rv4取 1200v, 5kA。(2)过电流保护 快速熔断器选用原则：额定电压：额定电压URN不小于正常工作电压的方均根值。额定电流：额定电流IRN应按它保护的元件实际流过的电流IR （方均根值）来选择，一般可用下列各式计算。交流侧过电流保护采用快速熔断器额定电压：额定电压URN不小于正常

16、工作电压的方均根值。额定电流：额定电流IRN应按它保护的元件实际流过的电流IR （方均根值）来选择，一般 可用下列各式计算。交流侧:IRN K2 IZ.maxIrn熔体额定电流Irn熔体额定电流IZ .max最大整流电流三相桥式取0.816所以： IRN K2 x Izmax K2 x IM = 0.816x 22.5 = 18.36A故交流侧快速熔断器F0F3选择RS3额定电压750V,考虑熔体额定电流应选4A的快速熔器。为限制短路电流上升率和瞬时短路电流峰值，在交流输入端串三只进线电抗（L1一 L3），数值180RH，进线电抗还能阻隔中频谐波影响交流电网。二极管的过电流保护：IRN = K

17、2 x IAM = 18.36 ,故交流侧快速熔断器FU1FU6选择RS3额定电压750V,熔体额定电流20A的快速熔断器。直流侧过电流保护采用快速熔断器北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院I = I =18.36A,故直流侧快速熔断器FU7FU8选择RS3物定电压750V,熔体额定电流20A的快速熔断器。2.1.2滤波电容0选择d(1)电解电容Cd的作用：三相全波整流输出的直流脉动频率300Hz,为了供给逆变平滑的直流电压，必须输入整流电 路和逆变器之间加入滤波电容，以减小整流输出后直流电的交流

18、成分。滤波电容一用电解电容 器。电解电容cd往往只被人们误解城市滤波电容。实际上，电解电容口除了滤波意外更重要的 的作用是吸收负载电感的反馈能量，起无功功率存储交换的作用。电容不仅增加了变器的效率， 而且保证了逆变器的可靠运行。(2)滤波电容Cd的计算如果把6次谐波脉动电压Ud限制在UA %的范围内则：Cd 一3(式中I6次脉动电流有效值，3 市电d U 63 *A%d(6)0 网频率，当 f =50Hz 时，3 =314rad/s)确定电解电容时，应首先考虑电网波动10%,当输出整流输出电压为最低值为P90%U0=90%x513V “462V ；且要保证输出功率则 1d（广 丽0U0 x26

19、A ；这里A% = 1% ；C 26Ax 2.7 RFd 513V 6 314rad/ s-1%电容两端电压Udc 2x 1.1xU0 = 1184V考虑较大的电解电容可以得到更平缓的输入电压并综合考虑成本实际选用两只标称为3300 u F/600V直流的电解电容串联使用。斩波电路设计斩波参数的选择(1)开关管的选择：斩波器的频率fr选定为50kHz，整流桥的输出电流即斩波器的最大输入电流1dH=22.5A,输 入电压为U:537V,斩波器承受的最大电压与整流桥一致，为537V,输入电网电压380V整流 滤波后，直流输出最大值Ud= %2 UXl.IXa,其中，U为380V电网电压有效值；1.

20、1为电压波 动系数；a为1.1裕量(或安全)系数。则，Ud=6 X380X 1.1X 1.1=650Vo北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院该值为IGBT所承受的稳态最大电压值。但在实际工作中，IGBT所承受的最大峰值电压往往 在关断时，其关断峰值电压Uceps=（UdX1.15+150）-a。其中，Ud为直流输出电压大值；1.15为 过电压系数；150为感抗电流上升率di/dt引起的尖峰电压（V）；a为1.1裕量（或安全）系数。则 Uceps=(UdX 1.15+150) Xa=(650X 1.

21、15+150) X 1.1=987.25 V,考虑IGBT电压格则选1200V为实际电压值。流过斩波器的最大电流为1= (1.52) x 22.5= (33.7545)A，所以选择50A , 1200V IGBT 选取FUJI公司的IGBT,型号1MBH50D_120,故即使在该开关管发热情况较严重的情况下仍可保 证其通流能力在可靠范围内。（2）开关管反并联二极管Ds的选择：开关管反并联二极管Ds其电流值为1dM=22.5A,其参数与第四章中的整流二极管参数基本一致，所以考虑安全余量选择额定电流30A ,额定电压1200V的快速恢复二极管，型号：MUR30120（3）续流二极管Df的选择：续流

22、二极管Df的参数也与第四章中的整流二极管参数基本一致，所以考虑安全余量选择额定电 流20A，额定电压1200V的快速恢复二极管，型号：MUR20120（4）软开关谐振电感和谐振电容的选择：Lr和Cr的设计取决于它的谐振频率fr和最大输出电流Iomax。可以按照以下式子进行确定。1 KUx 1 KUx 1 列,鼠11 IC =x dM-r 2 对 K U1x2 x兀 x 50 x 10322.5=60.8 =60.8 mHx= 0.167 nF 2x兀 x 50 x 103 0.8x 537式中：K=0.8。c取 Lr=60.8 mH, C f =0.167 nH，电容耐压值 1500。逆变电路

23、部分设计绝缘栅双极型晶体管（IGBT）的选择确定电压额定值UcespUi=380 x% x 1.1a =650V式中，a为波动系数，值取1.1。关断时的峰值电压北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院表22 IGBT电压选择交流也小(输入)11.流母绕心出川选择器件耐压/V单相交流近23。350600三相交就3如4606Mt最大为期0)1 200贝 Iju = (650X1.15+150)a=987.25V cesp式中1.15为过电压保护系数；a为安全系数，一般取1.1；150为电感引起的尖峰电压。

24、考虑表41 IGBT的电压规格，本设计中选用的IGBT额定电压为1200V主变压器 N.0.次侧电流：i主变压器 N.0.次侧电流：ii2 乂 n = i2 乂0致，P10其中，Np高频为变压器原边绕组的匝数；Ns为高频变压器副边绕组的匝数；u10为变压器一次侧电压，因为经整流逆变后输出电压为方波电 压，其有效值不变所以U10=U:537V;U20为变压器二次侧电压，由设计基本条件得出U2220V； I2 为变压器二次侧电流,I=-Pd- = 10000W = 45.5A。20 U“220v则，I10 则，I10 = I20U220V20 = 45.5A六 18.6A。U10537VIGBT模

25、块每只管上的平均电流额定值(全桥式整流)I=0.5XI10=0.5X18.6=9.3A,如选用IGBT模块给定电流额定值是在结温T25条件下，则模块电流值1cs应按下列条件给予确定。七二、五 XIX1.5X1.4=1.414X9.3X1.5X1.4=27.5A,式中：;为峰值系数；I为IGBT管上平均电流；1.5为单位时间(1min)过载容量系数;1.4为IGBT的1c减小系数。根据Ucesp=987V, 1cs=27.5,考虑充足的安全余量选择型号为 FUJI公司的168型号 1MBH30D_120：通过上述两种对IGBT模块选择和理论计算，IGBT模块选基本吻合的，这说明实 际工作中所选用

26、的IGBT是可行的。2.4.2 IGBT的保护设计(1)过电压保护功率主回路的吸收电路如图6所示,是用来吸收IGBT关断浪涌电压和续流二极管反向恢复浪 涌电压。在某些应用中，吸收电压还可以减少IGBT的开关损耗。通常有典型的4种吸收电路，选 择时则考虑功率电路的大小来选择相应吸收电路。IGBT的过压保护如图22所示图22 IGBT过压保护电路图22 IGBT过压保护电路北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院I （t T ）电容C的选取：根据C= C U 力；CE其中 IC-IGBT最大集电极电流（A

27、）（-IGBT最大集电极电压上升时间（s）,tfi-IGBT最大集电极电流下降时间（s）,U；IGBT最大集电极与发射极电压（V）；一般电容不要选择过大，以0.1UF0.2uF为宜，否则电阻发热严重。（取C=0.2uF）电阻的选择:t电阻的选择:R= -on3C其中ton-IGBT最小导通时间；在逆变频率为20kHz则t在逆变频率为20kHz则t.“占空比）=4周旃=tnXfD 0.1ton= f 50103 =2US电源最小占空比为0.1,由R=，确定阻值大小。所以，R=3.3Q,取5Q。二极管D的选择：快恢复二极管（FRD）：有0.8-1.1V的正向导通压降，35-85ns的反向恢复 时间

28、，在导通和截止之间迅速转换，提高了器件的使用频率并改善了波形。整流输出的最大电 流为I= （1.52） x 22.5= （33.7545） A，所以选择50A, 1200V故即使在该开关管发热情况 较严重的情况下仍可保证其通流能力在可靠范围内。所以器件选取型号：MUR50120。（2）过电流保护过电流保护的熔断器的额定电流，取值取IGBT额定电流的1.52倍裕量，即：Irn=27.5X（1.52）=41.25A55A,Urn=1000V。所以FU9FU12选择RS3型额定电压1000V,熔体额定电流50A的快速熔断器。3高频变压器的设计高频变压器主要参数高频变压器输出功率PT=Pd=10000

29、W;原边绕组电压幅值U537V；次级输出电压U22200V：开关频率f =50kHz；额定输出电流I20=45.5A；北京石油化工学院变压器效率丑=0.93.2变压器磁芯的选择适用于高频的磁芯材料有铁氧体磁芯，铁粉磁芯以及非晶合金。设计时，要查找三类磁芯 的基本特性以选择合适的磁芯材料，在一般情况下都可选用铁氧体材料满足设计要求。然后在 根据厂家提供的磁芯材料手册（一般可在磁芯厂家网站获得）选取具体的磁芯材料编号并获得其 具体特性参数。磁芯规格的选取通常可先估算变压器的效率，然后由输出功率和估算效率计算出变压器的输人功率，再根据生产厂家给出的磁芯规格和传送功率的关系数据来选择。如果手头缺少上述

30、资料，可利用常用Ap法进行估算选取。Ap北京石油化工学院变压器效率丑=0.93.2变压器磁芯的选择适用于高频的磁芯材料有铁氧体磁芯，铁粉磁芯以及非晶合金。设计时，要查找三类磁芯 的基本特性以选择合适的磁芯材料，在一般情况下都可选用铁氧体材料满足设计要求。然后在 根据厂家提供的磁芯材料手册（一般可在磁芯厂家网站获得）选取具体的磁芯材料编号并获得其 具体特性参数。磁芯规格的选取通常可先估算变压器的效率，然后由输出功率和估算效率计算出变压器的输人功率，再根据生产厂家给出的磁芯规格和传送功率的关系数据来选择。如果手头缺少上述资料，可利用常用Ap法进行估算选取。Ap = AA= Pt106PeQ2用sB

31、 涓KmKC（3.1）式中:A为磁芯截面积（cm2）； eAQ为磁芯窗口面积（cm2）；Pt为变压器的标称输出功率（W）；Bm是磁芯工作的磁感应强度（G）；5是线圈导线的电流密度，通常取5 =23（A/mm2）；Km是窗口填充系数，一般取0.20.4；fs为开关频率；Kc是磁芯的填充系数，对于铁氧体=1.0。 要选取磁芯的AeAw接近且大于式（1）中的Ap值。取5 =2A/mm2并将 PT = 10000W ；K=0. 4：mK =1.0；Cf =50 x103 （Hz）：为了多留些余地，可在减小主功率变压器的最大磁通密度B=1000GS,等参数一起代人式 m1），得AP = AeAW1000

32、0 义 1062 * 0.9 义 50 X103 义 1000 义 2 * 0.4 义 1=34.7拟选择EE型磁芯，其外形如图31所示。BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院图31 EE北京石油化工学院图31 EE型磁芯外形图BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸其中Ae和Aw可按下面的式子进行估算。Ae = E x CA 尸Fx(D-E)w 2根据图31中提供的磁芯尺寸，我们选择EE110/110,其磁芯尺寸参数如表31所示表31 型磁芯尺寸规格

33、(Type)尺寸 (Dimensions)(unit: mm)重nw口剜ABCDEFEETWlCfl7(j.51.01 03.0+0.032一口0一74/.Err in空口埴.566. )=.sodEE6Q/3050.1.5加 0+口印M加出SS.BiTin如口5,55印社38 0rrs&e85.0+2,0&8.0+2.025.5Q,555.o n?6.9+0,&58.411.06抬ccQcroci *ci 口 nj_n n.匚口6由1 nEEJ1O/11UEE11SX1 ZG110.0+2.511EJ.0+2.5ir .041.0173.C+1.0I3S.01.035.01.074.2rri

34、nB2.Urrin36.011.035jQD571.0+1.5-560工冽14S,Gi1.5aa.ai .013J .81nin2U.Q11,G12a.an .51430EE B5-1501B5.03.5154.0-1.527-51 -0125. Ornin53.n+1.O100.0+1.52600EEM0/250200.0-1.0_26Q.0+2.04dtt1.5175.0min40.0i：1.5220.011.54g 口口5s ,则，Ae = 3.2x2.7 = 8.64则，Ae = 3.2x2.7 = 8.64cm2, Aw2因此EE85/88磁芯的功率容量为：AP = Ae x Aw

35、= 8.64 x 8.12 = 70.16而2000W、20kHz的开关电源的设计功率容量为：A =34.7P可见它明显小于功率容量乘积值70.16,符合要求。高频变压器一次侧、二次侧绕组匝数计算北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院计算高频变压器原边绕组的匝数值：z VX108 U X1085 37 X108N 二 INMAX二一1二二 19.8P4fB A4fB A 4 x 50 x103 x1000X13.56取原边匝数20砸。计算高频变压器副边绕组的匝数值：N = N x * = 20 x

36、220 = 8s p U 53710取整数时副边匝数为8砸。计算绕组导线线径及估算铜窗占有率副边绕组导线截面积为：人I45.5A = -q- = 22.75 mm2C 252绕组导线规格的选择。高频电流的集肤效应，使导线的实际导电截面积减小。因 此。在导线选择上应使用多股导线并绕,副边大电流绕组最好能使用宽而扁的铜带, 宽度与变压器磁心窗口高度接近,厚度则受2倍的穿透深度限制。表3列出了高频电 流穿透铜导线的深度。北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PET

37、ROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸因为f = 50kHz,所以允许采取的最大线径为dMAX= 2A = 2*0.3 = 0.6mm如去表称直径为0.94毫米的公制漆包线，需要N = A = 干？ = 80.5股，取整为81股并绕。2 兀()23.14x0.32九2一 ，一 一，八一A P10000同理，对于变压器原边，其绕组导线截面积为A =T- = -c门 =10.35mm2。C1 nU 8 0.9 x 537 x 210若同样取标称直径为0. 94mm的公制漆包线进行绕制的话，需要N = AC1 = J:35。= 36.6股，取整为37股并绕。(d、c 3.14 x 0

38、.32冗(一)22铜窗的占有率估算如下：0.4A N N 兀(d)2 + N N (d)2 ,即w p 12 s 2 20.4x1356 20 x37 x3.14x0.32 + 8x81x 3.14x0.32北京石油化工学院北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸得 542.4 392.25所以，铜窗是富裕的。此高频变压器计算参数基本符合要求。总电路图如下:北京石油化工学院北京石油化工学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸北京石油化工学院北京石油化工

39、学院BEIJING INSTITUTE OF PETROCHEMICAL TECHNOLOGY课程设计用纸元件器件：元器件型号表序 号标号名称型号规格1L1 L3电感180 PH2RV1-RV3压敏电阻VJY 型 1000V, 5kA3F0 F2快速熔断器RS3型750V,20AD1 D6整流二极管MUR201204R1 R6电阻10 ,4W5C1 C6瓷片电容0.1PH,1500V6FU1-FU6快速熔断器RS3型750V,20A7RV4压敏电阻1000v, 5kA。8Cd1Cd2电解电容2X600V/3300 UF9FU7-FU8快速熔断器RS3型750V,25A10IGBT0-IGBT4绝缘栅双极型晶体管1MBH50D_12011Ds,Df,D7 D14快速恢复二极管MUR3012012Lr电感80.6pH1