我們可以設想一下開關電源中散熱措施的兩種極限情況。當散熱分別采用液浸和真空時,繞線中相應的電流密度會相差較大。
在開關電源的實際研制中,我們并不關心電流密度是多大,而關心的只是線包有多熱?溫升是否可以接受?
這種錯誤概念,是設計人員為了避免繁瑣的反復試算,而人為所加的限制,來簡化變量數,從而簡化計算過程,但這一簡化并未說明應用條件。
6)、原邊繞組損耗=副邊繞組損耗”——優化的變壓器設計
很多電源設計者認為優化的變壓器設計對應著變壓器的原邊繞組損耗與副邊繞組損耗相等。甚至在很多磁性元件的設計書中也把此作為一個優化設計的標準。其實這并非什么優化設計的標準。在某些情況下變壓器的鐵損和銅損可能相近。但如果原邊繞組損耗與副邊繞組損耗相差較大也沒有多大關系。必須再次強調的是,對于高頻磁性元件設計我們所關心的是在所使用的散熱方式下,繞組有多熱?原邊繞組損耗=副邊繞組損耗只是工頻變壓器設計的一種經驗規則。
7)、繞組直徑小于穿透深度——高頻損耗就會很小
繞組直徑小于穿透深度并不能代表就沒有很大的高頻損耗。如果變壓器繞組中有很多層,即使繞線采用線徑比穿透深度細得多的漆包線,也可能會因為有很強的鄰近效應而產生很大的高頻損耗。因此在考慮繞組損耗時,不能僅僅從漆包線的粗細來判斷損耗大小,要綜合考慮整個繞組結構的安排,包括繞組繞制方式、繞組層數、繞線粗細等。
8)、正激式電路中變壓器的開路諧振頻率必須比開關頻率高得多
很多電源設計人員在設計和檢測變壓器時認為變壓器的開路諧振頻率必須比變換器的開關頻率高得多。其實不然,變壓器的開路諧振頻率與開關頻率的大小并無關系。我們可以設想一下極限情況:對于理想磁芯,其電感量無窮大,但也會有一個相對很小的匝間電容,其諧振頻率近似為零,比開關頻率小得多。
真正與電路有關系的是變壓器的短路諧振頻率。一般情況下,變壓器的短路諧振頻率都應當在開關頻率的兩個數量級以上。
3、結語
為了使電源設計者在電源設計過程中,少犯同樣的錯誤,就我們在開關電源的研發中遇到的一些與高頻磁性元件設計相關的概念性問題進行了總結,希望能起到拋磚引玉的作用。
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