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逆变器用什么磁环

发布时间:2025-03-20 08:50:52 人气:



逆变器接上负载后输入电压就下降的原因?

 

如上图所示,输入电压为4.5V,楼主需要设计一个全桥电路将DC4.5V转换为100kHz的方波,通过环形磁芯升压,在次级整流滤波再经Buck电路(LM2596-12.0V)转换为12V电压10W功率的直流电压。

由于要求空间紧凑,采用的全桥工作频率为100kHz,先用纳米晶磁环作为变压器磁芯。利用AP法选择合适尺寸的磁芯,根据电磁感应原理计算得到初级匝数为2T,次级匝数为12T,升压比为6。

绕后将磁环接入电路,在空载时Buck电源能稳定输出12V。但是接入51Ω电阻作为测试负载后发现输出电压仅仅1.13V。51Ω的电阻作为负载,12V电压下消耗功率远未达到设计目标10W

现初步怀疑是设计阶段出了问题,楼主在下面贴上实测波形和详细的计算过程,希望有相关经验和知识的朋友能帮助我分析讨论。

分别测试了空载和带负载时磁环初级和次级的波形如下:

 

这是空载初级电压波形,脉冲平台期大约3V左右,输入电压是4.5V主要损耗应该是全桥的管压降。

 

空载次级电压波形,经过升压后平台期约11V左右(升压比为6)。

从空载波形上看,变压器初次级电压波形与设计目标基本一致。

 

这是带载后的初级电压波形,平台期电压接近1V。

 

这是带载后的次级电压波形,平台期电压5V左右,使LM2596-12无法正常工作。

对比带载前后的变压器波形,变压器未饱和,可以看出带载后变压器的初次级电压下降严重。是由于变压器功率不够?楼主很不解。反复检查了设计和计算过程,并没有发现错误。

下面贴上设计的计算过程:

步骤一:确定变压器设计的电源参数

       输入电压Ui :4.5V

       变压器输出电压 :20V

       变压器工作频率fs:10kHz

       电源输出功率Pi: 10 W

       变压器工作占空比:50%

       整流二极管压降 :1V

       变压器传输功率 :80%

       开关电源功率 :80%

步骤二:确定初次级匝数比

步骤三:确定高频变压器磁芯材料

选择铁基纳米晶磁环作为磁芯材料,饱和磁感应强度Bs=1.25T,顽绞力1.2A/m,初始磁导率80000,电阻率115μΩ·cm.

步骤四:确定工作磁感应强度Bm

确定磁感应强度B需要考虑两个问题:当输入电压达到最高时磁芯不饱和,变压器温升满足要求。通常选择Bm=(1/3~1/2)Bs=1/3*1.2T=0.4T,考虑到剩磁Br,为避免磁芯饱和,Bm取0.2T。

步骤五:确定磁芯尺寸

磁芯制造商在生产磁芯时会将磁芯有效截面积和窗口面积的乘积(面积积)作为工作功率大小的标识。可传递的功率和面积积存在如下关系:

      

式中:Ae为磁芯有效截面积(cm2);Aw为磁芯窗口截面积(cm2);Pt为变压器视在功率(W);ΔB为磁通密度变化量,双极性变换器为ΔB=2Bm(T)(选择了磁芯后可以计算);f为开关工作频率(Hz);K为近似系数(正激、推挽中心抽头变压器取K=0.014;全桥、半桥变压器取K=0.017)。

计算变压器传输效率为 ,

将数据代入

     

选择King magnetics公司生产的30*20*10纳米晶磁环,其有效截面积Ae=0.47 cm2,窗口面积Aw约3.14 cm2。AP=Ae×Aw=1.476 cm4,远远大于所需传输功率对应的AP值。

步骤六:确定原边和副边的绕组匝数

计算初级线圈匝数

式中△B为一个周期内磁感应强度变化大小(T),△B=2Bm;Ae为磁芯有效截面积(cm2);fs为变压器工作频率(Hz)。

代入数据,算的

取副边匝数 为12T,   

         取原边匝数 为2T。

步骤七:校验△B的可行性

由于线圈匝数少,楼主在计算过程中没有考虑绕制导线的内阻,原型机只采用了普通铜导线作为绕组材料,应该不会是次级线圈内阻大致的电压跌落。如图:

 

直观理解,接入空载和接入负载的区别在于变压器次级线圈电流从0变为一定值,次级电流产生的磁通会抵消一部分的初级线圈磁通。

逆变器制作步骤详解

一、理解逆变器的基础知识

在深入了解逆变器制作步骤之前,需明白逆变器的作用是将直流电(DC)转换为交流电(AC)。这一设备广泛应用于多种情境,如在离电网的地区为家用电器提供电力,或是作为车辆的辅助电源。逆变器能够让手机、电脑等便携式电子设备在没有电源插座的情况下依然可以使用。

二、逆变器制作的准备工作

制作逆变器前,应明确所需功率大小,本文以600W的正弦波逆变器为例。首先,要准备主要的元件和材料,包括SPWM主芯片、主变压器、绕组导线、磁芯、散热风扇等。

三、主要元件的制作与采购

1. SPWM主芯片:选择适合功率和应用的芯片。

2. 主变压器:对于600W的逆变器,选择适合的磁芯和绕组材料,确保能承受所需的电压和电流。

四、绕制逆变器的主要步骤

A. 绕制高压绕组:使用0.93MM的导线,按照设计的绕组数据进行绕制,并确保绝缘。

B. 绕制低压绕组:使用5根相同的导线并绕。

C. 完成高压绕组:继续完成剩余的高压绕组圈数,确保与前半部分绕向一致。

D. 处理绕组线头:将低压绕组的线头折叠并焊接在骨架上,对漆面进行处理以利于焊接。

E. 包裹绕组:在绕组外部再包上几层高温胶带,确保外观饱满平整。

五、安装AC输出滤波磁环

使用适当的线材在直径40MM的铁硅铝磁环上绕制一定圈数,确保电感量符合设计要求。注意在绕制过程中要戴手套以防勒伤。

六、安装与调试散热风扇

为功率管安装合适的散热风扇,确保在额定功率下能够有效散热。对于600W的输出,实验证明风扇大小足够,但前级功率管可能需要更大的风扇以提升散热效果。

七、安装与调试

在安装之前,确保所有元件质量合格,尤其是耐压和工作电流。同时,检查PCB板质量,确保无短路等瑕疵。安装完成后进行调试,确保系统稳定运行。

八、解决常见问题

如果在300W以上的负载下出现问题,如烧毁H桥功率管,应检查高压直流和SPWM板电源的滤波是否充分。增强滤波后通常能恢复正常运行。

九、小结

本文详细介绍了600W正弦波逆变器的制作步骤。朋友们可以参考这些步骤尝试制作自己的逆变器。在实验过程中可能会遇到问题,如散热不足或电流稳定性问题,应根据具体情况调整和优化设计。通过不断实践,可以提高对逆变器工作原理和制作工艺的理解。

定制大功率电感要注意什么?

随着国家对新能源开发的大力支持,光伏逆变器作为一种风口产业得到了大力发展,功率定制电感在光伏逆变器中有大量应用。

由于电感是逆变器中第二发热元器件,电感和PCBA板分开安装,热量直接向外散发,不会提升逆变器内部温度。避免逆变器其它元器件如电容,芯片,传感器温度升高而性能受到影响,降低寿命。

我们有一家生产光伏逆变器的客户之前使用的是国外的产品,在公司战略产品转型下,寻求电感国产化,在了解客户使用环境与要求后,我们为客户匹配了几种功率定制电感。

我们知道光伏逆变器要进行能量的转化,把太阳能转化为电能,进而为人类的生产生活服务。这就要求使用的功率电感在各个方面性能表现稳定性高,并且能满足产品所需的高功率。

功率定制电感在进行生产时要根据客户需求电流是多少,在一定范围内电流不能大也不能小,电流大功率电感就会损坏,电流小功率电感的性能表现就会达不到要求,还要注意功率电感在产品中的作用是什么,另外功率电感的尺寸,需要几根绕线等重要因素都是需要考虑的。

你还知道功率定制电感还使用在哪些领域吗?关于功率定制电感你还有哪些想要了解的吗?欢迎留言。

15x20x10非晶磁环能做多少瓦的逆变器?

15x20x10(mm)是非晶磁环的尺寸,根据磁芯尺寸和使用的材料,可以得出该非晶磁环的磁性能参数,从而计算出适用的逆变器功率范围。但是,仅靠磁环尺寸无法确定一个逆变器所能承载多少瓦数的负载,还需要考虑逆变器设计中的电路拓扑、元器件选型、散热等一系列因素。因此,具体的逆变器功率能力取决于产品设计和制造的技术水平,无法仅通过磁环尺寸而得出。

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