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大功率逆变变压器绕法及过程详解

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逆变变压器简介

逆变变压器是把直流电能转变成交流电。它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。

逆变变压器广泛适用于空调、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、照明等。

逆变变压器结构特点

1.线圈采用F级或C级漆多饼式绕制,排列紧密且均匀,外表不包绝缘层,具有极佳的美感且有很好的散热性能。

2.铁心接缝采用亚弧焊焊接,线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程使变压器的线圈和铁芯牢固地结合在一起,不但大大减小了运行时的噪音,而且具有极高的耐热等级。

3.外露部件均采取了防腐蚀处理,引出端子采用接线端子或铜排端子。

一文看懂逆变变压器绕法图解

逆变变压器的优缺点

逆变变压器是指带有工频变压器的逆变器,它也称为工频逆变器它不同于高频变压器最大的特点是体积特别大。它通常用在一些需要稳定性高的场合,因为它有个特点就是稳定性高。一般高频电路很难做出大功率的逆变器,因为其功率大,电流也就大,其高频电路无法承载大电流的冲击,而逆变变压器由于有工频变压器,可以有效地缓解冲击,使得其功率可以做到很大。

变压器本身作为一个发热工作装置,会损耗功率,这种电路功率不高,一般为85%左右,而在高频逆变器中可以达到99%,所以在效率上比较低。由于很多变压器是用铜线绕制,铜的价格一直较高,故导致变压器价格并不便宜,生产的成本就增加,逆变变压器的价格也就相应的增加,高频逆变器因为没有变压器,价格自然就比逆变变压器低。综上所述,逆变变压器的优点是功率大、稳定性高,而缺点是效率低价格高。

一文看懂逆变变压器绕法图解

逆变变压器使用注意事项

1、直流电压要一致

每台逆变变压器都有接入直流电压数值,如12V,24V等,要求选择蓄电池电压必须与逆变变压器直流输入电压一致。例如,12V逆变变压器必须选择12V蓄电池。

2、逆变变压器输出功率必须大于电器的使用功率,特别对于启动时功率大的电器,如冰箱、空调,还要留大些的余量。

3、正、负极必须接正确 逆变变压器接入的直流电压标有正负极。红色为正极(+),黑色为负极(—),蓄电池上也同样标有正负极,红色为正极(+),黑色为负极(—),连接时必须正接正(红接红),负接负(黑接黑)。连接线线径必须足够粗,并且尽可能减少连接线的长度。

4、应放置在通风、干燥的地方,谨防雨淋,并与周围的物体有20cm以上的距离,远离易 燃易爆品,切忌在该机上放置或覆盖其它物品,使用环境温度不大于40℃。

5,充电与逆变不能同时进行。即逆变时不可将充电插头插入逆变输出的电气回路中。

6、两次开机间隔时间不少于5秒(切断输入电源)。

7、请用干布或防静电布擦拭以保持机器整洁。

8、在连接机器的输入输出前,请首先将机器的外壳正确接地。

9、为避免意外,严禁用户打开机箱进行操作和使用。

10、怀疑机器有故障时,请不要继续进行操作和使用,应及时切断输入和输出,由合格的检修人员或本公司的特约维修单位检查维修。

11、在连接蓄电池时,请确认您的手上没有其它金属物,以免发生蓄电池短路,灼伤人体。

一文看懂逆变变压器绕法图解

高频逆变器中高频变压器的绕制方法

你如果用EE55等高频磁芯制作高频逆变器,其中高频变压器的线包绕制最好参考一下电子管音响功率放大器中音频输出变压器的绕制方法。这种变压器因为要在音频20Hz~20KHz范围内力求做到平坦响应,绕法讲究,顶级的电子管音频输出变压器的频响范围甚至做到了10Hz~100KHz,而用的磁芯不过就是高矽硅钢片而已。

以大家在坛子中讨论最多也用得最多的“SG3525A(或KA3525A、UC3525)+场管IRF3205(或MTP75N06等)+EE55磁芯变压器”组合为例,功率可做到500W以上,工作频率一般在20~50KHz.其中的EE55磁芯变压器,大家一般是低压绕组(初级)3T+3T,中心抽头,高压绕组(次级)75T.

要制作好它就要注意两点:

一是每个绕组要采用多股细铜线并在一起绕,不要采用单根粗铜线,因为高频交流电有集肤效应。所谓集肤效应,简单地说就是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的(实际是越靠近导线中轴电流越弱,越靠近导线表面电流越强)。采用多股细铜线并在一起绕,实际就是为了增大导线的表面积,从而更有效地使用导线。例如初级的3T+3T,你如果用直径2.50mm的单根漆包线,导线的截面积为4.9平方毫米,而如果用直径0.41mm的漆包线(单根截面积0.132平方毫米)38根并绕,总的截面积也达到要求。然而,第二种方法导线的表面积大得多(第一种方法导线的表面积为:单股导线截面周长&TImes;股数&TImes;绕组总长度=2.5&TImes;3.14&TImes;1×L=7.85L,第二种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=0.41×3.14×38×L=48.92L,后者是前者的48.92L/7.85L=6.2倍),导线有效使用率更高,电流更通畅,并且因为细导线较柔软,更好绕制。次级75T高压绕组用3~5根并绕即可。

二是最好采用分层、分段绕制法,这种绕法主要目的是减少高频漏感和降低分布电容。例如上述变压器的绕法,初级分两层,次级分三层三段。具体是:

①绕次级高压绕组第一段。接好引出线(头),先用5根并绕次级高压绕组25T,线不要剪断,然后包一层绝缘纸(绝缘纸要薄,包一层即可,否则由于以下多次要用到绝缘纸,有可能容不下整个线包),准备绕初级低压绕组的一半。

②绕初级低压绕组的一半。预留引出线(头),注意是预留,因为后面要统一并接后再接引出线,以下初级用“预留”一词时同理。用19根并绕3T,预留中心抽头,再并绕3T,预留引出线(尾),线剪断。在具体操作时这里还有一个技巧,即由于股数多,19股线一次并绕不太方便,扭矩张力也大,就可以分做多次,如这里可分做三次,每次用线6到7股,这样还可绕得更平整。注意三次的头、中、尾放在一起,且绕向要相同。然后又包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第二段。

③绕次级高压绕组第二段。将前面没有剪断的次级高压绕组线翻转上来(注意与前面的初级绕组线不要相碰,必要时可用绝缘纸隔开),又并绕25T,注意绕向要与前面的第一段相同,线仍不剪断。又包一层绝缘纸,准备绕初级低压绕组的另一半。

④绕初级低压绕组的另一半。再按步骤②同样的方法绕一次初级低压绕组,注意绕向要与前面的一半相同。同样线剪断,包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第三段。

⑤绕次级高压绕组第三段。再按步骤③提示的方法绕完剩下的次级高压绕组25T,仍注意绕向与前面的两段相同。接好引出线(尾),线剪断。至此,所有的绕组都绕完了。

⑥合并初级低压绕组。将前面两次绕的初级低压绕组,头与头并接,中心抽头与中心抽头并接,尾与尾并接(这样绕组匝数仍是3T+3T,而总的并线为38根),接好引出线,即得到初级低压绕组的头、中、尾三个引出端。最后缠一层绝缘胶带,至此线包制作完成。

以上叙述起来显得很复杂,实际熟悉后并不难。按此方法绕制的高频变压器肯定好用;如果再参考高档电子管音频变压器的对称交叉绕制法,并讲求制作上的精细工艺,只要磁芯适应,工作频率可以提升到100KHz以上。不过对称交叉绕法最复杂最难搞(绕组分段更细,每一层都对称地分为两组,接法复杂,稍一疏忽大意就会接错绕组中某一段的相位),就不介绍了。为什么有的人做的高频变压器频率总是提不高,功率做不大(做大功率需要提升频率),而且发热严重,就是因为漏感大,分布电容大,高频电流集肤现象严重等等。自激式高频变压器绕法也一样。

一文看懂逆变变压器绕法图解

500W逆变器变压器绕制过程

绕法如下:

一:选两股0.72的漆包线一头固定在6脚(高压绕组的头),绕两层35T,另一头不要剪断,包好绝缘层后开始绕初级。

二:选6股0.72的线排整齐胶带包好卡在骨架的1,2脚之间,同样选6股0.72的线排整齐胶带包好卡在骨架的3,4脚之间。这样12股线就整齐的排成一层绕上3T.

1,2脚的那股线在9,10脚之间引出留合适的长度剪断。同样3,4脚的那股在12,13脚之间引出留合适的长度剪断。

按上面的方法用相同的方法饶好(2,3)-(11,12),(4,5-13,14)。

一文看懂逆变变压器绕法图解

三:包好绝缘后接高压绕组继续绕两层35T高压绕组。线尾还是不要剪断留用。

四:包好绝缘后完全按第二步重复绕一边,线头线尾也在相同的位置出线。

五:包好绝缘后接高压绕组继续绕两层35T高压绕组完工接7脚。

这样变压器就绕好了,看图仔细分析下.1,2,3脚之间的所有线并请来是一组3T的头,12,13,14脚之间的所有线并请来是另一组3T的尾.3,4,5之间的线和10,11,12之间的线连起来是两个3T的中心抽头。

绕完所有绕组整个线包厚度只有10层0.72的的厚度略大于7.2MM,EE55的磁芯骨架一般有9MM左右完全绕的下这点线。

最后就是所有的线头整理上锡了,考虑3,4,5之间的线和10,11,12之间的线在两端出线不方便连接,那就引出线留长点通过画PCB板时合理布线就可以方便的处理了。实际使用时3,4,5之间的线和10,11,12之间的线,留足够长度套上套管后直接引出接入电源正极。

补充一点:实际选线径的时候,可以按自己现有的漆包线选择。但尽量先计算一遍用多少股并联,使每一层都从骨架一边到另一边正好排满,细心认真完全利用好窗口的话还真能做到800W的功率。

一文看懂逆变变压器绕法图解

接下来先简单算下电流和线径的关系:

1,自然散热的话线径一般取5A每平方毫米(豆芽菜师兄提醒:这个载流量计算可能有误(5A每平方毫米载流量应该取2.5-3A每平方毫米才正确,我是按0.72流0.9A计算的,应用这个变压器还是保险的),利用手头现成的漆包线选了外径0.72的线(因为工作在高频状态选漆包线线径一般不要超过0.8MM的直径)。

0.72的漆包线单根可以通过0.9A的电流.500W/12V=42A,这样的话初级约需要48股0.72的漆包线。逆变器上常用的是推挽形式,那两组线圈就只要24股+24股就可以了。

2,次级同样按电压和电流选好合适的漆包线。

3,我绕的EE55变压器是初级12V输入500V输出功率定在500W.就选初级3T+3T,次级110T.

4,绕推挽变压器时几个问题要注意下,一是两组初级要尽量物理尺寸相同(保证相同的圈数和相同的电感量),二是采用三明治方式绕,三是尽量整齐排列不要在线包内有接头每层都完全利用起来不留空隙。注意这三点就肯定能成功了

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