300W以下工频变压器的计算方法

理论计算完成后还需要实际测试效果进行验证，因为铁心参数，制作工艺可能和我们假设的不一样，所以设计完成后基本都需要再根据实测结果进行调整。

要求：

高压输出：260V，150ma；

灯丝1：5V，3A；

灯丝2：6.3v，3A中心处抽头；

初、次级间应加有屏蔽层。

根据要求铁芯型号采用“GEIB一35”。

工频变压器的计算方法

（1）计算变压器功率容量（输入视在功率）：

P＝（1.4×高压交流电压×电流＋灯丝1电压×电流＋灯丝2电压×电流）/效率

＝（1.4×260×0.15＋5×3＋6.3×3）/0.9

＝（54.6＋15＋18.9）/0.9

＝98.33VA

（2）计算原边电流

I1＝1.05×P/220＝0.469A

（3）按照选定的电流密度（由计划的连续时间决定），选取漆包线直径。

如按照3A/mm2计算：D＝0.65×√I（0.65×电流的开方）

并规整为产品规格里有的线径（可查资料）：

选定：

原边直径D1＝0.45mm

高压绕组直径D2＝0.25mm

灯丝绕组直径D3＝D4＝1.12mm

（4）铁心截面面积

S0＝1.25√（P）＝1.25×√98＝12.5CM2

（5）铁心叠厚：

根据他的要求铁芯型号采用“GEIB一35”，

查到：舌宽＝35MM＝3.5CM

则：叠厚＝12.5/3.5＝3.6CM

一般地（叠厚/舌宽）在1－2之间是比较合适的。

（6）铁心有效截面积：

S1＝舌宽×叠厚/1.1＝11.454CM2

（7）计算每伏匝数

计算式：每伏匝数n＝（45000）/（B×S1）

其中

B＝10000－12000（中等质量硅钢片，如原先上海无线电27厂产品铁心）

或15000（Z11等高质量硅硅片）

或8000（电动机用硅钢片）。

S1：铁心有效截面积，等于（舌宽×叠厚）/1.1

假定是中等质量铁心，并且保守点，取B＝10000

则：

n＝450000/B×S1

=450000/（10000×11.454）

＝3.93（T/V）

（8）计算每组匝数

原边圈数：N1＝220n＝220×3.93×0.95＝822（T）

副边高压：N2＝260×1.05×n＝1073（T）－－这是一半，还要再×2＝2146T。

灯丝1（5V）：N3＝5×1.05×n＝21（T）

灯丝2（6.3V）：N3＝6.3×1.05×n＝26（T）

（10）计算每层可绕圈数（窗口高度两端要留下3MM）：

查得该铁心窗口高度h＝61.5mm，

查表得知：选用的漆包线带漆皮最大外径

D1Max＝0.51mm

D2Max＝0.30mm

D3Max＝1.23mm

D4Max＝1.23mm

按照每层可绕：N＝（h－0.5－2×3）/（K×DMax）计算

（分子的含义是：由h＝61.5mm＝＝》可绕线宽度为61.5－0.5－2×3＝55mm）

（分母是排线系数K×最大外径DMax，对于初学者，小于0.3的线K＝1.20，0.3－0.8的线K＝1.15，大于0.8的线K=1.10。。如您已经有较好的绕线经验，K可以＝105～102）

代入上述数据得到：

原边每层可绕：94圈

高压每层可绕：154圈

灯丝每层可绕：39圈（最后有讨论）。

（也可以直接查“每厘米可绕圈数表”得到）

（11）各绕组的层数

前面已经算出各组圈数则，则各绕组的层数：

原边＝822/94＝8.74，取9层

高压＝2146/154＝13.94，取14层

灯丝1：1层，

灯丝2：1层。

（12）绝缘设计

骨架，用1MM厚红钢纸，外加0.15MM覆膜青壳纸1层＋0.08MM电缆纸1层；

原边绕组垫纸用0.08MM电缆纸；

副边高压绕组垫纸用0.05MM电缆纸；

组间绝缘用0.08MM电缆纸1层＋0.15MM覆膜青壳纸2层＋0.08MM电缆纸1层；

（绕组外绝缘同组间绝缘）

（13）计算线包（压实的）厚度：

＝（1＋0.15+0.08）（骨架及内层绝缘）

＋（9×0.51＋8×0.08）（原边绕组）

＋（0.08×2＋0.15×2）（组间绝缘1）

＋（隔离层，如可能用0.05铜箔，如无，就用与高压绕组同直径的线绕一层代）

＋（0.08×2＋0.15×2）（组间绝缘2）

＋（14×0.30＋13×0.05）（高压绕组）

＋（0.08×2＋0.15×2）（组间绝缘3）

＋（1.23）（灯丝1）

＋（0.08×2＋0.15×2）（组间绝缘4）

＋（1.23）（灯丝2）

＋（0.08×2＋0.15×2）（线包外间绝缘）

＝1.23＋5.23＋0.46＋0.30＋0.46＋4.85＋0.46＋1.23＋0.46＋1.23＋0.46

＝16.37mm

（14）检验“蓬松系数”

蓬松系数＝铁片窗口宽度/线包（压实的）厚度

“蓬松系数”一般可以在1.2－1.3间，蓬松系数小者要注意绕的十分紧才行，蓬松系数过大说明选的铁心规格大了，要重选重算。对于经验不多的初学者，不妨以1.3－1.35进行检验。不然可能绕完了发现装不进铁片。

检验：

蓬松系数＝22/16.37＝1.34

很合适的呀。

（15）修正方案：

灯丝绕组可以选用0.8nn直径漆包线2根并绕（0.80线最大外径0.89，每层可绕54圈，6.3V绕组26×2，刚好可以绕下）。这样导线可以分布开来不至于只有半边，绕出来的线包就比较平整。还可以减小绕组厚度。

这时，

计算线包（压实的）厚度：

＝1.23＋5.23＋0.46＋0.30＋0.46＋4.85＋0.46＋0.89＋0.46＋0.89＋0.46

＝15.69mm

蓬松系数＝22/15.69＝1.41

这就非常之宽松了，说明选的铁心规格大了，利用手头现有铁心当然可以。保证可以成功。

在逆变电源中的应用

工频逆变电源输入一般为低压直流，采用全桥逆变电路，通过对场效应管的开关频率作用控制输出交流电压。输出的220V正弦波交流电压的峰一峰值是620V，而一般的逆变电源输入整流电压为310V，为了使逆变器不失真输出220V正弦波交流电压，逆变器前面的直流电压必须是680～870V。因为一般的逆变输入电压远远小于该值，所以必须加一个输出变压器将逆变器输出电压提升到额定峰值以上才可以使用，如下图1所示。

该电路采用全桥变换电路结构，这种变换器输出不是1根火线和1根零线，而是2根火线，但一般在接负载时都要求有零线。如果没有输出隔离变压器将l根火线硬性接零线，就会导致逆变电源不能正常工作。图4为无输出变压器正半波时的电流流动方向。

从图2中看出，由于零线的接入，使负载电流经过负载后不经过整流管和逆变功率管，而是直接流回市电的零线输入端，在这种情况下，图中虚线框中的整流器和逆变功率管都未起作用。按照正常工作程序，负载电流应该流过两个桥式电路的整流管和逆变功率管。图3为有输出变压器正半波时的电流流动方向。当输出端接入了隔离变压器后就可以在变压器的次级（负载输入端）连接市电的零线，于是就构成可靠的供电系统。可见，隔离输出变压器对于逆变桥电路来说是一个重要的组成部分，使逆变电路具有可靠稳定的特点。