400 全桥变压器铜损计算.doc
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400变压器损耗计算
一、变压器铜损计算：
前提条件：
48V输入电压，12V@33A输出，忽略励磁电流，原副边线圈等宽度绕制
PCB采用12层板，原边6层PCB，副边6层PCB。变压器匝比为3：1，表层2ounce覆铜，里层4ounce覆铜和3ounce覆铜2中方案。
3、原边采用2匝+1匝结构，3层并联绕制；副边采用1匝结构，3层并绕
4、磁芯外形图为：
线圈采用等宽度绕制，外形图为：
窗口截面等效为内径为r1外径为r2（r1,r2为常数）的圆环，由内而外第一匝的线宽为h1，第二匝为h2，且h1＋h2＝r2－r1（为计算方便省略了匝间距间隔）；第一匝绕线中心线的半径为：r1+h1/2,第二匝绕线中心线的半径为：r2-h2/2。
假设PCB绕线铜厚为，有电阻计算公式：，则第一、二匝的导通电阻分别为：
（1）
（2）
那么25℃时，绕2匝时电阻计算为：
R1的直流电阻为：
表层
内层4ounce
内层3ounce
R2的直流电阻为：
表层
内层4ounce
内层3ounce
单位：欧姆。
工作条件下的电阻值由于工作温度作用，需重新计算，最高工作温度定义为135℃，电阻值R135为
(234.5表示铜的K值常数，铝的K值常数是228.1)
其中：常温24℃下直流电阻值R0
若考虑趋肤效应的影响，按下式进行趋肤效应下的电阻计算
(圆铜线按直径，铜皮或扁平线按厚度)：
d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)
在135℃时，R1的交流电阻为：
表层：
内层
4ounce：
3ounce：
R2的交流电阻为：
表层：
2、内层
4ounce：
3ounce：
25℃时，绕1匝时电阻计算为：
R1的直流电阻为：
表层
2、内层4ounce
内层3ounce
在135℃时，R1的交流电阻为：
表层：
内层
4ounce：
3ounce：
那么变压器原边线圈电阻为（单位：毫欧）：
4ounce （5.37+7.519+3.222）//(2.686+3.761+1.612)//(2.686+3.761+1.612)=3.223
3ounce (5.37+7.519+3.222)//(3.518+5.013+2.149)//(3.518+5.013+2.149)=4.01
那么变压器副边线圈电阻为（单位：毫欧）：
4ounce 1.612/3=0.537
3ounce 2.149/3=0.716
所以4ounce覆铜时，变压器铜损为：
（W）
3ounce覆铜时，变压器铜损为
（W）
二、输出电感铜损计算
前提条件：Lout用3匝，4层PCB并联绕制。
电感磁芯外形图：
25℃时，绕1匝时电阻计算为：
R1的直流电阻为：
表层
2、内层4ounce
内层3ounce
在135℃时，R1的交流电阻为：
表层：
内层
4ounce：
3ounce：
那么输出电感的电阻@135℃为：（单位：毫欧）
RLout@4ounce=（2.985+1.493+2.985）//(1.493*3)//(1.493*3)//(1.493*3)=1.244
RLout@3ounce=（2.985+1.99+2.985）//(1.99*3)//(1.99*3)//(1.99*3)=1.592
所以4ounce覆铜时，输出电感铜损为：
（W）
3ounce覆铜时，输出电感铜损为
（W）
电流密度：
采用老400的磁芯，那么25℃时，绕2匝时电阻计算为：
R1的直流电阻为：
表层
内层4ounce
内层3ounce
R2的直流电阻为：
表层
内层4ounce
内层3ounce
单位：欧姆。
工作条件下的电阻值由于工作温度作用，需重新计算，最高工作温度定义为135℃，电阻值R135为
(234.5表示铜的K值常数，铝的K值常数是228.1)
其中：常温24℃下直流电阻值R0
若考虑趋肤效应的影响，按下式进行趋肤效应下的电阻计算
(圆铜线按直径，铜皮或扁平线按厚度)：
d 线径(inch) f 工作频率(Hz) T 工作温度(℃)
在135℃时，R1的交流电阻为：
表层：
2、内层
4ounce：
3ounce：
R2的交流电阻为：
表层：
2、内层
4ounce：
3ounce：
25℃时，绕1匝时电阻计算为：
R1的直流电阻为：
表层
2、内层4ounce
内层3ounce
在135℃时，R1的交流电阻为：
表层：
内层
4ounce：
3ounce：
那么变压器原边线圈电阻为（单位：毫欧）：
4o
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