Проектирование трансформаторов и дросселей (2016, Маклиман Вильям)

Введение
Предисловие
Благодарность
Об авторе
О книге
1 Фундаментальные понятия магнетизма
1.1. Введение
1.2. Магнитные свойства в свободном пространстве
1.3. Усиление магнитного поля
1.4. Простейший трансформатор
1.5. Магнитный сердечник
1.6. Фундаментальные характеристики магнитного сердечника
1.7. Зависимость B(Н) при повторном перемагничивании сердечника
1.8. Магнитная проницаемость
1.9. Магнитодвижущая сила (МДС) и намагничивающая сила (H)
1.10. Магнитное сопротивление
1.11. Воздушный зазор
1.12. Управление величиной постоянного магнитного потока с помощью воздушного зазора
1.13. Типы воздушных зазоров
1.14. Краевой магнитный поток
1.15. Магнитная проницаемость материала
1.16. Воздушные зазоры
1.17. Краевой магнитный поток, фактор F
1.18. Расчёт длины зазора в дросселе постоянного тока
1.19. Краевой магнитный поток и способ намотки катушки
1.20. Краевой магнитный поток в уплотнённой среде
1.21. Краевой магнитный поток в порошковых сердечниках
2 Магнитные материалы и их характеристики
2.1. Введение
2.2. Насыщение
2.3. Остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Hc
2.4. Магнитная проницаемость
2.5. Потери на гистерезис, сопротивление потерь в сердечнике
2.6. Кремниевая сталь
2.7. Тонкая лента из никелевого сплава
2.8. Металлическое стекло
2.9. Магнито-мягкие ферриты
2.10. Марганец-цинковые ферриты
2.11. Никель-цинковые ферриты
2.12. Ферриты: обзор
2.13. Порошковые сердечники из молибденового пермаллоя
2.14. Железные порошковые сердечники
2.15. Потери в сердечнике
2.16. Уравнения для потерь в сердечнике
2.17. Отбор магнитных материалов
2.18. Несимметричное намагничивание
2.19. Характеристики материала
2.20. Уточнение границ области насыщения магнитного материала
2.21. Условия и результаты измерений
2.22. Теория насыщения магнитного материала
2.23. Влияние воздушного зазора
2.24. Эффект введения зазора
2.25. Составной сердечник
2.26. Заключение
3 Магнитные сердечники
3.1. Введение
3.2. Типы и конструкции сердечников
3.3. Типы материалов сердечника
3.4. Вихревые токи и изоляция
3.5. Стальные пластины
3.6. Отжиг и снятие стресса
3.7. Сборка пакета пластин и их взаимная ориентация
3.8. Уплотнение потока
3.9. Ток возбуждения
3.10. Ленточные C-, ЕЕ- и тороидальные сердечники
3.11. Ленточные тороидальные сердечники
3.12. Порошковый тороидальный сердечник
3.13. Коэффициент заполнения сталью
3.14. Данные для проектирования сердечников из EI-пластин
3.15. Данные для проектирования сердечников из UI-пластин
3.16. Данные для проектирования сердечников из LL-пластин
3.17. Данные для проектирования сердечников из DU-пластин
3.18. Данные для проектирования трёхфазных трансформаторов на основе стальных пластин
3.19. Данные для проектирования ленточных витых С-сердечников
3.20. Очертания ленточных намотанных EE-сердечников
3.21. Параметры ленточных витых тороидальных сердечников
3.22. Параметры EE-сердечников из феррита
3.23. Параметры планарных ферритовых EE- и EI-сердечников
3.24. Параметры ферритовых EC-сердечников
3.25. Параметры ферритовых ETD-сердечников
3.26. Параметры ферритовых ETD-сердечников
3.27. Параметры ферритовых ER-сердечников
3.28. Параметры ферритовых EFD-сердечников
3.29. Параметры ферритовых EPC-сердечников
3.30. Параметры ферритовых PC-сердечников
3.31. Параметры ферритовых EP-сердечников
3.32. Параметры ферритовых PQ-сердечников
3.33. Параметры низкопрофильных ферритовых PQ-сердечников
3.34. Параметры ферритовых RM-сердечников
3.35. Параметры низкопрофильных ферритовых RM-сердечников
3.36. Параметры ферритовых DS-сердечников
3.37. Параметры ферритовых UUR-сердечников
3.38. Параметры ферритовых UUS-сердечников
3.39. Параметры тороидальных ферритовых сердечников
3.40. Параметры тороидальных порошковых MPP-сердечников
3.41. Параметры порошковых железных тороидальных сердечников
3.42. Параметры тороидальных сендастовых порошковых сердечников
3.43. Параметры тороидальных порошковых сердечников High Flux
3.44. Параметры железных порошковых EE-сердечников
3.45. Параметры сендастовых порошковых EE-сердечников
4 Использование окна сердечника, обмоточный провод и изоляция
4.1. Коэффициент заполнения окна
4.2. Изоляция провода, S1
4.3. Коэффициент заполнения обмоткой
4.4. Эффективная площадь окна
4.5. Коэффициент влияния изоляции
4.6. Заключение
4.7. Коэффициент заполнения окна для ферритовых сердечников с катушкой
4.8. Провод круглого и квадратного сечения с диаметром и стороной 0.0254 мм
4.9. Обмоточный провод
4.10. Плёночная изоляция обмоточного провода
4.11. Таблица проводов
4.12. Изоляция, которую можно паять
4.13. Укреплённый обмоточный провод
4.14. Базовая плёночная изоляция
4.15. Методы нанесения укрепляющего покрытия
4.16. Миниатюрный обмоточный провод прямоугольного сечения
4.17. Многожильный провод и поверхностный эффект
4.18. Уменьшение скин-эффекта в трансформаторах
4.19. Расчёт скин-эффекта в дросселе постоянного тока
4.20. Многожильный провод типа литцендрат
4.21. Эффект близости
4.22. Эффект близости в трансформаторах
4.23. Высокочастотные трансформаторы с многослойными обмотками
4.24. Анализ эффекта близости при помощи кривых Доула
4.25. Специальные провода
4.26. Провод с тройной изоляцией
4.27. Литцендрат с тройной изоляцией
4.28. Многожильный обмоточный провод
4.29. Стандартная фольга
4.30. Использование фольги
4.31. Расчёт средней длины витка
4.32. Расчёт средней длины витка тороидального сердечника
4.33. Расчёт сопротивления меди обмотки
4.34. Расчёт веса меди
4.35. Электрический изоляционный материал
4.36. Источники
5 Этапы проектирования трансформатора
5.1. Введение
5.2. Общие проблемы проектирования
5.3. Способность передавать мощность
5.4. Взаимосвязь Ap и способности сердечника передавать мощность
5.5. Взаимосвязь Kg с диапазоном регулирования нагрузки и способностью передавать мощность
5.6. Произведение площадей трансформатора Ap
5.7. Объём трансформатора и произведение площадей Ap
5.8. Вес трансформатора и произведение площадей Ap
5.9. Площадь поверхности трансформатора в зависимости от произведения площадей Ap
5.10. Плотность тока трансформатора J и произведение площадей сердечника Ap
5.11. Геометрия сердечника трансформатора и произведение площадей сердечника
5.12. Вес трансформатора в зависимости от диапазона регулирования нагрузки
5.13. Источники
6 Эффективность трансформаторов и дросселей, влияние изменения нагрузки и температуры
6.1. Введение
6.2. Эффективность трансформатора
6.3. Максимальная эффективность
6.4. Рассеивание мощности трансформатором посредством радиации и конвекции
6.5. Рост температуры в зависимости от площади рассеивающей поверхности At
6.6. Площадь поверхности, необходимая для рассеивания выделяющегося тепла
6.7. Требуемая площадь поверхности At
6.8. Зависимость напряжения от нагрузки
6.9. Источники
7 Проектирование силового трансформатора
7.1. Введение
7.2. Общие проблемы проектирования
7.3. Способность передавать мощность
7.4. Связь выходной мощности Po и расчётной мощности Pt
7.5. Многообмоточные трансформаторы
7.6. Зависимость напряжения от нагрузки
7.7. Взаимосвязь Kg и способности трансформатора поддерживать стабильное напряжение на выходе при изменении нагрузки
7.8. Взаимосвязь Ap и способности трансформатора передавать мощность
7.9. Сердечники с одинаковым произведением площадей
7.10. Проектирование 250 Вт изолирующего трансформатора с использованием коэффициента, характеризующего геометрию сердечника Kg
7.11. Проектирование трансформатора на 38 Вт и 100 кГц с использованием коэффициента Kg, характеризующего геометрию сердечника
8 Проектирование дросселей постоянного тока с зазором в магнитопроводе
8.1. Введение
8.2. Критическая индуктивность для дросселя выпрямителя синусоидального напряжения
8.3. Критическая индуктивность дросселя для регулятора напряжения понижающего типа
8.4. Материалы сердечников, используемых в преобразователях с широтно-импульсным регулированием
8.5. Основополагающие положения
8.6. Краевой поток
8.7. Дроссели
8.8. Связь произведения площадей сердечника и способности дросселя передавать энергию
8.9. Связь коэффициента геометрии Kg и способности дросселя передавать энергию
8.10. Пример проектирования дросселя с зазором с использованием коэффициента геометрии сердечника Kg
8.11. Пример проектирования дросселя с зазором с использованием метода произведения площадей сердечника Ap
9 Проектирование дросселей постоянного тока с порошковыми сердечниками
9.1. Введение
9.2. Порошковые сердечники из молибденового пермаллоя (MPP)
9.3. Порошковые сердечники типа High Flux (HF)
9.4. Сендастовые порошковые сердечники (Magnetics Kool Mμ
9.5. Железные порошковые сердечники
9.6. Дроссели
9.7. Отношение произведения площадей Ap к способности дросселя передавать энергию
9.8. Отношение коэффициента геометрии Kg к способности дросселя передавать энергию
9.9. Фундаментальные положения
9.10. Проектирование тороидального порошкового сердечника с использованием коэффициента геометрии Kg
9.11. Проектирование тороидального порошкового сердечника с использованием произведения площадей Ap
10 Проектирование дросселей переменного тока
10.1. Введение
10.2. Требования
10.3. Связь произведения площадей Ap сердечника с вольт-амперами дросселя
10.4. Связь коэффициента геометрии Kg с вольт-амперами дросселя
10.5. Фундаментальные соотношения
10.6. Краевой поток
10.7. Пример проектирования дросселя переменного тока
10.8. Источники
11 Трансформаторные стабилизаторы переменного напряжения
11.1. Введение
11.2. Регулировочные характеристики
11.3. Электрические параметры
11.4. Уравнения для проектирования
11.5. Пример проектирования
11.6. Пример проектирования дросселя переменного тока
11.7. Источники
12 Проектирование трёхфазного трансформатора
12.1. Введение
12.2. Основные схемы соединения обмоток трансформатора
12.3. Сравнение физических размеров трансформаторов
12.4. Фазный и линейный ток в треугольнике
12.5. Фазное, линейное напряжение и ток в схеме трёхфазной звезды
12.6. Сравнение мощностей в однофазной и многофазной системах
12.7. Многофазные выпрямительные схемы
12.8. Произведение площадей Ap и коэффициент геометрии Kg для трёхфазных трансформаторов
12.9. Связь выходной и расчётной мощности
12.10. Связь коэффициента геометрии с зависимостью выходного напряжения силового трансформатора от нагрузки
12.11. Связь произведения площадей сердечника Ap со способностью трансформатора передавать мощность
12.12. Пример проектирования трёхфазного трансформатора
13 Проектирование трансформатора обратноходового преобразователя напряжения
13.1. Введение
13.2. Передача энергии
13.3. Режим разрывного тока
13.4. Режим непрерывного тока
13.5. Граничный режим тока дросселя
13.6. Понижающий регулятор напряжения
13.7. Повышающий преобразователь напряжения
13.8. Инвертирующий повышающе-понижающий преобразователь
13.9. Повышающе-понижающий преобразователь с трансформаторным выходом
13.10. Поверхностный эффект
13.11. Пример расчёта повышающего преобразователя, работающего в режиме разрывного тока
13.12. Поверхностный эффект
13.13. Проектирование дросселя для повышающего корректора коэффициента мощности
13.14. Стандартная схема повышающего преобразователя
13.15. Корректор коэффициента мощности на основе повышающего преобразователя
13.16. Пример проектирования дросселя с непрерывным током для KKM на основе повышающего преобразователя
13.17. Поверхностный эффект
13.18. Источники
14 Проектирование трансформатора и выходного дросселя прямоходового преобразователя
14.1. Введение
14.2. Описание работы схемы
14.3. Сравнение траекторий перемагничивания сердечника в координатах B–H
14.4. Проектирование трансформатора с использованием коэффициента геометрии Kg
14.5. Расчёт дросселя фильтра прямоходового преобразователя
14.6. Проектирование выходного дросселя с использованием коэффициента геометрии Kg
15 Проектирование входного фильтра
15.1. Введение
15.2. Конденсатор
15.3. Дроссель
15.4. Осцилляция
15.5. Подключение первичного источника мощности
15.6. Резонансный заряд
15.7. Процедура проектирования дросселя входного фильтра
15.8. Данные для проектирования входного фильтра
15.9. Источники
16 Проектирование трансформатора тока
16.1. Введение
16.2. Анализ составляющих входного тока
16.3. Уникальность трансформатора тока
16.4. Примеры схем, использующих трансформатор тока
16.5. Пример проектирования трансформатора тока
16.6. Результаты проектирования
17 Ёмкость обмотки и индуктивность рассеивания
17.1. Введение
17.2. Паразитные эффекты
17.3. Поток рассеивания
17.4. Минимизация индуктивности рассеивания
17.5. Ёмкость обмотки
17.6. Межвитковая ёмкость обмотки
17.7. Межслойная ёмкость обмотки трансформатора
17.8. Межобмоточная ёмкость
17.9. Паразитная ёмкость
17.10. Источники
18 Проектирование малошумящего преобразователя
18.1. Введение
18.2. Преобразователь напряжения
18.3. Регулирование и фильтрация
18.4. Преобразователь тока
18.5. Малошумящий преобразователь
18.6. Регулирование и фильтрация
18.7. Временные диаграммы токов и напряжений малошумящего преобразователя
18.8. Технология на марше
18.9. Коэффициент использования окна
18.10. Температурная стабильность
18.11. Определение расчётной мощности
18.12. Расчётные соотношения малошумящего преобразователя
18.13. Проектирование трансформатора на основе рассчитанного коэффициента геометрии Kg
18.14. Обзор результатов проектирования
18.15. Источники
19 Проектирование роторного трансформатора
19.1. Введение
19.2. Базовая конструкция роторного трансформатора
19.3. Особенности работы с кривой напряжения прямоугольной формы
19.4. Индуктивность рассеивания роторного трансформатора
19.5. Двухтактный резонансный преобразователь тока
19.6. Трудности при проектировании роторного трансформатора
19.7. Источники
20 Планарные трансформаторы
20.1. Введение
20.2. Базовая конструкция планарного трансформатора
20.3. Планарные интегральные магнетики с печатными обмотками
20.4. Геометрия сердечника
20.5. Уравнения для проектирования планарного трансформатора и дросселя
20.6. Коэффициент использования окна сердечника
20.7. Плотность тока J
20.8. Печатные обмотки
20.9. Расчёт средней длины витка
20.10. Сопротивление обмотки и рассеиваемая мощность
20.11. Ёмкость печатной обмотки
20.12. Проектирование планарного дросселя
20.13. Внешний вывод обмотки
20.14. Базовые материалы для печатных плат
20.15. Сборка и монтаж сердечника
20.16. Источники
21 Истоки уравнений проектирования
21.1. Связь выходной мощности Po с расчётной мощностью Pt
21.2. Проектирование трансформатора на основе коэффициента геометрии Kg
21.3. Проектирование трансформатора на основе произведения площадей сердечника Ap
21.4. Проектирование дросселя на основе коэффициента геометрии сердечника Kg
21.5. Проектирование дросселя на основе произведения площадей сердечника
21.6. Зависимость выходного напряжения трансформатора от нагрузки