输出变压器效率计算

toyc

变压器设计中一个简单的问题，过去一直用资料上的经验数值，输出1W就用0.7的变压器效率，输出5W就用0.75，输出10W就用0.8...



刚刚才想去了解一下这个效率到底是如何计算出来的，查到这个资料：

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　　有基础的发烧友都知道，变压器线圈一次侧与二次侧匝数比的平方等于阻抗比，即R1/R2=(n1 /n2)2 ，但往往忽略了线圈的铜阻。设一次侧铜阻为r1，二次侧铜阻为r2，变压器由匝数比n把二次侧喇叭阻抗Rx反射回一次侧等效阻抗为R，并与铜阻相串联。输出总阻抗为Ro，则Ro=R+r1+Z2，式中Z2为二次侧铜阻通过变压比n反射回一次侧的等效二次侧铜阻，它等于r2n2，上式即变为 Ro=R+r1+r2n2。一只合理布置线圈的变压器，即一次侧与二次侧线圈中电流密度相等的变压器，其一次侧铜阻r1应该等于二次侧铜阻通过电压比n反射回一次侧的铜阻Z2，即r1=Z2，故变压器总铜损r1+Z2=2r1。这样，前式又变为R =R+2r1或R=Ro-2r1，请记住该计算公式，您经常会使用它。

　　【例1】某音频输出变压器输出阻抗Ro=5kW，r1=350W，二次侧负荷为8W，求匝数比n。
n=(R/Rr)1/2=[(Ro-2r1)/Rr]1/2=[(5000-700)/8]1/2=23.2
如果不考虑铜阻，其结果为n=25，制作出的变压器阻抗将不是5000W，而变成了5700W，误差由此产生。

　　输出变压器铁心中的磁感应强度很低，远低于电源变压器，铁损较小，故损失主要是铜损。变压器中有效阻抗R=n2R ，无效阻抗r1+Z2=2r1，有效阻抗R在总阻抗Ro中所占比例即为变压器的效率η，故η=(Ro-2r1)/Ro。在例1中η=(5000-700)/5000=86％。
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toyc

才发现自己过去犯了很大的错误，如果“一次侧铜阻r1应该等于二次侧铜阻通过电压比n反射回一次侧的铜阻Z2”，变压比与输出功率是没什么关系的！

设计一个5000/8的5W单端输出，以前一直用经验数值的0.75效率，得出匝数比：
根号（5000/8*0.75) = 21.65

绕完了以后初级直流电阻只有300R，按照新资料计算，匝数比应该是：
根号【（5000-2*300）/8】 = 23.45

原先按21.65绕的5000/8输出，其实绕成了4350/8。

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不知道现在这样对了没有，发出来请教一下大家