高频变压器设计基础

文章摘要：2、求最小工作周期系数Dmin3、计算高频变压器的初级电感值Lp4、计算出绕组面积Aw和铁心有效面积Ae的乘积Aw*Ae,选择铁心尺寸。5、计算空气间隙长度Lg6、计算变压器初级线圈Np7、计算变压器次级线圈Ns高频变压器：整流、变压在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。作为开关电源最主要的组成部分，高频变压器相对于传统的工频变压器有以下优点：利用铁氧体材料制成的高频变压器

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　　2、求最小工作周期系数Dmin

　　3、计算高频变压器的初级电感值Lp

　　4、计算出绕组面积Aw和铁心有效面积Ae的乘积Aw*Ae,选择铁心尺寸。

　　5、计算空气间隙长度Lg

　　6、计算变压器初级线圈Np

　　7、计算变压器次级线圈Ns

　　高频变压器：整流、变压
　　在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。

　　作为开关电源最主要的组成部分，高频变压器相对于传统的工频变压器有以下优点：利用铁氧体材料制成的高频变压器具有转换效率高、体积小巧的特点；而传统的工频变压器工作在50Hz下，输出相同功率时需要较大的截面积而导致变压器体积庞大，不利于电源的小型化设计，而且电源转换效率也低于开关电源。

　　电脑使用的开关电源一般采用半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行降压，输出低电压的交流电。在这个电路中，开关管的最大电流对电源输出功率的大小有一定的限制（通常应用于300W电源的MOS管体积较大，有的电源甚至使用了耐流达到10A的开关管），而高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少，由于工作在很高的频率下，对元件质量的要求和线路的搭配有很高的要求。

　　抑制高频变压器的音频噪声
　　高频变压器EE或EI型磁芯之间的吸引力，能使两个磁芯发生位移；绕组电流相互间的引力或斥力，也能使线圈产生偏移。 此外， 受机械振动时能导致周期性的形变。上述因素均会使高频变压器在工作时发出音频噪声。10W以下单片开关电源的音频噪声频率，约为10kHz～20kHz。

　　为防止磁芯之间产生相对位移，通常以环氧树脂作胶合剂，将两个磁芯的3个接触面（含中心柱）进行粘接。但这种刚性连接方式的效果并不理想。因为这无法将音频噪声减至最低，况且胶合剂过多，磁芯在受机械应力时还容易折断。国外最近采用一种特殊的“玻璃珠”（glass beads）胶合剂，来粘合EE、EI等类型的铁氧体磁芯，效果甚佳。这种胶合剂是把玻璃珠和胶着物按照1：9的比例配制而成的混合物，它在100℃以上的温度环境中放置1h即可固化。其作用与滚珠轴承有某种相似之处，固化后每个磁芯仍能独立地在小范围内产生形变或移位，而总体位置不变，这就对形变起到了抑制作用。用玻璃珠胶合剂粘接的高频变压器内部。采用这种工艺可将音频噪声降低5dB。

　　高频变压器的屏蔽

　　为防止高频变压器的泄漏磁场对相邻电路造成干扰，可把一铜片环绕在变压器外部，该屏蔽带相当于短路环，能对泄漏磁场起到抑制作用，屏蔽带应与地接通。

　　基本知识
　　将两个线圈靠近放在一起，当一个线圈线中的电流变化时，穿过另一线圈的磁通会发生相应的变化，从而使该线圈中出现感应电势，这就是互感现象。变压器就是根据互感原理制成的。

　　按工作频率分，有高频变压器、中频变压器、低频变压器、脉冲变压器。如收音机的磁性天线，它是高频；在收音机的中频放大级，用的是中频的，俗称“中周”；低频的种类较多，有电源变压器、输入变压器等；电视机的行输出变压器，也称“高压包”，它是一种脉冲变压器。

　　变压比、额定功率、温升、效率、空载电流、绝缘电阻均为其主要技术参数。

　　在电路中电压变换、电流变换、传递功率、阻抗匹配、或阻抗变换等用途。

　　电子变压器在电源技术中的作用
　　作用
　　电子变压器和半导体开关器件，半导体整流器件，电容器一起，称为电源装置中的4大主要元器件。它在电源装置中的作用：

　　起电压和功率变换作用；
　　起传递宽带、声频、中周功率和信号作用；
　　起传递脉冲、驱动和触发信号作用；
　　起原边和副边绝缘隔离作用；
　　起单相变三相或三相变单相作用，起改变输出相位作用；
　　起改变输出频率作用；
　　起改变输出阻抗与负载阻抗相匹配作用；

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