變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。
高頻變壓器設計原理，細細道來
高頻變壓器設計原理
在高頻變壓器設計時變壓器的漏感和分布電容必須減至最小因為開關電源中高頻變壓器傳輸的是高頻脈沖方波信號在傳輸的瞬變過程中漏感和分布電容會引起浪涌電流和尖峰電壓以及頂部振蕩造成損耗增加通常變壓器的漏感控制為初級電感量的1%～3%
初級線圈的漏感----變壓器的漏感是由于初級線圈和次級線圈之間層與層之間匝與匝之間磁通沒有完全耦合而造成的
分布電容----變壓器繞組線匝之間同一繞組的上下層之間不同繞組之間繞組與屏蔽層之間形成的電容稱為分布電容
初級繞組----初級繞組應放在最里層這樣可使變壓器初級繞組每一匝用線長度最短從而使整個繞組的用線為最少這有效地減小了初級繞組自身的分布電容
次級繞組----初級繞組繞完要加繞（3～5）層絕緣墊襯再繞制次級繞組這樣可減小初級繞組和次級繞組之間分布電容的電容量也增大了初級和次級之間的絕緣強度符合絕緣耐壓的要求
偏壓繞組----偏壓繞組繞在初級和次級之間還是繞在最外層和開關電源的調整是根據次級電壓還是初級電壓進行有關
高頻變壓器設計原則
你在設計高頻變壓器時是否有了解過高頻變壓器的設計原則要求和程序是否有思考過高頻變壓器為什么要這樣設計這樣設計的好處是什么它相關的設計程序又有哪些這些對于更深入的理解高頻變壓器是非常有幫助的
高頻變壓器是工作頻率超過中頻（10kHz）的電源變壓器主要用于高頻開關電源中作高頻開關電源變壓器也有用于高頻逆變電源和高頻逆變焊機中作高頻逆變電源變壓器的按工作頻率高低可分為幾個檔次10kHz～50kHz50kHz～100kHz100kHz～500kHz500kHz～1MHz1MHz以上傳送功率比較大的工作頻率比較低傳送功率比較小的工作頻率比較高這樣既有工作頻率的差別又有傳送功率的差別工作頻率不同檔次的電源變壓器設計方法不一樣也應當是不言而喻的
以設計原則為出發點可以對高頻變壓器提出4項設計要求使用條件完成功能提高效率降低成本
1使用條件
電磁兼容性是指高頻變壓器既不產生對外界的電磁干擾又能承受外界的電磁干擾電磁干擾包括可聞的音頻噪聲和不可聞的高頻噪聲高頻變壓器產生電磁干擾的主要原因之一是磁芯的磁致伸縮磁致伸縮大的軟磁材料產生的電磁干擾大例如錳鋅軟磁鐵氧體磁致伸縮系數λS為21×10－6是取向硅鋼的7倍以上是高磁導坡莫合金和非晶合金的20倍以上是微晶納米晶合金的10倍以上因此錳鋅軟磁鐵氧體磁芯產生的電磁干擾大
高頻變壓器產生電磁干擾的主要原因還有磁芯之間的吸力和繞組導線之間的斥力這些力的變化頻率與高頻電源變壓器的工作頻率一致因此工作頻率為100kHz左右的高頻變壓器沒有特殊原因是不會產生20kHz以下音頻噪聲的既然提出10W以下單片開關電源的音頻噪聲頻率約為10kHz～20kHz一定有其原因
由于沒有畫出噪聲頻譜圖具體原因說不清楚但是由高頻電源變壓器本身產生的可能性不大沒有必要采用玻璃珠膠合劑粘合磁芯至于采用這種粘合工藝可將音頻噪聲降低5dB請給出實例與數據以及對噪聲原因的詳細說明才會令人可信
屏蔽是防止電磁干擾增加高頻變壓器電磁兼容性的好辦法但是為了阻止高頻變壓器的電磁干擾傳播在設計磁芯結構和設計繞組結構也應當采取相應的措施只靠加外屏蔽帶并不一定是最佳方案因為它只能阻止輻射干擾不能阻止傳導干擾
2完成功能
高頻變壓器完成功能有3個功率傳送電壓變換和絕緣隔離功率傳送有兩種方式第一種是變壓器功率的傳送方式加在原繞組上的電壓在磁芯中產生磁通變化使副繞組感應電壓從而使電功率從原邊傳送到副邊在功率傳送過程中磁芯又分為磁通單方向變化和雙方向變化兩種工作模式單方向變化工作模式磁通密度從最大值Bm變化到剩余磁通密度Br或者從Br變化到Bm磁通密度變化值ΔB=Bm－Br
為了提高ΔB希望Bm大Br校雙方向變化工作模式磁通度從＋Bm變化到－Bm或者從－Bm變化到＋Bm磁通密度變化值ΔB=2Bm為了提高ΔB希望Bm大但不要求Br小不論是單方向變化工作模式還是雙方向變化工作模式變壓器功率傳送方式都不直接與磁芯磁導率有關第二種是電感器功率傳送方式原繞組輸入的電能使磁芯激磁變為磁能儲存起來然后通過去磁使副繞組感應電壓變成電能釋放給負載傳送功率決定于電感磁芯儲能而儲能又決定于原繞組的電感電感與磁芯磁導率有關磁導率高電感量大儲能多而不直接與磁通密度有關雖然功率傳送方式不同要求的磁芯參數不一樣但是在高頻變壓器設計中磁芯的材料和參數的選擇仍然是設計的一個主要內容
在電源變壓器設計要點一文中很遺憾缺少這一個主要內容只是在交流損耗一條中提出BAC典型值為0.04～0.075T顯然文中的高頻變壓器是采用電感功率傳送方式為什么不提磁導率而提BAC弄不清楚經查閱在《電源技術應用》2003年1/2期同一主要作者寫的開關電源設計要點一文中列出了磁芯的選擇也沒有提磁導率只是提出最大磁通密度Bm為0.275T由于沒有畫磁通密度變化波形弄不清楚前文中的BAC和后文中的Bm是否一致為什么BAC和Bm相差6.8～3.7倍更不清楚選的是哪一種軟磁鐵氧體材料為什么選這種型號兩文中都沒有一點說明只好讓讀者自己去猜想了
電壓變換通過原邊和副邊繞組匝數比來完成不管功率傳送是哪一種方式原邊和副邊的電壓變換比等于原繞組和副繞組匝數比只要不改變匝數比就不影響電壓變換但是繞組匝數與高頻電源變壓器的漏感有關漏感大小與原繞組匝數的平方成正比有趣的是漏感能不能規定一個數值《電源技術應用》2003年第6期同時刊登的兩篇文章有著不同的說法設計要點一文中說對于一符合絕緣及安全標準的高頻變壓器其漏感量應為次級開路時初級電感量的1％～3％辨析一文中說在很多技術單上標注著漏感=1％的磁化電感或漏感
原標題高頻變壓器設計原理及設計原則
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