高頻變壓器是現(xiàn)在電子變壓器行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)，很多工程師都希望了解高頻變壓器的設(shè)計(jì)方法，在此和大家簡(jiǎn)要分享幾個(gè)高頻變壓器設(shè)計(jì)方法，希望對(duì)大家有用。高頻變壓器的設(shè)計(jì)包括：線圈參數(shù)的設(shè)計(jì)，磁性材料的選擇，磁芯結(jié)構(gòu)的選擇，磁芯參數(shù)的設(shè)計(jì)，變壓器結(jié)構(gòu)的選擇等方面。以下對(duì)高頻變壓器線圈參數(shù)的設(shè)計(jì)、磁性材料的選擇、磁芯結(jié)構(gòu)的選擇、磁芯參數(shù)的設(shè)計(jì)和變壓器結(jié)構(gòu)的選擇進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

高頻變壓器的線圈參數(shù)包括：線圈圈數(shù)、線材直徑、線材類型、繞組排布和安全絕緣的設(shè)計(jì)。

初級(jí)繞組圈數(shù)由外加激磁電壓或者初級(jí)繞組激磁電感來(lái)決定，圈數(shù)不能過(guò)多也不能過(guò)少。如果圈數(shù)過(guò)多，漏感會(huì)增加，且增加繞線工時(shí);如果圈數(shù)過(guò)少，在外加激磁電壓比較高時(shí)，有可能使匝間電壓降和層間電壓降增大，而必須額外加強(qiáng)安全絕緣。次級(jí)繞組圈數(shù)由輸出電壓決定。線材直徑?jīng)Q定于繞組的電流密度。另外，線材直徑的大小還與漏感強(qiáng)相關(guān)。

如果是降壓變壓器，可以采用次級(jí)繞組靠近磁芯，接著繞反饋繞組，初級(jí)繞組在最外層的排布方式，這樣有利于初級(jí)繞組對(duì)磁芯的安全絕緣設(shè)計(jì)。如果要增加初級(jí)與次級(jí)繞組之間的耦合，可以采用一半初級(jí)繞組靠近磁芯，再繞反饋繞組和次級(jí)繞組，最外層再繞一半初級(jí)繞組的排布方式，這樣有利于漏感的減少。降壓變壓器的初級(jí)圈數(shù)不能太少，否則，匝間或者層間電壓相差過(guò)大，容易引起局部短路。

對(duì)于安全絕緣的安排，首先要注意使用的線材、骨架、絕緣材料的等級(jí)要與磁芯和繞組允許的工作溫度相匹配。溫度等級(jí)低，滿足不了耐熱要求，溫度等級(jí)過(guò)高，則會(huì)增加不必要的材料成本。其次，在圓柱形磁路上繞線的線圈，最好采用骨架，這樣才可以保證安全絕緣，又能簡(jiǎn)化繞線工藝。另外，線圈最外層和最里層，高壓和低壓繞組之間都要加強(qiáng)安全絕緣。如果一般絕緣可包覆一層絕緣膠帶，加強(qiáng)絕緣應(yīng)包覆2～3層絕緣膠帶。

高頻變壓器磁芯一般選擇使用軟磁材料。軟磁材料有以下特征：較高磁導(dǎo)率、較低矯頑力、較高電阻率。磁導(dǎo)率高，在線圈圈數(shù)不變時(shí)，通過(guò)不大的激磁電流就能有較高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，線圈就能承受較高的外加電壓，因此在輸出功率保持不變的情況下，可減少磁芯體積。矯頑力低，磁芯的磁滯回環(huán)面積較小，那么鐵耗也就較小。電阻率較高則渦流會(huì)比較小，鐵耗也相應(yīng)減少。

鐵氧體材料是軟磁材料的一種，和其它軟磁磁性材料一樣，軟磁鐵氧體有電阻率高、交流渦流損耗小的優(yōu)點(diǎn)，且價(jià)格相對(duì)較便宜，易加工成各種形狀的磁芯，缺點(diǎn)是工作磁通密度較低、磁導(dǎo)率不高、磁致伸縮大、對(duì)溫度變化比較敏感。它比較適合高頻下使用，因此，高頻變壓器一般選擇鐵氧體材料作為磁性材料。

高頻變壓器設(shè)計(jì)時(shí)選擇磁芯類型應(yīng)考慮的因素：降低漏磁和漏感，增加線圈散熱面積，有利于屏蔽，線圈繞線容易， 裝配接線方便等。

在高頻變壓器磁芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)窗口面積的大小，要綜合考慮各種因素再?zèng)Q定。為了防止高頻電源變壓器從里向外和從外向里的電磁干擾，有些磁芯結(jié)構(gòu)在窗口外面有封閉和半封閉外殼。封閉外殼屏蔽電磁干擾作用好，但散熱和接線不方便，必須留有接線孔和出氣孔。半封閉外殼，封閉的地方起屏蔽電磁干擾作用，不封閉的地方用于接線和散熱。如果窗口完全開(kāi)放，接線和散熱方便，屏蔽電磁干擾作用差。

高頻變壓器磁芯參數(shù)選擇時(shí)，須了解工作磁通密度不只是受磁化曲線限制，還要受損耗的限制，同時(shí)還與功率傳送的工作方式有關(guān)。對(duì)于磁通單方向變化的工作模式：ΔB既受飽和磁通密度限制，又受損耗限制。對(duì)于磁通雙方向變化的工作模式：工作磁滯回線包圍的面積比局部回線大得多，損耗也大得多，ΔB主要受損耗限制，而且還要注意出現(xiàn)的直流偏磁問(wèn)題。

對(duì)電感器功率傳送方式，磁導(dǎo)率是有氣隙后的等值磁導(dǎo)率，一般都比磁化曲線測(cè)出的磁導(dǎo)率小。高頻變壓器結(jié)構(gòu)分為臥式和立式兩種。如果選用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯，都采用臥式組裝結(jié)構(gòu)，上下表面比較大，有利于散熱;其它的都采用立式結(jié)構(gòu)。另外，組裝結(jié)構(gòu)中采用的五金件或端子等盡量采用標(biāo)準(zhǔn)器件，便于采購(gòu)，減少研發(fā)時(shí)間，降低研發(fā)成本。

對(duì)于新選擇的磁芯，廠商提供的磁感應(yīng)強(qiáng)度值并不一定準(zhǔn)確，建議先粗略測(cè)試，具體測(cè)試方法如下：將調(diào)壓器接至初級(jí)線圈，用示波器觀察次級(jí)線圈輸出電壓波形，將初級(jí)線圈的輸入電壓逐漸升高，直到示波器顯示的波形發(fā)生突變，此時(shí)可確定磁芯已飽和，根據(jù)公式：U=4.44fN1Φm可推知在磁感應(yīng)強(qiáng)度值。

高頻變壓器設(shè)計(jì)與磁學(xué)、電路強(qiáng)相關(guān)，做好變壓器設(shè)計(jì)，需要腳踏實(shí)地，學(xué)習(xí)磁學(xué)及電路相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，不懂電路的高頻變壓器設(shè)計(jì)就是無(wú)源之水，設(shè)計(jì)出來(lái)的產(chǎn)品很難符號(hào)客戶電路的真正要求。

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