大功率高频变压器设计考虑
35w12v高频变压器绕制
35w12v高频变压器绕制
35W12V高频变压器绕制通常指的是需要制作一个输出功率为35W、输入电压为12V的高频变压器。
高频变压器通常用于电子设备中，将一个电压级别转换为另一个电压级别，或者用于实现电气隔离等功能。
要绕制一个35W12V的高频变压器，需要考虑以下几个关键因素：
1.铁芯材料和尺寸：选择适当的铁芯材料和尺寸是关键，因为它们将决定变
压器的性能和效率。
2.线圈匝数：根据输入和输出电压的要求，确定适当的线圈匝数。
3.线材规格：选择适当线材规格以承载所需的电流，并保持适当的绝缘。
4.绕制方式：确定合适的绕制方式，如层绕、分布式绕制等，以提高变压器
的效率。
5.绝缘处理：确保线圈之间的绝缘和线圈与铁芯之间的绝缘，以确保电气性
能和安全。
6.磁芯选择：选择合适的磁芯材料和尺寸，以确保变压器的性能和稳定性。
总之，35W12V高频变压器绕制是指根据特定的要求和规格，设计和制造一个能够实现特定功能的高频变压器。
这个过程需要充分了解变压器的原理和设计方法，并考虑到各种因素，以确保最终的变压器性能达到要求。
高频LLC谐振变压器设计要素及注意事项
总结高频LLC谐振变压器设计要素1、须注意减少邻近效应。
相邻导线流过高频电流时，由于磁电作用使电流偏向一边的特性，称为“邻近效应”。
如相邻二导线A，B流过相反电流IA和IB时，B导线在IA产生的磁场作用下，使电流IB在B导线中靠近A导线的表面处流动，而A导线则在IB产生的磁场作用下，使电流IA在A导线中沿靠近B导线的表面处流动。
又如当一些导线被缠绕成一层或几层线匝时，磁动势随绕组的层数线性增加，产生涡流，使电流集中在绕组交界面间流动，这种现象就是邻近效应。
邻近效应随绕组层数增加而呈指数规律增加。
因此，邻近效应影响远比趋肤效应影响大。
减弱邻近效应比减弱趋肤效应作用大。
由于磁动势最大的地方，邻近效应最明显。
如果能减小最大磁动势，就能相应减小邻近效应。
所以合理布置原副边绕组，就能减小最大磁动势，从而减小邻近效应的影响。
理论和实践都说明，设计工频变压器时使用的简单方法，对设计高频变压器不适用。
在磁芯窗口允许情况下，应尽可能使用直径大的导线来绕制变压器。
在高频应用中常导致错误，使用直径太大的导线，则会使层数增加，叠加和弯曲次数增多，从而加大了邻近效应和趋肤效应，就会使损耗增加。
因此太大的线径和太小的线径一样低效。
显然由于邻近效应和趋肤效应缘故，绕制高频电源变压器用的导线或簿铜片有个最佳值。
当相邻的导线流过电流时，会产生可变磁场，从而形成邻近效应，如果邻近效应发生在绕组层间时，其危害性是很大的。
邻近效应比集肤效应更严重，因为集肤效应只是将导线的导电面积限制在表面的一小部分，增加了铜损。
它没有改变电流的幅值，只是改变了导线表面的电流密度。
但相对来看，邻近效应中的涡流是由相邻绕组层电流的可变磁场引起的，而且涡流的大小随绕组层数的增加按指数规律递增。
总结，做高频LLC谐振变压器时使用的线材，用多股绞合线或者丝包线为最佳。
例如：0.1*40股，或者0.05*40股等，线径越小，邻近效应与趋肤效应危害就越小。
当线径小到某一值时，再减小线径所起作用就不大了，就市面上来讲，目前多数用的0.1*XX股线为最多。
高频变压器设计原理
摘要：阐述了高频开关电源热设计的一般原则，着重分析了开关电源散热器的热结构设计。
关键词：高频开关电源；热设计；散热器1 引言电子产品对工作温度一般均有严格的要求。
电源设备内部过高的温升将会导致对温度敏感的半导体器件、电解电容等元器件的失效。
当温度超过一定值时，失效率呈指数规律增加。
有统计资料表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％；温升50℃时的寿命只有温升为25℃时的1/6。
所以电子设备均会遇到控制整个机箱及内部元器件温升的要求，这就是电子设备的热设计。
而高频开关电源这一类拥有大功率发热器件的设备，温度更是影响其可靠性的最重要的因素，为此对整体的热设计有严格要求。
完整的热设计包括两方面：如何控制热源的发热量；如何将热源产生的热量散出去。
最终目的是如何将达到热平衡后的电子设备温度控制在允许范围以内。
2 发热控制设计开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管（如MOSFET、IGBT、GTR、SCR等），大功率二极管（如超快恢复二极管、肖特基二极管等），高频变压器、滤波电感等磁性元件以及假负载等。
针对每一种发热元器件均有不同的控制发热量的方法。
2.1 减少功率开关的发热量开关管是高频开关电源中发热量较大的器件之一，减少它的发热量，不仅可以提高开关管自身的可靠性，而且也可以降低整机温度，提高整机效率和平均无故障时间（MTBF）。
开关管在正常工作时，呈开通、关断两种状态，所产生的损耗可细分成两种临界状态产生的损耗和导通状态产生的损耗。
其中导通状态的损耗由开关管本身的通态电阻决定。
可以通过选择低通态电阻的开关管来减少这种损耗。
MOSFET的通态电阻较IGBT的大，但它的工作频率高，因此仍是开关电源设计的首选器件。
现在IR公司新推出的IRL3713系列HEXFET(六角形场效应晶体管)功率MOSFET已将通态电阻做到3mΩ，从而使这些器件具有更低的传导损失、栅电荷和开关损耗。
美国APT公司也有类似的产品。
高频变压器设计规范
高频变压器设计规范目录1.目的 (2)2.适用范围 (2)3.引用/参考标准或资料 (2)4.术语及其定义 (2)5.规范要求 (2)6.附录 (12)1.目的为了实现高频变压器设计的标准化，为我司工程师在设计变压器过程中提供参考，特制订此规范。
2.适用范围本规范适用于公司所有正激变压器及反激变压器的设计。
3.引用/参考标准或资料无。
4.术语及其定义正激变压器：因其初级线圈被直流电压激励时，次级线圈正好有功率输出而得名。
反激变压器：又称单端反激式变压器或Buck-Boost转换器。
因其输出端在原边绕组断开电源时获得能量故而得名。
5.规范要求5.1高频变压器磁芯材料与几何机构在大多数开关电源的高频变压器中，常用的软磁材料有铁氧体，铁粉芯，恒导合金，非晶态合金及硅钢片。
主要应用软磁材料四个特性：磁导率高、矫顽力小及磁滞回线狭窄、电阻率高、具有较高饱和磁感应强度。
现我司高频变压器通常采用锰锌铁氧体材料。
磁芯厂家都生产了一系列不同材质的磁芯，各厂家有自己的命名规范。
以常用的PC40（TDK命名规范）材质为例，东磁表示为DMR40，天通则表示为TP4，实际性能差异几乎可忽略不计。
通常我们关注的磁芯参数主要有初始磁导率，饱和磁通密度Bs，剩磁Br，矫顽力Hc，功耗Pv，居里温度Tc，在高频变压器的设计以及日后应用过程中，这些参数往往起到非常重要的作用。
图1所示各种磁芯的几何形状有EE型、ETD型、PQ型等多种。
EE型、ETD型、PQ型也是我司高频变压器设计时通常采用的磁芯结构。
每种规格磁芯对应多种尺寸可供选择。
一般每种类型及尺寸的磁芯，其对应的骨架是一定的，变动一般在于pin数和pin针间距的不同，设计者可根据实际应用需求选择，也可以联系骨架厂商进行开模定制。
图5.1 各种几何结构的变压器磁芯图1 磁芯的几何形状5.2高频变压器常用材料介绍上节主要介绍了高频变压器的磁芯特性及结构，除此以外，要构成一个完整的高频变压器，主要材料还有：导线材料，压敏胶带，骨架材料。
高频变压器 参数
高频变压器参数高频变压器是一种在电力系统中广泛应用的重要设备，它具有许多关键的参数。
本文将从多个角度介绍高频变压器的参数，以便读者更好地了解它的工作原理和应用。
一、额定功率高频变压器的额定功率是指它能够正常工作的最大功率。
这个参数非常重要，因为它决定了变压器是否能够满足电力系统的需求。
一般来说，额定功率越大，变压器的负载能力就越强，但同时也会增加成本和体积。
二、变比变压器的变比是指输入电压与输出电压之间的比值。
变比决定了变压器的升降压能力，它可以根据电力系统的需求进行设计。
变比可以通过改变变压器的绕组比例来实现，通常用于将高电压转换为低电压或者低电压转换为高电压。
三、频率响应高频变压器的频率响应是指它在不同频率下的工作性能。
由于电力系统中存在不同频率的电源，高频变压器需要能够适应不同的频率变化。
频率响应通常通过变压器的铁心材料和绕组设计来实现，以保证高频变压器在不同频率下的稳定工作。
四、损耗高频变压器的损耗是指在工作过程中产生的能量损失。
损耗包括铜损耗和铁损耗两部分。
铜损耗是指变压器绕组中电流通过导线时产生的热能损失，而铁损耗是指变压器铁心材料在工作过程中产生的磁能损失。
减小损耗是提高高频变压器效率的关键。
五、绝缘等级高频变压器的绝缘等级是指它在工作过程中所能承受的最高电压。
绝缘等级的选择要考虑到电力系统的电压水平和安全要求，以保证变压器的安全可靠运行。
绝缘等级通常通过选用合适的绝缘材料和绝缘结构来实现。
六、温升高频变压器的温升是指在额定负载下，变压器工作时产生的温度升高。
温升对变压器的寿命和可靠性有重要影响，因此必须控制在合理范围内。
温升可以通过优化变压器的散热结构和选择合适的冷却方式来降低。
总结高频变压器的参数对其工作性能和应用范围有着重要影响。
通过对额定功率、变比、频率响应、损耗、绝缘等级和温升等参数的了解，我们可以更好地理解高频变压器的工作原理和特点。
同时，在实际应用中，还需根据具体需求选择合适的高频变压器，以确保电力系统的安全稳定运行。
大功率高频开关电源变压器设计与损耗分析
５ 结 束 语
通 过 对 高频 变压 器 损 耗 的分 析 计 算 ，在 设 计 中 要 充 分 考 虑 这 些 因素 ，尽 可 能解 决 高 频 开 关 电源 在 应 用 中磁 性 元 件 的 损 耗
Ｐ ： Ｒ： ＼ｏ ３ Ｗ ２× Ｉ ×０ ３ ｝ １５ ０
交 流 电 阻损 耗 ：
Ｋｆｅ＇ ￣ Ｇ Ｉ Ｋ ｃ ￣一 ， （
）
（） １
时 △Ｂ＝１ Ｔ
可 得 磁 滞损 耗 的模 型 为 ：
，
（） ２ 副边 匝数 的计 算
－（ Ｋ １
）； ）（Ｆ Ｋｃ （ ３／ ｘ
（ ２ ）
Ｉ２ ｌ 、一 ：
：
－－ ｘ７ 一 一 ２－ ｏ ４ ０ 。 ｘ１ ５Ｋ１ 一 １
＝０ ５． ９
已知一次侧线圈电随：＝＝． １５ Ｒ ＩＯ ０６ ０
直 流 电 阻一 次 侧 线 圈 损耗 ：
Ｐ ＝ｘｃｌ ｚ １￣Ｗ ｃ ｆ ｄ＂ ＿ ｌ掣 ｘ０６ ２ Ｒ－ ００５
已 知二 次 侧 线 圈 电 阻 ： ｄ＝ ．０ ５ Ｒ ｃ ００ ３ ２ 直 流 电 阻二 次 侧 线 圈 损耗 ：
选 用铁 基超 微 晶 环形 铁 芯 ： Ｌ １ ０ ０ ０ ＯＮ 一 ３ ８ ４ ，该 磁 芯 的 饱 和 磁 感 应 强 度 Ｂ＝ ．５ ，剩 余 磁 感 应 强 度 Ｂ＜ ． ｒ１ Ｔ ２ ０２ Ｔ，居 里 温 度 ５ Ｏ ， 始 磁 导 率 Ｉ＞ ０ ０ 最 大 磁 导 率 ＜ ０ ０ ， 耗 Ｐ １℃ 初 ， ３ ０ ０， Ｌ ｉ ５０ ０ 损 （ ． 、０ Ｈ ） ３ Ｗ／ ｇ。 形 尺 寸 ： 径 １ Ｏ ０５ ２ ｋ ｚ ＜ ０ ｋ 外 Ｔ 外 ３ ｍｍ ， 内径 ８ ｍｍ ， Ｏ
变压器选型 匝数比-概述说明以及解释
变压器选型匝数比
【变压器选型】关乎系统电能传输效率与稳定，其中，匝数比作为关键参数，对变压器性能起着决定性作用。
『匝数比』，即原副边线圈的匝数之比，用以反映电压变换比例，是变压器设计中的核心要素。
一、『确定匝数比』的基本原则：
1. 根据实际需求：首先，应明确输入电压和所需输出电压，根据变压原理，『匝数比=N₁/N₂=U₁/U₂』，其中N₁、N₂分别为原边和副边的匝数，U₁、U₂则为对应的电压值。
因此，通过实际电压值即可精确计算出所需的匝数比。
2. 考虑功率因素与频率：在高频或大功率应用场合，考虑电磁感应效应及损耗，匝数比的选取需结合系统的功率因数和工作频率进行优化。
3. 留有余地：设计时一般会预留一定的电压调整裕度，确保变压器在各种工况下仍能稳定运行，避免电压过高或过低导致设备损坏。
二、『特殊应用场景下的匝数比选择』：
1. 三相变压器：对于三相变压器，各相之间的匝数比需保持一致，以保证三相电压平衡，确保供电质量。
2. 自耦变压器：自耦变压器的匝数比可小于、等于或大于1，这取决于其降压、升压或隔离的应用需求。
3. 特殊用途变压器：如音频变压器、脉冲变压器等，其匝数比的选择还需充分考虑信号传输特性、阻抗匹配等因素。
4. 防护与隔离变压器：用于安全防护和电气隔离时，匝数比的设计不仅要满足电压变换要求，还要符合相关电气安全标准。
总结来说，变压器选型过程中，合理选择匝数比至关重要，它直接影响到变压器能否高效、稳定、安全地完成电能转换任务。
每一款变压器在设计之初，都应紧密结合实际应用条件，科学严谨地计算并确定其最优匝数比，以实现最佳的使用效果。
关于大功率高频变压器的设计
关于大功率高频变压器的设计设计高频变压器首先应该从磁芯开始。
开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。
磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。
磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。
高的电阻率，则涡流小，铁耗小。
新晨阳电容电感铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。
高频变压器的设计通常采用两种方法[3]：第一种是先求出磁芯窗口面积AW 与磁芯有效截面积Ae的乘积AP（AP=AW×Ae，称磁芯面积乘积），根据AP值，查表找出所需磁性材料之编号；第二种是先求出几何参数，查表找出磁芯编号，再进行设计。
注意：1）设计中，在最大输出功率时，磁芯中的磁感应强度不应达到饱和，以免在大信号时产生失真。
2）在瞬变过程中，高频链漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压及脉冲顶部振荡，使损耗增加，严重时会造成开关管损坏。
同时，输出绕组匝数多，层数多时，应考虑分布电容的影响，降低分布电容有利于抑制高频信号对负载的干扰。
对同一变压器同时减少分布电容和漏感是困难的，应根据不同的工作要求，保证合适的电容和电感。
单片开关电源高频变压器的设计要点高频变压器是单片开关电源的核心部件，鉴于这种高频变压器在设计上有其特殊性，为此专门阐述降低其损耗及抑制音频噪声的方法，可供高频变压器设计人员参考。
单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点，能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源。
在1994～2001年，国际上陆续推出了TOtch、TOtch-Ⅱ、TOtch-FX、TOtch-GX、Tintch、Tintch-Ⅱ等多种系列的单片开关电源产品，现已成为开发中、小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。
高频变压器是开关电源中进行能量储存与传输的重要部件，新晨阳电容电感单片开关电源中高频变压器性能的优劣，不仅对电源效率有较大的影响，而且直接关系到电源的其它技术指标和电磁兼容性（EMC）。
70kVA高频大功率LLC变压器简易工程设计
技术前沿2020.16 电力系统装备丨205Technology Frontier电力系统装备Electric Power System Equipment2020年第16期2020 No.16LLC 电路是大功率电力电子DC-DC 变换器一种常用谐振电路，它的优点是：对变压器输入端功率管的零电压开通，对变压器输出整流端的功率管在零电流时关断，实现了变换器软开关技术，从而降低功率管及变压器磁件的损耗，提高了系统的功率密度和效率，而其中的高频变压器就是系统的一个关键器件。
1 高频变压器设计输入LLC 电路中的高频变压器较常规高频变压器多了两个L 的要求，一是励磁感量，二是漏感，本文变压器设计输入主要参数如下：额定输入功率70kV A ，额定频率18kHz ，额定输入电压1060V ，最大输入电流75A ，输出电压618V （电压比12/7），最大输出电流130A ，励磁感量1.5mH ，漏感5uH ，环境温度-25~50℃，最高温升70K ，两倍电压下磁芯不饱和。
2 高频变压器磁芯选择高频变压器磁芯选择在工程上一般有两种材质选择（1）一是纳米晶，优点是损耗低，缺点是加工工艺高对应力敏感单价高，在现阶段还属于新型材料，大都订制化生产，加上LLC 电路的高频变压器对励磁感量有要求，体现在磁芯上就是需要开气隙，而开气隙对于纳米晶磁芯就是需要切割，纳米晶在切割时受应力及切割工艺的影响磁芯的损耗会加大2-6倍，所以一般用在对效率要求高及对励磁感量无要求的系统或者是小批量应用。
（2）二是铁氧体，优点是量产好，标准化尺寸及工艺，价格相对纳米晶低。
缺点是对温度敏感，磁芯温度超120℃容易进入不稳定状态，在低温下（-40℃）感量下降超10%。
根据以上信息，评估系统对稳定性要求高及价格敏感，而选择铁氧体，针对铁氧体缺点特选择宽温低损的材质型号PC95（日本某公司），取国内对标型号LP9（国内某公司），磁芯形状选择EE 型（由于高频变压器线圈绕法一般是初次初，选择EE 型只有一个线圈，绝缘方面好处理且窗口利用率高），由于系统要求在两倍电压下不饱和，而这个型号的磁芯饱和磁密高温下在0.42T 左右，所以实际磁芯只能选择小于或等于0.21T 。
开关电源高频变压器的设计要点
开关电源高频变压器的设计要点这里将电源变压器的串并联使用作浅薄介绍。
电源变压器与一般的器件一样,应急工作时可以将其多个变压器在一定条件下进行串并联使用,如市售的电源变压器是完全可以满足要求。
变压器功率满足要求时,而没有合适的电压,可以将两个或多个变压器串联使用;在电压满足的条件下,而变压器功率不够时,又可以将两个或多个变压器并联使用,以满足电路供电要求。
电源变压器是由电感线圈构成的,所以完全遵循电感器的运算规则,即可把电源变压器初级串联,也可在输出的次级串联……现将四种情况分别介绍如下。
1．电源变压器的初级串联。
在变压器计算式中有一个常数N称为匝数比,它是初级匝数与次级匝数之比,初次级电压比关系为N,而初次级电流比关系为1／N。
例如：两个初级为220V,次级为18V的变压器,N为13,如果将两个变压器的初级串联,则在单个次级上输出电压将降到9V以下。
而这种情况是在单个变压器的次级电压高于成倍用电器电源使用情况下,可以将两个或多个变压器初级串联使用。
而如再将两个次级串联就没有多大使用价值了。
在此情况下,只要保证单个变压器的功率要求,则次级输出电压不一定相同,它的输出电压计算为：V单＝(V1次＋V2次＋……Vn次)／Vn。
2．电源变压器的次级串联。
电源变压器的次级串联是在单个功率满足情况下,而次级输出电压不满足时将两个或多个变压器的组合。
如两个变压器的初级输入为220V,次级输出为18V时,如要给负载供33V电压,则可以将两个变压器的次级串联起来应用。
电源变压器的次级串联也是很容易的,不同的次级输出只要保证单个变压器功率的条件下也是可以将其次级串联应用的。
在理想状况下多个变压器的初级输入电压相同时,总输出计算式为：V总＝V初单／(V1次＋V2次＋……Vn次)。
3．变压器的初级并联。
这种情况是我们生活中常见的实例,多个不同供电的老式彩电中的遥控变压器和主变压器(电源开关变压器)均属于变压器初级的并联。
大功率高压高频变压器模式和损耗分析
大功率高压高频变压器模式和损耗分析陈桂文1，张周胜2，肖登明2（1．上海电力变压器修试厂有限公司，上海200436；2．上海交通大学，上海200240）摘要：介绍了大功率、高压、高频变压器的特性及设计特点，并对其设计模式及损耗特性进行了分析。
关键词：高频变压器；大功率；损耗中图分类号：TM401＋．1文献标识码：B文章编号：1001－8425（2009）01－0016－04Mode and Loss Analysis of High Power,High Voltageand High Frequency TransformerCHEN Gui 蛳wen 1,ZHANG Zhou 蛳sheng 2,XIAO Deng 蛳ming 2（1．Shanghai Power Transformer Repair and Test Works Co．,Ltd．,Shanghai 200436,China;2．Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200030,China ）Abstract ：The design and characteristics of high power,high voltage and high frequency transformer are presented．Its design mode and loss characteristics are analyzed．Key words ：High frequency transformer ；High power ；Loss１前言近年来，大功率(大于10kW)、高压(大于10kV)、高频(大于20kHz)AC－DC 电源变换器的应用越来越广泛，如应用于氩弧焊、静电除尘、脱水以及脱硫脱硝等工业领域。
如图1所示，这些工业过程需要获得一个高压DC 的电源输出，一般先通过逆变后经升压变压器整流输出。
工频变压器设计的计算
《纯正弦波逆变器制作学习资料工频篇》，由发烧电子DIY 空间提供！绕制工频变压器铁心匝数计算法变压器功率铁芯的选用按公式预计算：S＝1.25×根号P，(S是套着线圈部位铁芯的截面积，怎么算下面再讲，单位：CM，P为功率：W) 1.计算每伏需要绕多少匝(圈数)可按公式N ：线圈匝数B--硅钢片的磁通密度(T)，一般高硅钢片可达1.2-1.4T，中等的约1-1.2T，低等的约0.7-1T，最差的约0.5-0.7T。
S:铁心面积S=0.9ab /平方cmf: 频率50Hz（我国）B--为磁通密度(T)小知识：B值根据铁芯材料不同,A2和A3黑铁皮选0.8T;D11和D12(低硅片)选1.1T到1.2T;D21和D22(中硅片)选1.2T到1.4T;D41和D42(高硅片)选1.4T到1.6T;D310和D320(冷轧片)选1.6T到1.8T; 磁感应强度有一个过时的单位：高斯，其符号为G：1 T = 10000 G。
穿过一块面积的磁力线数目，称做磁磁通量，简称磁通，用Φ示。
磁通量的单位是韦伯，用Wb表示，以前还有麦克斯韦用Mx表示。
如果磁场中某处的磁感应强度为Ｂ，在该处有一块与磁通垂直的面，它的面积为Ｓ，则穿过它的磁通量就是Φ= BS公式：Φ=BS，适用条件是B与S平面垂直。
当B与S存在夹角θ时，Φ=B*S*cosθ。
Φ读“fai”四声。
单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb，1Wb=1T*m^2;=1V*S，是标量，但有正负，正负仅代表穿向，磁感应强度Ｂ的单位是高斯（Ｇs），1 T = 10000 G；面积Ｓ的单位是平方厘米；磁通量的单位是麦克斯韦（Mx)。
当B与S存在夹角θ时，Φ=B*S*cosθ。
Φ读“fai”四声。
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb，1Wb=1T*m2;=1V * S，是标量，但有正负，正负仅代表穿向。
S--为铁芯有效面积（单位为平方厘米）S =0.9aba为铁芯中心柱的长b为厚度，（看你叠多少了）0.9是叠片系数（看你叠的紧密不紧密了），2.总匝数知道变压器线圈每伏匝数后,既可求出各绕组总匝数了即：W=UW0式中:W为某绕组总匝数(匝)U为该绕组电压注意！补偿带负载后绕组阻抗引起的次级电压降落,次级匝数应5%到20%(容量小的变压器取计算出初级线圈以10匝1V计算N1=220╳10=2200匝2次级线圈N2=8╳10╳1.05=84次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降3.求导线直径如：要求输出8伏的电流是多少安？这里我假定为2安。
高频变压器主要技术参数
高频变压器主要技术参数高频变压器是一种广泛应用于电子设备中的电力转换装置，主要用于将高频电能从一种电压转换为另一种电压。
高频变压器的主要技术参数包括额定功率、额定电压、变比、频率响应等。
额定功率是指高频变压器所能承受的最大功率。
它是根据设备所需的电能转换量来确定的。
高频变压器的额定功率决定了它所能适应的负载范围，如果负载过大，可能会导致变压器过载而损坏。
额定电压是指高频变压器所能承受的最大电压。
这个参数决定了变压器能够适应的输入电压范围。
如果输入电压超过额定电压，可能会导致变压器内部元件的损坏。
变比是高频变压器的另一个重要参数。
它表示输入电压与输出电压之间的比值。
变比通常用小数表示，例如2:1表示输入电压是输出电压的两倍。
变比决定了变压器的功率转换效率，一般来说，变比越高，功率转换效率越高。
频率响应是高频变压器的另一个关键参数。
它表示变压器在不同频率下的工作性能。
高频变压器通常用于频率较高的电子设备中，因此其频率响应范围通常在几十千赫兹到几百千赫兹之间。
高频变压器还有一些其他的技术参数需要注意。
例如，绝缘等级是指变压器的绝缘能力，它决定了变压器能否在高电压下安全工作。
温升是指变压器在工作过程中的温度升高，过高的温升可能会导致变压器的损坏。
磁化电流是指变压器在工作过程中所需的激励电流，它与变压器的磁路特性有关。
在设计和选择高频变压器时，需要根据具体的应用需求来确定合适的技术参数。
例如，在功率较小的电子设备中，可以选择额定功率较小的变压器；在输入电压波动较大的环境中，可以选择额定电压较大的变压器；在频率较高的应用中，需要选择频率响应范围宽的变压器。
高频变压器的主要技术参数包括额定功率、额定电压、变比、频率响应等。
合理选择这些参数可以确保变压器在电子设备中的正常工作，提高电能转换效率，保证设备的稳定运行。
高频高压变压器设计
IGBT大功率高频高压开关电源变压器的研制栾松张海峰(辽宁大连大连电子研究所 116021)摘要：主要分析了高频高压变压器的等效电路和研制难点，提出了设计方案。
关键词：开关器件微晶体在国外，70年代开始，日本的一些公司开始采用开关电源技术，将市电整流后逆变为3kHz左右的中频，然后升压，从而减小变压器体积和重量。
进入80年代，高压开关电源技术迅速发展。
德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件，将电源的开关频率提高到20kH:以上。
使变压器系统的体积进一步减小。
近十年来，随着电力电子技术的进步和开关器件的发展，高压开关电源技术不断发展。
突出的表现是频率在不断提高，如德国的霍夫曼公司高压发生器频率高达40kHz。
另外，高压开关电源的功率也在不断地提高，30kW的大功率高压开关电源在产品上己很成熟，更高功率的高压开关电源也有很快的发展。
可以看出，高压开关电源的发展的主要趋势是:①频率不断提高，②功率不断增加。
我国自90年代初开始对高频化的高压大功率开关电源技术进行研究，静电除尘高压直流电源也实现了高频化，采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压，然后由高频变压器升压，最后整流为直流高压，在电阻负载条件下，输出直流电压达到72kV，电流达到0.8A，工作频率为20kHz。
因此，高频高压变压器研制是高压开关电源重点。
一、高频高压变压器的等效电路图1（a）图1（b）图1（c）图1高频高压变压器的等效电路图1(a)为变压器等效电感模型，励磁电感Lm 很大，并且与原边绕组并联，因此可以忽略副边的漏感L2折合到原边值，L2和原边的漏感Ll的和为变压器的等效漏感Ls。
图1(b)为变压器分布电容的等效模型，Clg为原边匝间及对地电容;C2g为副边匝间及对地电容;C2为副边各层间电容;C12原副边间电容。
在各分布电容中，C2g较其它分布电容都小，可以忽略;Clg C12和C2的电容值大约为10-100pF，而C2折合到原边后则比Clg和C12大得多，因此Clg和C12可以忽略，在各分布电容中C2起着主导作用，将其折合到原边，可以得到变压器的等效电路模型图1(c)，它由等效漏感Ls，等效电容Cp和理想变压器组成。
高频变压器 参数
高频变压器参数高频变压器是一种重要的电力传输和转换设备。
它具有许多关键参数，这些参数决定了它的性能和应用范围。
在本文中，将介绍几个常见的高频变压器参数，并探讨它们对变压器性能的影响。
首先是变压器的额定功率。
额定功率是指变压器能够持续输出的最大功率。
它取决于变压器的设计和制造质量，以及变压器的冷却方式。
额定功率越大，变压器的输出能力就越强，可以满足更高的功率需求。
接下来是变压器的额定电压。
额定电压是指变压器的输入和输出电压的额定值。
它决定了变压器在电力传输和转换过程中的电压变化程度。
额定电压越高，变压器的电压变换能力就越强，可以适应更高的电压水平。
变压器还有一个重要参数是变比。
变比是指变压器的输入电压和输出电压之间的比值。
变比决定了变压器在电压转换中的放大或降低倍数。
变比越大，变压器的电压放大或降低效果就越明显。
另一个关键参数是变压器的效率。
效率是指变压器的输出功率与输入功率之间的比值。
高效率的变压器能够最大限度地利用电能，减少能量损耗。
提高变压器的效率可以降低能源消耗和环境污染。
还有一些其他参数，如漏电感、铜损和铁损等。
漏电感是指变压器的磁场穿透磁路以外的部分的影响程度。
铜损和铁损是指变压器在工作过程中由于电流通过导线和铁芯而产生的能量损耗。
这些参数对于变压器的性能和效果也有重要影响。
高频变压器的参数对于其性能和应用范围具有重要影响。
了解和理解这些参数可以帮助我们选择和使用合适的变压器，以满足我们的需求。
在使用变压器时，我们应该根据实际情况来调整和优化这些参数，以提高变压器的效率和可靠性。
通过不断研究和创新，我们可以进一步改进高频变压器的参数，以满足不断发展的电力需求。
EE型变压器参数及高频变压器计算
EE型变压器参数及高频变压器计算变压器是电能传输和配电系统中常用的电器设备之一、根据国家标准，变压器分为EE型变压器和EI型变压器两种，其中EE型变压器是指芯片截面面积比较大的变压器。
一、EE型变压器参数：1.铁芯参数：EE型变压器的铁芯由铁芯片和绝缘胶片组成。
铁芯片的材料通常是硅钢片，其主要特点是磁导率较高，电阻较低，有效地利用磁能量。
绝缘胶片的材料通常是聚酯薄膜，其主要作用是隔离铁芯与绕组之间的电场，以减小绝缘损耗。
2.匝数参数：EE型变压器的绕组由一组主绕组和若干组辅助绕组组成。
主绕组是用来实现变压器的升压和降压功能，通常由导线绕制在铁芯上。
辅助绕组是用来实现变压器的附加功能，如供电、测量等。
EE型变压器的匝数参数通常通过变压器的额定容量和额定电压来确定。
3.额定容量和额定电压：额定容量指的是变压器所能承受的最大功率，通常以千瓦（kVA）为单位。
额定电压指的是变压器的输入端和输出端的电压，通常以伏特（V）为单位。
EE型变压器的额定容量和额定电压是根据实际需要来确定的，以保证变压器的运行稳定性和安全性。
二、高频变压器计算：高频变压器是指工作频率在100kHz以上的变压器。
在设计高频变压器时，需要考虑以下几个参数：1.工作频率：高频变压器的工作频率通常是由所需应用决定的。
在选择变压器的铁芯和绕组材料时，需要考虑到电磁感应损耗和磁滞损耗对变压器性能的影响。
2.铁芯参数：高频变压器的铁芯由磁性材料构成，通常使用高导磁率的金属合金或软磁性粉末材料。
铁芯的选择应考虑到材料的损耗特性、磁场饱和特性以及成本等因素。
3.匝数参数：高频变压器的绕组通常采用多层绕线或Litz线。
多层绕线可以减小相邻线圈之间的尽线电容，提高变压器的工作效率。
Litz线则可以减小自感和互感效应，提高变压器的频率响应。
4.温升参数：高频变压器的运行温度通常比低频变压器高，需要通过有效的绕组散热设计来保证变压器的可靠性和寿命。
在设计过程中，需要考虑到变压器的功率损耗和材料的热传导系数。
高频变压器和体积的关系
高频变压器和体积的关系高频变压器是一种用于变换电压的电气设备，广泛应用于电力系统、通信系统、电子设备等领域。
在设计和制造高频变压器时，其中一个重要的考虑因素就是设备的体积。
体积大小对于高频变压器的性能和应用场景都有着重要的影响。
高频变压器的体积与其功率密度有密切关系。
功率密度是指单位体积内所能传输的最大功率。
对于相同的功率输出要求，体积越小的高频变压器其功率密度越高。
这是因为高频变压器的工作频率较高，电气能量在磁性材料中的传输速度较快，因此可以在相对较小的体积内实现较大的功率输出。
而体积较大的高频变压器则需要更多的磁性材料来实现相同的功率输出，从而降低了功率密度。
高频变压器的体积与其损耗有关。
损耗是指高频变压器在工作过程中由于各种因素导致的能量损失。
损耗会产生热量，因此需要通过散热来保证高频变压器的正常工作。
体积较小的高频变压器由于体积较小，散热面积较小，容易产生过热现象，从而增加了损耗。
因此，在设计高频变压器时需要综合考虑功率密度和散热问题，选择合适的体积。
高频变压器的体积还与其绕组结构有关。
绕组是高频变压器中起到能量转换和传输作用的核心部分。
绕组的设计和制造直接影响着高频变压器的性能。
体积较小的高频变压器往往采用紧凑的绕组结构，将线圈层叠在一起，使得磁场更加集中，提高了变压器的效率。
而体积较大的高频变压器则可以采用分布式绕组结构，将线圈分散布置，减少了线圈之间的相互影响，降低了损耗。
高频变压器的体积还与材料的选择有关。
高频变压器中常用的磁性材料包括硅钢片和铁氧体材料等。
硅钢片的磁导率较高，能够有效地集中磁场，因此可以在相对较小的体积内实现较大的功率输出。
而铁氧体材料的磁导率较低，适用于高频应用，但需要较大的体积才能实现相同的功率输出。
因此，在设计高频变压器时需要根据具体应用场景选择合适的材料，从而影响变压器的体积。
高频变压器的体积与其功率密度、损耗、绕组结构和材料的选择等因素密切相关。
在设计和制造高频变压器时，需要综合考虑这些因素，选择合适的体积，以满足特定的功率输出要求和应用场景。
带有中间抽头的高频大功率变压器的设计过程和计算方法
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头的高频大功率变压器的设计过程和计算方法，以及要注意的问题。
根据开关电源变换器的性能指标设计出的变压器经过在实际电路中的测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良的电气特性。
关键词：开关电源变压器；磁芯的选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头0 引言随着电子技术和信息技术的飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备的电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。
变压器作为开关电源的必不可少的磁性元件，对其进行合理优化的设计显得非常重要。
在高频开关电源的设计中，真止难以把握的是磁路部分的设计，开关电源变压器作为磁路部分的核心元件，不但需要满足上述的要求，还要求它性能高，对外界干扰小。
由于它的复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次的计算和反复的试验。
因此，要提高设计的效果，设汁者必须有较高的理论知识和丰富的实践经验。
1 开关电源变换器的性能指标开关电源变换器的部分原理图如图1所示。
其主要技术参数如下：电路形式半桥式；整流形式全波整流；工作频率f=38kHz；变换器输入直流电压Ui=310V；变换器输出直流电压Ub=14.7V；输出电流Io=25A；工作脉冲的占空度D=0.25～O.85；转换效率η≥85％；变压器允许温升△τ=50℃；变换器散热方式风冷；工作环境温度 t=45℃～85℃。
2 变压器磁芯的选择以及工作磁感应强度的确定2.1 变压器磁芯的选择目前，高频开关电源变压器所用的磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。
这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品的成本方面来考虑不宜采用。
高频变压器参数
高频变压器参数1. 引言高频变压器是一种用于变换交流电压和电流的电器元件，广泛应用于电力系统、电子设备以及通信系统中。
在高频应用中，变压器的参数扮演着至关重要的角色，直接影响着整个系统的性能和效率。
本文将介绍高频变压器的常见参数及其对系统性能的影响。
2. 额定功率额定功率是高频变压器最重要的参数之一，通常以VA（伏安）为单位。
额定功率是指变压器在额定电压条件下，可以持续传递的最大功率。
高频变压器的额定功率决定了它在特定应用中的适用范围，如电力传输系统需要具备较大的额定功率以应对高负载需求，而通信系统中的变压器则可以选择较小的额定功率。
3. 额定电压额定电压是指高频变压器设计时所考虑的标准电压值，通常以V（伏特）为单位。
在高频应用中，变压器的额定电压应与系统的输入电压和输出电压相匹配，以确保变压器能够正常工作并将电能有效地传递给负载。
4. 频率响应频率响应是指高频变压器在不同频率下的性能表现。
由于高频应用中需要传输的信号具有不同的频率成分，因此变压器的频率响应对于系统的准确传输和低失真非常重要。
频率响应通常以Hz（赫兹）为单位，描述了变压器在不同频率下的增益和相位延迟情况。
5. 线性度线性度是指高频变压器在输入和输出之间的电压-电流关系是否为线性。
线性度越高，变压器的输出电压与输入电压之间的关系就越准确。
高线性度的变压器可以更好地保持信号的传输准确性和稳定性。
6. 效率效率是指高频变压器将输入功率转化为输出功率的能力。
高效率的变压器可以最大程度地减少能量的损耗，提高整个系统的能源利用率。
变压器的效率通常以百分比表示，计算公式为：效率 = （输出功率 / 输入功率）* 100%。
7. 绕组电阻绕组电阻是指高频变压器绕组中的电阻值。
绕组电阻直接影响变压器的热效应和能量损耗。
较小的绕组电阻可以减少能量损耗和热损耗，提高系统的效率和可靠性。
8. 绝缘电阻绝缘电阻是指高频变压器的绝缘材料对电流的阻抗能力。
良好的绝缘电阻可以防止电流泄漏，确保电压正常传递，并保护系统免受外部环境的干扰和损坏。
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硅钢片
非晶/纳米晶
大功率磁芯材料选择
磁粉芯
铁氧体
非晶/纳米晶，或铁氧体是大功率高频 变压器的主流选择
但要根据具体设计参数考虑
17
非晶带绕磁芯的附加损耗
磁通垂 直薄带
气隙切口 绝缘破坏
内拐角局部饱和 改变磁通方向
带绕磁芯仅对平行方向的磁通引起的涡流损耗有抑制的效果； 开气隙后，存在切口端部和垂直薄带的磁通，会带来附加涡流损耗； 在内拐角处，存在局部磁芯饱和，使得磁通偏移薄带方向，造成涡流。 18
1.25
10- 52.5
10- 53.75 t
10- 5 5
10- 5
8
大功率高频变压器的特点
全高频+大电流，绕组设计更加重要（涡流效应大）； 制造成本高，周期长（难以试错）； 工作频率相对低（几kHz-几十kHz）； 发热/温升矛盾突出（损耗密度大，热设计重要）； 音频噪声严重（降噪措施有限）； 变压器需要开气隙（严重的临近效应损耗）； 杂散涡流损耗大（金属构件多） 变压器电磁参数控制严格（漏感、激磁电感，设计困难） 绝缘设计重要（高压应用，导致漏感难以做小）
Lm M 2 / L2
Lk L1 - M 2 / L2
13
变压器等效电路参数的测量
Lk
n:1
Lpo
Lm
Lk
n:1
Lpo Lk Lm
Lm
Lm
Lso
Lso Lm / n2
Lps Lk
n Lk
Lk
n:1
Lps
Lm
合适的模型要满足：参数可测量，便于应用分析。
14
传统磁元件设计方法的局限
AP法选磁芯大小： AP Ae Aw
15
磁性元件优化设计
P (kW/m3) cv
总损耗（W）
1、损耗模型
理论 模型
J
y
(
x)
k
H1
cosh[k
(d - x)] - H sinh(kd )
2
cosh(kx)
仿真 模型
损耗P=Pc+Pw Pc
测试 模型
10000 1000 100
实 验 -f=50kHz 实 验 -f=100kHz 实 验 -f=150kHz 实 验 -f=200kHz 实 验 -f=250kHz 实 验 -f=300kHz 模 型 -f=50kHz 模 型 -f=100kHz 模 型 -f=150kHz 模 型 -f=200kHz 模 型 -f=250kHz 模 型 -f=300kHz
11
outlet
0.8
00
3 10
Ww
0.6
00
3 10
Ww
00
3 10
Ww
0.4
高频损耗
0.2
------
00
2 10 4
-5 5 10
4 10 4
导体厚度
6 10 4 Ww
8 10 4
-3 1 10
inlet
9
原、副 边电荷
副边 电荷
原边 电荷
34
高频变压器物理模型
原边漏 磁通
激磁 磁通
磁芯 损耗
采用气隙避让
Gap
产生励磁电感--增加气隙
Jmax=386A/mm2
Gap
Jmax=219A/mm2
采用分布气隙
气隙避让空间大小大体按3倍气隙，但具体优化需要仿真确定；
分布气隙个数也可参考3倍原则，但优化需要仿真确定。
19
存在一个损耗最小的绕组导体线规
H1=0, H2=1 5kHz
2kHz
箔厚度（mm）
物理匝比 NP NS
开路变比 UP Lm Lk n
US
Lm
等效变比 n
电感变比
LP LS
Lm Lk Lm / n2
Lm Lk n Lm
负载变比 U P US
11
由磁路结构计算等效电路参数
F3
i2
F2
F1 i1
u1
磁路结构
Lk
n:1
2 Lm
1
等效电路
磁路图
F3
F1
N1端电感@N2开路 L1o
副边漏 磁通
绕组 损耗
1 2 电场分布
ip
1
磁场分布
Lkp n:1
Lks is
3
Np
Ns
理想变压器
Lm
2
4
实际变压器(磁场+电场+电流场)
10
高频变压器等效电路模型
1
ip im
2
3
is
4
Lk
1
n:1
3
Lkp
Np:Ns Lks
1
3
Lm
L’m
2
4
漏感全部则算到原边，即令Lsk=0
2
4
固定变压器变比，即令n=Np:Ns
损耗P
电流密 度分布
10kHz
1kHz 实心
损耗最小线规与导体形状（园/箔/管），频率，绕组层数，绕组布局都有关系
20
变压器绕组的磁场分布特点
负载（变压器）电流激励 激磁（电感器）电流激励
电流密
200
度分布
100
is2( t)
ip
ip2(t) 0
im( t)
im：电感器分量
- 100
is：变压器分量
- 200
0
1.25
10- 52.5
10- 53.75
10- 5 5
10- 5
对有气隙变压器t ，要分别
考虑变压器分量电流和电
感器分量电流引起的损耗
磁场 分布
变压器分量损耗减小方法：绕组三明治、交错布置，线规优化 电感器分量损耗减小方法：分布气隙、气隙避让、多股绞线
21
增加漏磁路面积
增大漏感--增大漏磁通
L 2I 2
rms
Bm J Ku
简单公式算匝 数和气隙：
Urms 4.44 f N Ae Bm
Lm
0
N la
Ae
L Im N Ae Bm
L 0 N Ae la
主要局限: Bm 和J 是关键，但难以预先给定，更多是凭经验和手册
只是选择磁芯的方法，不是设计磁芯。 是基于电参数的可行计算，不是基于损耗的设计 是基于经验手册的设计，不是基于优化的设计
电力电子技术已经渗透到几乎全部电气领域各个学科
3
新能源发电
太阳能发电
风能发电
集成变压器/电抗器
电力系统应用
隔离变压器
柔性电网
换流站
无功补偿器
变压器: 工频大电流，高电压
i
i
i
电抗器: 工频大电流+高频小纹波
t
t
t
4
变频传动
交流输入 电抗器
直流电抗器
交流输出 电抗器
传动系统应用
电动汽车
多波头整流变压器
N2端电感@N1开路 L2o
i2*N2
R3
R1
F2
i2
N2)
L2o
2 i2
F2 N2 i2
N22
( 1 R1
1) R3
12
由电磁场仿真计算等效电路参数
通过仿真得到的电感矩阵，可 以得到自感L1、L2和互感M
L1 Lk Lm L2 Lm n2 M Lm n
n L2 / M
基于传输/储存容量
对变压器
AP Ae Aw
(
U p _ rms
) ( 2N p I p _rms )
4.44 f N p Bm
J Ku
2S
4.44 f Bm J Ku
磁芯总体尺寸
对电抗器
AP Ae Aw
( L 2I rms ) ( N Irms )
N Bm
J Ku
LLC谐振变换器的电压调整范围受负载影响较大，难以实现与DAB变换器相同 的宽电压范围控制。
7
LLC电路基本工作波形
ip Lr
n
is
Lm
im
Lr, Lm和n是三个关键磁件参数;
希望三个磁元件能够集成在一个 磁芯结构上。
200
100
is2( t)
ip
ip2(t) 0
im( t)
- 100
im is
- 200 0
23
谢谢! Q&A
24
i2*N2
i1*N1
i1*N1
R3
R1
R3
R1
F2
F1
i1
N1 R1
L1o
1 i1
F1 N1 i1
N12 R1
N2端电感@N1短路 L2s
i2*N2
R3
R1
F2
i2
N2 R3
L2s
2 i2
F2 N2 i2
N
2 2
R3
L1o Lm / n2
Lm
L2o Lk Lm
n
L2s Lk
Lk
电路参数
H
提高漏磁路磁导
磁芯
PS SP
PS SP
保证原、副边绕组高压绝缘，往往导致漏感太大，这时可考虑降低匝数；
但减少匝数，磁通增加，磁芯损耗又会增大。
22
结论
电力电子变压器有广阔的应用背景与发展潜力 电力电子变压器(PET)的系统架构基本定型 大功率高压高频变压器是PET发挥优势的瓶颈 大功率高频变压器不能套用电力变压器设计套路 是电场(绝缘)、磁场(电感)、涡流场(损耗)和热场(散热)的综合系统 需要PET系统架构设计与变压器参数要求紧密协同（变压器规格） 对变压器的设计和制造的配合提出了很高要求 大功率高频变压器的测试技术（设备+方法）还需加强 对变压器各个细节的考虑和优化十分重要，也有很大改善机会