深入学习高频脉冲变压器的设计
高频变压器设计的五个步骤
变压器的设计过程包括五个步骤:①确定原副边匝数比；为了提高高频变压器的利用率,减小开关管的电流,降低输出整流二极管的反向电压,减小损耗和降低成本,高频变压器的原副边变比应尽量大一些.为了在任意输入电压时能够得到所要求的电压,变压器的变比应按最低输入电压选择.选择副边的最大占空比为 ,则可计算出副边电压最小值为: ,式中, 为输出电压最大值, 为输出整流二极管的通态压降, 为滤波电感上的直流压降.原副边的变比为:②确定原边和副边的匝数；首先选择磁芯.为了减小铁损,根据开关频率 ,参考磁芯材料手册,可确定最高工作磁密、磁芯的有效导磁截面积、窗口面积 .则变压器副边匝数为: .根据副边匝数和变比,可计算原边匝数为③确定绕组的导线线径；在选用导线线径时,要考虑导线的集肤效应.所谓集肤效应,是指当导线中流过交流电流时,导线横截面上的电流分布不均匀,中间部分电流密度小,边缘部分电流密度大,使导线的有效导电面积减小,电阻增加.在工频条件下,集肤效应影响较小,而在高频时影响较大.导线有效导电面积的减小一般采用穿透深度来表示.所谓穿透深度,是指电流密度下降到导线表面电流密度的0.368(即: )时的径向深度. ,式中, , 为导线的磁导率,铜的相对磁导率为 ,即:铜的磁导率为真空中的磁导率 , 为导线的电导率,铜的电导率为 .为了有效地利用导线,减小集肤效应的影响,一般要求导线的线径小于两倍的穿透深度,即 .如果要求绕组的线径大于由穿透深度所决定的最大线径时,可采用小线径的导线多股并绕或采用扁而宽的铜皮来绕制,铜皮的厚度要小于两倍的穿透深度(4)确定绕组的导线股数绕组的导线股数决定于绕组中流过的最大有效值电流和导线线径.在考虑集肤效应确定导线的线径后,我们来计算绕组中流过的最大有效值电流.原边绕组的导线股数:变压器原边电流有效值最大值 ,那么原边绕组的导线股数 (式中,J 为导线的电流密度,一般取J=3~5 , 为每根导线的导电面积.).副边绕组的导电股数:①全桥方式:变压器只有一个副边绕组,根据变压器原副边电流关系,副边的电流有效值最大值为: ;②半波方式:变压器有两个副边绕组,每个负载绕组分别提供半个周期的负载电流,因此其有效值为 ( 为输出电流最大值).因此副边绕组的导线股数为(5)核算窗口面积在计算出变压器的原副边匝数、导线线径及股数后,必须核算磁芯的窗口面积是否能够绕得下或是否窗口过大.如果窗口面积太小,说明磁芯太小,要选择大一点的磁芯;如果窗口面积过大,说明磁芯太大,可选择小一些的磁芯.重新选择磁芯后,再重新计算,直到所选磁芯基本合适为止。
工程师实例为你讲解电源高频变压器的设计方法
工程师实例为你讲解电源高频变压器的设计方法
设计高频变压器是电源设计过程中的难点，下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例，向大家介绍一种电源高频变压器的设计方法。
设计目标：电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz，输出电压为直流5V、14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz。
设计步骤：
计算高频变压器初级峰值电流Ipp
由于是电流不连续性电源，当功率管导通时，电流会达到峰值，此值等于功率管的峰值电流。
由电感的电流和电压关系V=L*di/dt可知：
输入电压：Vin(min)=Lp*Ipp/Tc
取1/Tc=f/Dmax，则上式为：
Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax
其中：V in：直流输入电压，V
Lp：高频变压器初级电感值，mH
Ipp：变压器初级峰值电流，A
Dmax：最大工作周期系数
f：电源工作频率，kHz
在电流不连续电源中，输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量，其为：
Pout=1/2*Lp*Ipp2*f
将其与电感电压相除可得：
Pout/Vin(min)=Lp*Ipp2*f*Dmax/(2*Lp*Ipp*f)
由此可得：。
高频变压器设计解读
高频变压器设计解读高频变压器是现在电子变压器行业关注的热点，想来很多工程师对高频变压器的设计方法应该都挺感兴趣的，今天和大家分享高频变压器设计方法的详解，希望对大家有用。
高频变压器的设计包括：线圈参数的设计，磁芯材料的选择，磁芯结构的选择，磁芯参数的设计，组装结构的选择等内容。
下面对高频变压器线圈参数的计算与选择、磁芯材料的选择、磁芯结构的选择、磁芯参数的设计和组装结构的选择进行详细介绍。
高频变压器线圈参数的计算与选择高频变压器的线圈参数包括：匝数、导线截面(直径)、导线形式、绕组排列和绝缘安排。
原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定，匝数不能过多也不能过少。
如果匝数过多，会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少，在外加激磁电压比较高时，有可能使匝间电压降和层间电压降增大，而必须加强绝缘[5]。
副绕组匝数由输出电压决定。
导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。
还要注意的是导线截面(直径)的大小还与漏感有关。
高频变压器的绕组排列形式有：①如果原绕组电压高，副绕组电压低，可以采用副绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排②如果要增加原和副绕组之间耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式，这样有利于减少漏感。
另外，当原绕组为高压绕组时，匝数不能太少，否则，匝间或者层间电压相差大，会引起局部短路。
对于绝缘安排，首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。
等级低，满足不了耐热要求，等级过高，会增加不必要的材料成本。
其次，对在圆柱形磁路上绕线的线圈，最好采用线圈骨架，既可以保证绝缘，又可以简化绕线工艺。
另外，线圈最外层和最里层，高压和低压绕组之间都要加强绝缘。
如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜，加强绝缘应垫2～3层绝缘薄膜。
高频变压器磁芯材料的选择高频变压器磁芯一般使用软磁材料。
不谈计算--深度讲解开关电源高频变压器的设计原则与流程！
不谈计算--深度讲解开关电源高频变压器的设计原则与流程！前言开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管、功率二极管、高频变压器、滤波电感等。
不同器件有不同的控制发热量的方法。
功率管是高频开关电源中发热量较大的器件之一，减小它的发热量，不仅可以提高功率管的可靠性，而且可以提高开关电源的可靠性，提高平均无故障时间（MTBF）。
开关管的发热量是由损耗引起的，开关管的损耗由开关过程损耗和通态损耗两部分组成，减小通态损耗可以通过选用低通态电阻的开关管来减小通态损耗；开关过程损耗是由于栅电荷大小及开关时间引起的，减小开关过程损耗可以选择开关速度更快、恢复时间更短的器件来减少。
但更为重要的是通过设计更优的控制方式和缓冲技术来减小损耗，如采用软开关技术，可以大大减小这种损耗。
减小功率二极管的发热量，对交流整流及缓冲二极管，一般情况下不会有更好的控制技术来减小损耗，可以通过选择高质量的二极管来减小损耗。
对于变压器二次侧的整流可以选择效率更高的同步整流技术来减小损耗。
对于高频磁性材料引起的损耗，要尽量避免趋肤效应，对于趋肤效应造成的影响，可采用多股细漆包线并绕的办法来解决。
高频电源变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。
按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz～50kHz、50kHz～100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。
传送功率比较大的，工作频率比较低；传送功率比较小的，工作频率比较高。
这样，既有工作频率的差别，又有送功率的差别，工作频率不同档次的电源变压器设计方法不一样.高频电源变压器的设计原则高频电源变压器的设计原则，是在具体使用条件下完成具体的功能中追求性能价格比最好。
有时可能偏重性能和效率，有时可能偏重价格和成本。
现在，轻、薄、短、小，成为高频电源的发展方向，是强调降低成本。
高频变压器的设计基础(1)
了解高频变压器设计基础（1）
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。
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。
高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工
频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。
在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。
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。
高频变压器的设计
高频变压器的设计高频变压器制作脉冲变压器也可称作开关变压器，或简单地称作高频变压器。
在传统的高频变压器设计中，由于磁芯材料的限制，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、高频化和大功率化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。
随着应用技术领域的不断扩展，开关电源的应用愈来愈广泛，但制作开关电源的主要技术和耗费主要精力就是制作开关变压器的部件。
开关变压器与普通变压器的区别大致有以下几点： (1)电源电压不是正弦波，而是交流方波，初级绕组中电流都是非正弦波。
(2)变压器的工作频率比较高，通常都在几十赫兹，甚至高达几十万赫兹。
在确定铁芯材料及损耗时必须考虑能满足高频工作的需要及铁芯中有高次谐波的影响。
(3)绕组线路比较复杂，多半都有中心抽头。
这不仅增大了初级绕组的尺寸，增大了变压器的体积和重量，而且使绕组在铁芯窗口中的分布关系发生变化。
图1 开关电源原理图本文介绍了一款如图1所示的DC―DC变换器，输入电压为直流24V，输出电压分别为5V及12V的多路直流输出。
要求各路输出电流都在lA以上，核心器件是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片UC3842，最高工作频率可达200kHz。
根据锌锰铁氧体合金的优异电磁性能，通过具体示例介绍工作频率为100kHz的高频开关电源变压器的设计及注意事项。
2变压器磁芯的选择与工作点的确定 2．1 磁芯材料的选择从变压器的性能指标要求可知，传统的薄带硅钢已很难满足变压器在频率、使用环境方面的设计要求。
磁芯的材料只有从坡莫合金、铁氧体材料、钴基非晶态合金和超微晶合金几种材料中来考虑。
坡莫合金、钴基非晶态价格高，约为铁氧体材料的数倍，而饱和磁感应强度Bs也不是很高，且加工工艺复杂。
考虑到我们所要求的电源输出功率并不高，大约为30W，因此，综合几种材料的性能比较，我们还是选择了饱和磁感应强度Bs较高，温度稳定性好，价格低廉，加工方便的性价比较低的锌锰铁氧体材料，并选以此材料作为框架的EI28来绕制本例中的脉冲变压器。
高频变压器设计与参数设计
高频变压器设计与参数设计高频变压器设计与参数设计是一项重要的技术，它能够帮助电子设备充分发挥性能。
高频变压器是指使用高频信号来改变交流电压的变压器，它通常用在微波炉、通信设备、打印机和医疗设备等领域，并且也用于高频功率转换、无线电、太阳能应用等等。
高频变压器的设计涉及到许多因素，包括电气特性，例如变压器的电压比、额定电流、变压器的绝缘耐压、损耗和过载能力。
同时，还必须考虑到变压器尺寸大小、重量、成本和可靠性等机械特性。
这些特性都会影响变压器的性能，从而影响其最终的性能表现。
在设计高频变压器时，首先应考虑变压器的工作频率。
一般来说，高频变压器的工作频率范围在1kHz~100MHz 之间，而且高频变压器的工作频率越高，其尺寸越小，耗散越低，性能也越好。
随后，应该考虑高频变压器的结构设计，采用的线圈数目，线圈的绕组方式，芯股的结构，冷却方式和绝缘材料等。
其中，线圈绕制方式和线圈的绕组方式是影响高频变压器的主要要素，它们会影响变压器的额定输出功率、输出纹波、温升和其他电气特性。
此外，还必须考虑到变压器的电压比以及母线电压。
电压比是指输出电压与输入电压之间的比率，它影响变压器的输出功率。
母线电压是指用于变压器的输入电压，它会影响变压器的最大输出功率，而且也会影响变压器的可靠性。
另外，在设计高频变压器时还应考虑变压器的外壳结构，这不仅影响变压器的重量和体积，还会影响变压器的热效应。
外壳结构应考虑到变压器的散热性能，以及变压器内部温度的分布情况等。
最后，需要重点考虑变压器的绝缘系统。
绝缘系统是高频变压器的核心部件，它具有高的绝缘强度和耐温性能，可以有效防止电路受到外界环境的干扰，也可以提高变压器的可靠性和安全性。
总之，高频变压器的设计与参数设计是一项复杂的工作，从上述内容可以看出，在设计高频变压器时，需要考虑变压器的电气特性、机械特性、工作频率、结构设计、电压比和母线电压、外壳结构以及绝缘系统等多个方面。
最终，变压器的设计与参数设计都是为了满足应用需求，并且有效地提高变压器的性能，以及提高变压器的可靠性和安全性。
高频变压器设计方法
8、效率η； 9、温升∝。
二、计算步骤：1、计算视在功率PT ；视在功率PT 因工作电路不同而别，如下图：7、选用磁芯型式；高频变压器的设计方法之一一、设计条件： 1、工作电路； 2、原边电压Vp ； 3、输出电压Vo； 4、输出电流Io ； 5、开关工作频率fs ； 6、工作磁通密度Bw ； AP=Aw · Ae视在功率与线路结构关系线路（b ） PT=Po （ + 1 ）线路（a ） PT=Po （1+ ）线路（b） PT=Po （ +√ ）AP 值是磁芯窗口面积Aw 与磁芯有效截面积Ae 的乘积，即各种磁芯的AP 示意图如下：1η1η1η2EI 叠片铁芯GC 型铁芯环形铁芯R( b )R( a )AP=（）Ae Aw Le Wt Ml 其中：V01=KvAP 0.75 Wt=KwAP 0.75As=KsAP 0.5根据选取的磁芯，查出（计算）出如下参数：Le ——磁芯有效磁路长度（cm ）； Wt ——磁芯重量（KG ）； Ml ——绕组平均匝长（cm ）。
式中：AP ——为Aw 和Ae 两面积乘积（cm 4）； PT ——变压器视在功率（w ）； Bw ——工作磁通密度（T ）； Fs ——开关工作频率（Hz ）； Ko ——窗口使用系数，一般取0.4；Kf ——波形系数，方波Kf =4.0，正弦波Kf =4.44； Kj ——电流密度比例系数； X ——与磁芯有关常数。
J= KjAP X带绕铁芯罐形铁芯KoKf FsBwKjPT ×10411 + XNp=（匝）Ip=(A)（A/cm 2）（cm ）（cm 2）（Ω）（W ）3、计算原边绕组匝数Np ：平均匝长计算如下图：4、计算原边电流I p ：5、计算电流密度J ：J=Kj （Aw · Ae ）X6、计算原边绕组裸线直径dP 和截面积Axp ：Ppcu = I p 2Rp 8、计算副边绕组匝数：dP=1.13※式中，在有中心抽头电路时，Ip 需乘0.707的修正因素，根据计算的dP 值选取初级导线，并查出带漆皮的线径、截面积和每cm 电阻（Ω/cm ）值。
高压高频变压器的研究与设计
2、选择磁芯材料和结构：选用铁氧体材料，E型结构。
3、计算线圈参数：初级线圈匝数400匝，线径0.5mm；次级线圈匝数200匝， 线径0.7mm；绝缘层厚度50um。
4、设计线圈骨架与绝缘层：采用层叠式线圈结构，增加机械强度和热稳定 性；绝缘层采用聚酰亚胺薄膜材料。
5、制作与测试：按照设计好的参数制作变压器，并进行空载损耗、负载损 耗、电压变换比、绝缘电阻等性能测试。测试合格后即可投入使用。
二、高压高频变压器的基本原理 与特点
1、高压高频变压器的原理
高压高频变压器利用磁耦合原理实现电压和电流的转换。简单来说，它是由 一个初级线圈和一个次级线圈组成，当交流电通过初级线圈时，会产生交变磁场， 这个磁场会感应到次级线圈，从而在次级线圈中产生电流。通过改变初级和次级 线圈的匝数比，可以实现对电压的变换。
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3、计算线圈参数
线圈是实现电压和电流变换的关键部分，需要根据设计目标计算出线圈的匝 数、线径、绝缘层厚度等参数。此外，还需要进行线圈的热设计，确保在额定负 荷下线圈的温度不超过允许值。
4、设计线圈骨架与绝缘层
根据线圈的参数，设计合适的线圈骨架和绝缘层。线圈骨架一般采用层叠式 结构，可以增加线圈的机械强度和热稳定性。绝缘层一般采用聚酰亚胺薄膜或聚 四氟乙烯薄膜等材料，可以防止匝间短路和漏电现象的发生。
1、明确设计目标
在设计高压高频变压器之前，首先要明确设计目标，包括电压变换比、工作 频率、最大负荷电流、体积大小等。
2、选择合适的磁芯材料和结构
磁芯是高压高频变压器的核心部件，其材料和结构对变压器的性能有着重要 影响。因此，要根据设计目标选择合适的磁芯材料和结构。常用的磁芯材料包括 铁氧体、坡莫合金等，结构形式有E型、罐型、环型等。
高频变压器的设计和分析
关键词
高频变压器
单端反激式
开关电源 文献标识码： Ａ 公式
中图分类号： Ｔ Ｍ４
１单端 反 激 式 开 关 电源 变 换 器
＾ ， ： ！
！ ！ 二 竺！
）
单端反激 式变压器 又称 电感储 能式变压 器，当高压开关 管Ｖ ＴＩ 被脉宽调Ｓ Ｊ ｔ （ Ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｗ试ｍＭｏ ｄ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｐ ＷＭ） 脉冲信 号
（ 【 ２ ） ｊ
可得 ， Ｌ ｐ ＝ ７ ５ ０ ｕ Ｈ；
其 中， Ｖ ｏ ｒ是副边折射到原边的反射 电压大 小为 １ ３ ５ ｖ Ｖｄ ｃ ｍｉ ｎ 为最小输入直流电压 ， 大小为 １ ２ ０ ｖ ： Ｖｄ ｓ 是开关管漏源 极 电压 ， 大小为 １ ０ ｖ ； 将 以上数据代入后，得到输入 占空比为 ５ ０ ％；开关 电源效率＝ ８ ０ ％；则所需要变压器面积乘积为 １ － ３ ｃ ｍ ２这里取 窗口面积利用系数 Ｋｗ＝ ０ ． ４ ； 电流密度 Ｊ － ４ ０ ０ Ａ ／ ｃ ｍ＾ ２ ； 磁感应强度 Ｂ ｍ＝ ０ ． ２ ５ ； 脉动电流和 峰值电流 比例系数为 Ｋ ｒ ｐ ＝ ０ ． ７ ； 由于骨架需要， 这里选择Ｅ Ｉ ４ ０磁
根据以上数据 分析可得 ： 原边绕组 Ｎ１用 ０ ． ５ ｍｍ 线径绕 ５ ０匝； 输 出绕组 Ｎ２用 ０ ． ８ ｍｍ线径双线， 并绕 １ ０匝； 反馈绕组 Ｎ３用 ０ ． ５ 线径绕 ９匝 。
３结 束 语
磁芯面积乘积 ： Ａ ｐ ｐ ＝ Ａ ｃ ＊ Ａ ｍ ＝ １ ． ４ ４ ＊ １ ． ６ ２ ＝ ２ ． ３ ３ ｃ ｍ ＾ ２ ；
２ － ３ 反馈绕组匝数的计算 根据公式 （ ４ ）可得 ， 反馈绕组匝数 Ｎ ２ ’ ＝ ８ ． ５ 匝，这里取
高频变压器设计8讲解
Rth为热阻。
由（3）式计算出的 B较高时，还受磁通密度偏移 Badm
所限制。对不等截面磁芯（如E型），在最小截面 Amin 处有较高
磁通密度。还必须按下式计算：
B
Badm
Am in
Ae
（4）
由（3）（4）所得的最小磁密偏移值即为可允许的磁密值。
2.2、磁芯
（4）材料性能因子（PF）fBmax
2.2、磁芯
（6）磁芯总损耗
剩余损耗
最近发现,当电源变压器磁芯工作在达MHz 频率时,剩 余损耗已占支配地位,采用细晶粒铁氧体已成功地缩小了 此损耗的贡献。对MnZn 铁氧体来说, 在MHz 频率出现铁 磁谐振,形成了铁氧体的损耗。最近有人提出, 当铁氧体的 磁导率随晶粒尺寸减小而降低时, Snoek 定律仍是有效的, 也就是说, 细晶粒材料显示出高的谐振频率,因此可用于更 高频率。另外,对晶粒尺寸小到纳米级的铁氧体材料研究 表明,在此频段还应考虑晶粒内畴壁损耗。
、 ：每柱上初、次级线圈的厚度 M ：漏磁势组数（不大于4）
2.3漏感和分布电容
2.3.2分布电容的计算（具体方法不做介绍）
变压器的分布电容由以下几部分组成：
各绕组对磁芯的分布 电容
c0
cd1
cd2
各绕组线匝之间的分
布电容
u1
绕组与绕组之间的分 布电容
各绕组上下层之间的 分布电容
改进PF可从降低材料高频损耗着手，已发现对
应材料PF最大值的频率与材料晶粒尺寸d、交流电
阻率 有关，如图4，考虑到涡流损耗与 关系，两者结果是一致的。
d2
之间的
2.2、磁芯
（5）热阻Rth
如何设计高频变压器
如何设计高频变压器随着现代电子技术的不断发展和应用，高频变压器在电子设备中扮演着重要的角色。
它是一种将交流电能从一种电压转换为另一种电压的装置。
本文将介绍如何设计高频变压器，包括选材、线圈设计等方面。
1. 选材在设计高频变压器时，选材是十分重要的一环。
首先，需要选择合适的铁芯材料。
铁芯材料的选择应考虑其磁导率、饱和磁感应强度和磁滞损耗等因素。
常见的铁芯材料有硅钢片、铁氧体等。
硅钢片具有低磁滞和低损耗的特点，适用于高频变压器。
其次，选用合适的绝缘材料，以确保电流不会产生泄露。
2. 线圈设计线圈是高频变压器中十分重要且复杂的组成部分。
在线圈设计时，需要考虑以下几个方面。
2.1 匝数计算高频变压器的输出电压与输入电压之间的比值取决于线圈匝数的比值。
因此，首先需要计算出所需的匝数比例。
匝数的选择也要考虑线圈的尺寸和结构。
2.2 线径选择线径的选择对线圈的电流承载能力和电阻有着重要影响。
通常情况下，高频变压器要求线圈电阻较小，因此选择较细的线径有利于减小电阻。
2.3 绝缘设计由于高频变压器在工作时会产生较高的电压，因此对线圈的绝缘设计尤为重要。
合适的绝缘材料和合理的绝缘结构可以确保线圈工作安全可靠。
3. 磁路设计磁路设计是高频变压器设计过程中的关键环节。
合理的磁路设计可以提高能量传输效率和减少能量损耗。
3.1 磁路长度磁路长度的选择对变压器磁感应强度和损耗有着重要影响。
通常情况下，较短的磁路长度有利于提高磁通密度和减小损耗。
3.2 磁路饱和磁路的饱和状态会导致能量损耗和变压器效率的降低。
因此，在设计过程中应合理选择铁芯的截面积和材料以避免饱和。
4. 温度控制高频变压器在工作过程中会产生一定的热量，因此需要进行有效的温度控制。
合适的散热设计和温度监测可以确保变压器的稳定工作。
综上所述，设计高频变压器需要考虑各种因素，包括选材、线圈设计、磁路设计和温度控制等。
只有综合考虑这些因素，并根据具体应用需求加以调整，才能得到高性能和高效率的高频变压器。
高频变压器设计
高频变压器设计
设计高频变压器需要考虑以下几个方面：
1. 选择合适的磁性材料：高频变压器需要使用高效的磁性材料，如铁氧体材料或软磁合金材料。
这些材料能够有效地吸收和传导高频电磁场。
2. 选择合适的线圈和绕组设计：高频变压器的线圈和绕组需要采用低电阻、低损耗的材料，并且绕组需要紧密结合，以减小电流的涡流损耗。
3. 根据设计要求确定变压器的参数：根据设计要求，确定变压器的输入电压、输出电压、功率等参数，以及变压器的工作频率，从而确定变压器的结构和尺寸。
4. 进行磁路设计：根据变压器的磁路特性，设计合适的磁路结构，包括铁芯的形状和尺寸，以及绕组的位置和布局。
5. 进行磁路和电路的仿真和优化：使用电磁仿真软件，对变压器的磁路和电路进行仿真和优化，以改善变压器的性能。
6. 进行变压器的制造和组装：根据设计要求，制造和组装变压器，包括绕线、绝缘、封装等步骤。
同时，对制造过程进行严格的控制和测试，以保证变压器的质量和性能。
7. 进行变压器的测试和调试：对制造好的变压器进行测试和调试，包括输出电压和功率的测试，以及变压器的效率和稳定性等性能的评估。
总之，设计高频变压器需要综合考虑磁性材料、线圈和绕组、磁路结构、电路仿真和优化等多个因素，以满足设计要求并提高变压器的性能。
高频变压器设计 (2)
高频变压器设计引言高频变压器是在高频电路中广泛使用的一种电子元件，它能够将电能从一个电路传递到另一个电路，同时改变电压的大小。
高频变压器在电力转换、通信设备、医疗设备等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍高频变压器的基本概念、工作原理和设计要点。
基本概念变压器的定义变压器是一种互感器，它是由两个或多个线圈（即初级线圈和次级线圈）共享同一个磁场而构成。
通过改变初级线圈与次级线圈的匝数比，可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
高频变压器的特点高频变压器与低频变压器相比，具有以下特点： 1. 工作频率高：高频变压器的工作频率通常在几十kHz至上百MHz之间，远高于50Hz的低频变压器。
2. 体积小：由于高频变压器的工作频率高，变压器的尺寸可以大大缩小，适用于紧凑型电子设备的应用。
3. 能量损耗大：由于高频变压器的工作频率高，导致变压器在传递电能过程中会发生更多的损耗，需要合理设计以降低能量损失。
4. 绝缘要求高：高频变压器中由于电磁感应作用，会产生高峰值的电压，对变压器的绝缘要求较高。
工作原理高频变压器的工作原理与低频变压器类似，都是基于电磁感应原理。
当交流电流通过初级线圈时，会在铁芯内产生一个交变磁场。
这个交变磁场通过铁芯传递到次级线圈中，从而诱导出次级线圈中的交流电流。
设计要点1. 确定变压器的需求在设计高频变压器之前，首先需要确定变压器的输入电压、输出电压和功率等需求。
根据这些需求来选择合适的铁芯材料和线圈匝数比。
2. 选择合适的铁芯材料铁芯材料在高频变压器设计中起着至关重要的作用。
常见的铁芯材料有铁氧体、磁性不良合金等。
选择合适的铁芯材料可以降低能量损耗，提高变压器的效率。
3. 计算线圈匝数比线圈匝数比的确定对于高频变压器的设计也是非常重要的。
通过合理的线圈匝数比，可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
4. 考虑绝缘问题由于高频变压器中存在较高峰值的电压，对于绝缘性能的要求也较高。
合理的绝缘设计可以确保变压器的安全性和稳定性。
高频变压器的设计与制造研究
高频变压器的设计与制造研究随着科技的发展和应用领域的扩大，高频变压器的需求也越来越大。
高频变压器广泛应用于电子设备、通信系统、能源转换和照明等领域，对其设计和制造的研究也越来越深入。
本文将探讨高频变压器的设计原理、制造工艺以及一些常见的优化方法。
一、高频变压器的设计原理高频变压器是一种能够将电能从一个电路传输到另一个电路的电气装置。
它由两个或多个绕组组成，通过磁性耦合将输入电压转换为所需的输出电压。
在高频电路中，由于信号频率较高，电感和电容的阻抗非常低，因此高频变压器需要采取一些特殊的设计原则。
首先，高频变压器的绕组应该采用低电阻、低电感的线材。
这样可以降低电阻和电感对高频信号的影响，减小能量损耗。
其次，高频变压器的铁芯材料要具有高导磁率和低损耗特性。
高导磁率可以提高变压器的能量转换效率，低损耗特性可以减少能量的损耗。
目前常用的铁芯材料有硅钢片、铁氧体和磁铁等。
另外，高频变压器的设计还需要考虑磁通分布的均匀性。
在设计过程中，可以采用空气间隙、屏蔽罩和磁剖面控制技术来改善磁通的均匀性，并减小漏磁损耗。
二、高频变压器的制造工艺高频变压器的制造工艺对其性能和使用寿命起着至关重要的作用。
下面介绍一些常见的制造工艺。
首先，绕线工艺。
高频变压器的绕线需要采用特殊的工艺，并使用绝缘材料进行绝缘处理。
绝缘材料可以防止绕线之间以及绕线与铁芯之间的电气短路，并提高变压器的耐电压能力。
其次，封装工艺。
高频变压器的绕线需要进行良好的封装，以防止环境因素对其性能的影响。
目前常用的封装材料有环氧树脂、氟塑料等，这些材料具有良好的绝缘性能和耐高温性能。
另外，测试工艺。
高频变压器在制造过程中需要进行一些必要的测试，以验证其性能和质量。
常见的测试项目包括耐压测试、电感测试和额定功率测试等。
这些测试可以保证高频变压器的安全可靠运行。
三、高频变压器的优化方法针对高频变压器在设计和制造过程中可能存在的问题，我们可以采取一些优化方法来改进其性能和效果。
(培训)高频变压器的设计
单端反激开关电源变压器设计单端反激开关电源的变压器实质上是一个耦合电感，它要承担着储能、变压、传递能量等工作。
下面对工作于连续模式和断续模式的单端反激变换器的变压器设计进行了总结。
1、已知的参数这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定，包括：输入电压V in、输出电压V out、每路输出的功率P out、效率η、开关频率f s(或周期T)、线路主开关管的耐压V mos。
2、计算在反激变换器中，副边反射电压即反激电压V f与输入电压之和不能高过主开关管的耐压，同时还要留有一定的裕量(此处假设为150V)。
反激电压由下式确定：V f=V Mos-V inDCMax-150V反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定。
所以确定了反激电压之后，就可以确定原、副边的匝比了。
N p/N s=V f/V out另外，反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态，根据在稳态下，变压器的磁平衡，可以有下式：V inDCMin•D Max=V f•(1-D Max)设在最大占空比时，当开关管开通时，原边电流为I p1，当开关管关断时，原边电流上升到I p2。
若I p1为0，则说明变换器工作于断续模式，否则工作于连续模式。
由能量守恒，我们有下式：1/2•(I p1+I p2)•D Max•V inDCMin=P out/η一般连续模式设计，我们令I p2=3I p1这样就可以求出变换器的原边电流，由此可以得到原边电感量：L p= D Max•V inDCMin/f s•ΔI p对于连续模式，ΔI p=I p2-I p1=2I p1；对于断续模式，ΔI p=I p2 。
可由A w A e法求出所要铁芯：A w A e=(L p•I p22•104/B w•K0•K j)1.14在上式中，A w为磁芯窗口面积，单位为cm2A e为磁芯截面积，单位为cm2L p为原边电感量，单位为HI p2为原边峰值电流，单位为AB w为磁芯工作磁感应强度，单位为TK0为窗口有效使用系数，根据安规的要求和输出路数决定，一般为0.2~0.4K j为电流密度系数，一般取395A/cm2根据求得的A w A e值选择合适的磁芯，一般尽量选择窗口长宽之比比较大的磁芯，这样磁芯的窗口有效使用系数较高，同时可以减小漏感。
脉冲变压器设计讲解
脉冲变压器设计目录前言 (1)1 脉冲变压器设计要求和原始数据 (3)1.1脉冲变压器计算程序设计要求 (3)1.2计算原始数据： (6)2 脉冲变压器的设计 (8)2.1线路的计算 (8)2.2绝缘的设计 (11)2.3铁心和绕组的选择 (14)2.3.1铁心的设计要求 (14)2.3.2铁心的去磁电路 (16)2.3.3 绕组的选择 (20)2.4脉冲变压器的脉冲的计算 (25)2.4.1 脉冲平顶降落的验算 (25)2.4.2 脉冲的前沿畸变验算 (26)2.4.3 脉冲后沿宽度的检查 (30)2.5脉冲变压器的整体结构 (31)2.6脉冲变压器的温升与经济指标 (34)2.6.1脉冲变压器的温升和经济指标 (34)2.6.2 脉冲变压器的温升和经济指标的验算 (35)3 脉冲变压器的试验 (38)3.1脉冲变压器的初次试验 (38)3.1.1 加压试验 (38)3.1.2 改变回路参数的试验 (39)3.1.3 “+／-极性”的试验 (39)3.2脉冲变压器的负荷试验 (40)3.2.1 脉冲波形的检查 (40)3.2.2 漏感和电容 (41)3.2.3 变比的测量 (42)总结 (43)致谢 (45)参考文献 (46)前言脉冲变压器是电子变压器一种特殊类型，它所变换的不是正弦电压，也不是交流方波，而是接近矩形的单极性脉冲；脉冲变压器现已极其广泛地应用于各种电子设备之中。
脉冲变压器与一般普通变压器的区别所有脉冲变压器其基本原理与一般普通变压器(如音频变压器、电力变压器、电源变压器等)相同，但就磁芯的磁化过程这一点来看是有区别的，分析如下:(1) 脉冲变压器是一个工作在暂态中的变压器，也就是说，脉冲过程在短暂的时间内发生，是一个顶部平滑的方波，而一般普通变压器是工作在连续不变的磁化中的，其交变信号是按正弦波形变化.(2) 脉冲信号是重复周期，一定间隔的，且只有正极或负极的电压，而交变信号是连续重复的，既有正的也有负的电压值。
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深入学习高频脉冲变压器的设计
但凡真正的KC人，都有不同程度的偏执，对一个问题不摸到根源绝不罢手—ehco
脉冲变压器属于高频变压器的范畴，与普通高频变压器工况有别。
脉冲变压器要求输出波形能严格还原输入波形，前后沿陡峭，平顶斜降小。
在众多的制作实践中，随处可见脉冲变压器的身影。
例如DRSSTC中的全桥驱动GDT（Gate Driving Transformers门极驱动变压器），感应加热电路中的GDT等等，相信KCer对其功能和重要性都有一定了解。
但谈到如何具体设计一个符合规格的脉冲变压器，相信也还有不少人停留在简单的匝比计算或是经验设计层面，没有深入地研究。
每每遇到磁芯的选择，匝数、线材的确定时，都无从下手。
本文针对这些问题，在高压版black、ry7740kptv、山猫等大神的鼓舞下，将本人的学习心得形成图文与大家分享，旨在抛砖引玉。
因本人水平有限，如若存在错漏，望斧正为谢。
下面从一个简易的GDT驱动电路说起
上图中，T1为脉冲变压器，当初级（左侧）为上正下负时，右侧输出上正下负信号，该信号通过D3、D4、C23、RG，给IGBT的Cge充电，当充电电压达到V
GE（ON）
时IGBT的C、E开通，并且C23充电，C23的充电电压被D5钳制在8V。
当T1输入为上负下正时，D3反向截止，T1的输出被阻断。
在R15偏置电阻提供的偏流下，C23存储的电压构成反偏，迅速抽干Cge 存储的电荷，使IGBT快速关断。
那么，根据实测值或相关厂商数据，有以下已知数据。
1、IGBT型号：IKW50N60T
2、开关频率f
s
：50KHz
3、栅极正偏电压+V
GE
：+15V
4、栅极反偏电压-V
GE
：-8V
5、脉冲变压器初级侧驱动电压：+24V
6、单个IGBT驱动电压占空比D：0.46
7、栅极电阻R
G
：10Ω
8、IGBT管内栅极电阻R
g
：0Ω
9、三极管饱和压降：Vces=0.3V
10、二极管压降：V
DF
=0.55V
11、GDT效率η：90%
一、计算IGBT驱动所需的峰值电流I
GPK
I
GPK =（+V
GE
-（-V
GE
））/R
G
+R
g
=23/5.1=2.3A
二、计算次级电流有效值I
srms
I srms =I GPK D^0.5=2.3×0.68=1.56A
三、计算次级单个绕组输出功率P s
Ps=V s I srms =（+V GE +V DF +（R G +R g ）I srms ）I srms
=(+15+0.5+(10+0)×1.56)×1.56=48.5W
四、计算初级输入功率Pi ，因为该电路中，一个变压器含2个相同的输出绕组，所以 Pi=2Ps/η=2×48.5/0.9=107.8W
五、计算脉冲变压器初、次级总功率Pr 。
（注意，根据变压器功率守恒，总功率等于输入功率等于输出功率，但这里计算总功率是为了计算线圈占据的空间或窗口面积使用，不要混淆了）
P T =2Ps+Pi=2×48.5+107.8=203.8W
六、计算GDT 所用磁芯尺寸
磁芯尺寸用Ap 来表示，Ap=A w A e ，其中Aw 为磁芯窗口面积，Ae 为磁芯有效截面积。
根据
磁芯选择的条件，该电路使用PC40锰锌软磁铁氧体材质的G 型磁罐，以提高脉冲响应带宽，减少磁泄露。
如上表，允许温升为25℃时，磁罐的电流密度系数Kj=433，结构常数X=-0.17。
对于PC40材质，查得饱和磁通密度为Bmsat≈560mT=0.52T
当f<50kHz时, Bmax=0.5Bmsat
当f<100kHz时, Bmax=0.4Bmsat
当f<500kHz时, Bmax=0.25Bmsat
当f<1MHz时, Bmax=0.1Bmsat
那么本电路中设计工作频率为50KHz，而且磁芯为单象限工作，所以取工作磁通密度Bw=Bmax=0.4Bmsat=0.4×0.52T=0.208T
根据磁芯尺寸计算公式
A
p =（P
T
×10^4/K
K
f
f
s
B
w
K
j
）^(1/1+X)
得出Ap=0.217cm4，那么，只要所选的磁芯Aw与Ae的乘积低于Ap 0.217cm4即可。
下面来看磁芯选型表，下表是P型磁罐的参数（找不到G型的，P型类似），对于EE，EI，磁环等磁芯的选型见附表。
从上表参数计算得出，P23/18磁罐的Ap=0.36cm4，P23/18的Ap为0.18cm4，因此选用与P23/18尺寸接近的G22/13磁芯。
七、计算初级绕组匝数Np
Np=Vin×10^4/4B
W f
s
A
e
=24×10E4/（4×0.21×50×10^3×0.58）=9.85T 为避免低频时饱
和，取Np=15T
八、计算次级绕组匝数Ns
Ns=（+V
GE +V
DF
+R
G
I
srms
）N
p
/（V
in
-V
ces
）注：这里的Vces为初级驱动图腾三极管的饱和压降，
如果采用MOS图腾，则为0.
Ns=（15+0.55+10×1.56）×12/（24-0）=19.5T 此处取20T
九、计算脉冲变压器初级电流有效值Iprms
Iprms=（Ns/Np）Isrms=（20/15)×1.56=2.08A
十、计算电流密度J
J=K
j A
p
X=433×0.58-0.17=475A/cm2
取J=4.5A/mm2
十一、计算脉冲变压器初级、次级绕组线径dp、ds及截面积Sp、Ss dp=1.13（I
prms
/J）0.5=0.77mm
Sp=0.785dp2=0.465mm2
ds=1.13（I
srms
/J）0.5=0.67mm
Ss=0.785dp2=0.352mm2
十二、线材的选择
为减小高频电流趋肤效应对铜芯有效截面积的损耗，这里选用涤纶外层包裹的0.1mm多股漆包线绕制，单芯截面积为0.00785mm2，那么初级线圈应选用(0.465/0.00785)=59股，这里取60股的绞合线；次级线圈应选用(0.352/0.00785)=44.8股，这里取40或50股的绞合线。
至此，一个符合规格的GDT已设计完成。
最后，再谈一谈脉冲变压器容易出现的一些问题。
一是边沿振铃，这个现象主要是因为变压器绕制工艺造成的漏感，以及PCB布线的等效电感与容性负载发生高频高频阻尼谐振而产生；二是边沿过冲，主要是由于变压器漏感在快速关断的情况下，电流不连续导致的瞬间自感高压。
因此对于脉冲变压器应该尽量减小漏感的存在，可以采取以下几种方法。
一、采用高磁导率的磁芯，例如锰锌铁氧体，镍锌铁氧体（1M以上适用），磁导率越高，匝数恒定的情况下，可以获得更高的励磁电感Lm，能有效减小信号的平顶斜降；
二、采用磁路闭合程度高的磁芯结构，例如G型磁罐、磁环等，磁路闭合好，不仅可以屏蔽自身对外界的干扰和外界对自身的干扰，还能有效地减小漏感，从而减小过冲和振铃。
三、初、次级线圈应并绕，尽量减小分布电容
四、脉冲变压器的输出引线应尽量缩短，一般少于10mm。
而且同一绕组的两根输出引线应该尽量靠近或双绞引出磁芯。
五、连接脉冲变压器的PCB走线应尽量短，PCB走线不应该靠近磁芯部分，避免生成1T 电感。
六、根据脉冲变压器的传输特性，可知信号传输过程中的平顶斜降为△=(Ton/Lm)(RL″)×100%，Ton为高电平持续时间，Lm为初级励磁电感（次级开路时初级的电感量），RL″为次级负载等效到初级后的阻抗与驱动图腾输出阻抗的并联值。
由此可知，减小驱动电路的内阻（将三极管图腾换为MOS图腾）和增加初级绕组匝数能有效减小平顶斜降。
----魏广寅。