高频变压器的设计hao

合集下载

高频变压器的设计公式

高频变压器的设计公式电源高频变压器的设计方法简介设计高频变压器是电源设计过程中的难点，下面以反应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：1、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，电流会到达峰值，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，那么上式为：Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax其中： V in ：直流输入电压，VLp ：高频变压器初级电感值，mHIpp ：变压器初级峰值电流，ADmax：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：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)其中：Vin(min)=1.4*Vacin(min)-20V(直流涟涉及二极管压降)=232V，取最大工作周期系数Dmax=0.45。

那么：Ipp=Ic=2*Pout/(Vin(min)*Dmax)=2*70/(232*0.45)=1.34A当功率管导通时，集极要能承受此电流。

2、求最小工作周期系数Dmin 在反应式电流不连续电源中，工作周期系数的大小由输入电压决定。

Dmin=Dmax/[(1-Dmax)*k+Dmax]其中：k=Vin(max)/Vin(min)Vin(max)=260V*1.4-0V(直流涟波)=364V，假设允许10%误差，Vin(max)=400V。

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。

怎样设计高频变压器

怎样设计高频变压器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。

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，在较大输出功率时，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、较简外围电路、较佳性能指标等优点，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。

高频变压器的设计

组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕
一半原绕组的排列形式，这样有利于减小漏感。
2020/7/15
8
5.组装结构：
高频电源变压器组装结构分为卧式和立式两种。如果
选用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯，都采用卧式组
装结构。
6.温升校核：
温升校核可以通过计算和样品测试进行。实验温升低
于允许温升15度以上，适当增加电流密度和减小导线
2020/7/15
2
2.磁芯结构选择磁芯结构时考虑的因数有：降低漏磁和漏感，
增加线圈散热面积，有利于屏蔽，线圈绕线容易，装配接线方便等。
漏磁和漏感与磁芯结构有直接关系。如果磁芯不需要气隙，则尽可能采用封闭的环形和方框型结构磁芯。
2020/7/15
3
2020/7/15
4
3.磁芯参数：磁芯参数设计中，要特别注意工作磁通密度不只是受磁化曲线限制，还要受损耗的限制，同时还与功率传送的工作方式有关。磁通单方向变化时：ΔB=Bs-Br，既受饱和磁通密度限制，又更主要是受损耗限制，（损耗引起温升，温升又会影响磁通密度）。工作磁通密度Bm=0.6～0.7ΔB 开气隙可以降低Br,以增大磁通密度变化值ΔB，开气隙后，励磁电流有所增加，但是可以减小磁芯体积。对于磁通双向工作而言：最大的工作磁通密度Bm，ΔB=2Bm。在双方向变化工作模式时，还要注意由于各种原因造成励磁的正负变化的伏秒面积不相等，而出现直流偏磁问题。可以在磁芯中加一个小气隙，或者在电路设计时加隔直流电容。
●高频变压器设计程序： 1.磁芯材料 2.磁芯结构 3.磁芯参数 4.线圈参数 5.组装结构 6.温升校核
2020/7/15
1
1.磁芯材料软磁铁氧体由于自身的特点在开关电源中应用很广泛。

开关电源高频变压器计算设计

要制造好高频变压器要注意两点：一是每个绕组要选用多股细铜线并在一同绕 ,不要选用单根粗铜线 ,简略地说便是高频交流电只沿导线的表面走 ,而导线内部是不走电流的实习是越挨近导线中轴电流越弱 ,越挨近导线表面电流越强。

选用多股细铜线并在一同绕 ,实习便是为了增大导线的表面积 ,然后更有效地运用导线。

二是高频逆变器中高频变压器最好选用分层、分段绕制法 ,这种绕法首要目的是削减高频漏感和降低分布电容。

1、次级绕组：初级绕组绕完，要加绕 (3~5 层绝缘垫衬再绕制次级绕组。

这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，契合绝缘耐压的需求。

减小变压器初级和次级之间的电容有利于减小开关电源输出端的共模打扰。

若是开关电源的次级有多路输出，而且输出之间是不共地的为了减小漏感，让功率最大的次级接近变压器的初级绕组。

若是这个次级绕组只要相对较少几匝，则为了改善耦合状况，仍是应当设法将它布满完好的一层，如能够选用多根导线并联的方法，有助于改善次级绕组的填充系数。

其他次级绕组严密的绕在这个次级绕组的上面。

当开关电源多路输出选用共地技能时，处置方法简略一些。

次级能够选用变压器抽头方式输出，次级绕组间不需要采用绝缘阻隔，从而使变压器的绕制愈加紧凑，变压器的磁耦合得到加强，能够改善轻载时的稳压功能。

2、初级绕组：初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。

通常状况下，变压器的初级绕组被规划成两层以下的绕组，可使变压器的漏感为最小。

初级绕组放在最里边，使初级绕组得到其他绕组的屏蔽，有助于减小变压器初级绕组和附近器材之间电磁噪声的相互耦合。

初级绕组放在最里边，使初级绕组的开始端作为衔接开关电源功率晶体管的漏极或集电极驱动端，可削减变压器初级对开关电源其他有些电磁打扰的耦合。

3、偏压绕组：偏压绕组绕在初级和次级之间，仍是绕在最外层，和开关电源的调整是依据次级电压仍是初级电压进行有关。

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。

高频变压器的设计方法和分布参数模型介绍

Dianqi Gongcheng yu Zidonghua ♦电气工程与自动化高频变压器的设计方法和分布参数模型介绍陈尊杰1夏书生1钱峰1田煜2金平2(1.国网新源水电有限公司新安江水力发电厂，浙江杭州311608；2•河海大学，江苏南京210000)摘要:随着用户对用电质量和安全可靠性的要求越来越高，加上当前对变压器小型化、轻便化的要求，传统电力变压器已不能满足社会发展的需求。

研究表明，通过电力电子技术和变压器的，可传统压器质量大陷’高频变压器作为电力电子变压器(PET )的核心器件，传的作用，在未来有着很大的发展空间’现主要介绍高频变压器的设计方法和型,对高频压器损耗和有重要作用°关键词：电力子变压器(PET )；高频变压器型0引C来，可能有高和可电能质量等优点的电力电子变压器(Power Electronic Trans former ， PET )，为能网的的研究叭高频压器PET 的核，的高频压器性能的，的高频压器和效率’因此，高频压器的和型，研Z °1电力电子变压器介绍1997年，来自美国德州农工大学的Moonshik Kang 博士设AC /AC的PET ，压器的能 1示’ 其样机启发，研究人员大都认可这既能降低变压器的和重量，还备更高的传能力和的"2#°中高压交流DCAC低压交流AC/DC ACZAC高频交流高频变压器高频交流直流端口图1基于AC /AC 变换的PET 结构图2高频变压器的设计压器时，既要考虑能的难易，也要考虑建造、运行与维修成本，工作性能素’成本素包括压器的和量、材料艺的经济性，工作性能素压器的输出、最高工作、特温环境应用时可允许的最大温升’常用的软件自动、面 AP 、几何系KG 都能满足压器的要求’软件，只需要 .压器参，便可通过内置算动进行，简单便’但本文的研究对象不是传统压器，使用材料不软件库中，难使用软件高频压器’ 相对,AP 有成型的计算过程和论依据，不材料限制，也更常用，本文选择AP高频压器’2.1磁芯材料选择及其尺寸计算根据额压！N 、流"n 和磁通密度#m ，结合Ansys 仿真来选择磁芯材料。

高频电源变压器的设计原则

高频电源变压器的设计原则概述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。

其中成为一大难点的高频电源变压器，更需要在这方面下功夫。

所以高频电源变压器的“设计要点”，性能，成本，如果能认真考虑一下高频电源变压器的设计原则，追求更好的性能价格比，传送不到10V A的单片开关电源高频变压器，应当设计出更轻、薄、短、小的方案来。

高频变压器设计

高频变压器设计单端反激式开关电源中，高频变压器的设计是设计的核心。

高频变压器的磁芯一般用锰锌铁氧体，EE 型和EI 型，近年来，我国引进仿制了汤姆逊和TDK 公司技术开发出PC30,PC40高磁导率，高密度几个品种。

一、计算公式单端反激式开关电源是以电感储能方式工作，反激式公式推导：首先要计算出整流后的输入电压的最大值和最小值，如交流输入电压AC V （160~242V ），窄限范围；AC V （85~265V ），宽限范围。

整流后直流电压DC V =1.4*AC V （224~338V ）窄限范围；DC V =1.4AC V （119~371V ），宽限范围。

整流后直流纹波电压和整流桥压降一般取20V ，和滤波电容有关。

（1）初级峰值电流p I集电极电压上升率p in p cI V L t = (c t 电流从0上升到集电极电流峰值作用时间)取max1c ft D =min max**p p in L I f V D =公式中，min in V ：是最低直流输入电压，V ； p L ：变压器初级电感量，H ；f ：开关频率，Hz ；输出功率等于存储在每个周期内的能量乘以工作频率。

21***2out p p P L I f =经进一步简化，就可以得到变压器初级电流峰值为min max2**outp c in P I I V D ==(2)初级电感量p L因为电感量*V S H I =(max D S f= ；1V*1S1mH=1A ) min max p L *in p V D I f=（3）关于最小占空比min D 和最大占空比max D最小占空比和最大占空比的设计可根据输入电压变化范围和负载情况合理决定，在输入电压比较高的情况下，如400VDC ，max D 可选0.25以下；在输入电压比较低的情况下，如110VDC , max D 可选0.45以下；max minin in V K V =；maxmin max max (1)*D D D K D =-+（4）磁芯的选择磁芯输出功率和磁芯截面积的经验关系式为(0.1~e A ≈对于磁芯EI16~EI40,系数一般按0.1~0.15计算。

高频变压器设计

高频变压器设计———领料———工程图及作业指导书确认———一次侧绕线———一次侧绝缘———二次侧绕线———二次侧绝缘———焊锡———铁粉芯研磨———铁粉芯组装———加工铜箔———半成品测试T1———电感值测试———漏电感值测试———直流电阻测试———相位测试———圈数比测试———高压绝缘测试———凡立水处理(真空含浸) ———阴乾处理———烤箱烤乾处理———加包外围胶带———整脚处理———切脚处理———贴危险标签及料号标签———外观处理———成品电气测试T——电感值测试——漏电感值测试——相位测试——圈数比测试——高压绝缘测———QA至终检区——尺寸外观检查电气测试装箱———入库2.低频变压器制作流程图.———领料———工程图确认及作业指导书———一次侧绕线———一次侧绝缘———二次侧绕线———二次侧绝缘———引线组装及焊锡———半成品断线测试T1 ———线架组装及矽钢片组装———矽钢片补片敲平———铁带组装———半成品测试T2电压测试电流测试高压绝缘测试———凡立水处理(真空含浸) ———阴乾处理———烤箱烤乾处理———加包外围胶带———整脚处理———切脚处理———贴危险标签及料号标签———外观处理———成品电气测试T3电压测试电流测试高压绝缘测试———QA至终检区--—尺寸外观检查电气测试装箱———入库3.圆盘制作流程图.———领料———工程图确认及作业指导书———铁芯加工———固定铁芯———绕线———固定———上线盘———刷凡立水———阴乾———剪线———剥漆———上套管，端子———焊锡———外观———贴标签———包装———入库4.ADAPTOR制作流程图.———领料———工作指令及作业指导书确认———插件———焊锡———切脚———补焊———焊DC CORD ———剪DC线头———清理PCB板———折PCB板———PCB板测试T1 ———焊次级至PCB ———焊初级至AC PIN ———半成品电气测试T2 ———组装CASE ———超音波封壳———成品电气测试T3———贴铭板———尺寸外观检查———装箱———FQC检验———入库5. T CORE线圈制作流程图.———领料———工程图确认及作业指导书———裁线———钩线———上底座———压脚.整脚———焊锡———半成品测试T1 ———含浸处理———阴乾处理———烘烤处理———冷却处理———剪脚———外观———成品测试T2 ———包装———FQC检验———入库6. R CORE线圈制作流程图.———领料———工程图确认及作业指导书———卷线———焊锡———上铁芯(点A.B胶) ———烤胶———上套管(或含浸处理)———烘烤套管(或烤乾凡立水) ———切脚———外观———测试T1 ———包装———FQC检验———入库7. DR CORE线圈制作流程图.———领料———工程图确认及作业指导书———绕线———理线压脚———焊锡———上套管———烘烤套管———切脚———外观———测试T1 ———包装———FQC检验———入库高频变压器设计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。

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。
ห้องสมุดไป่ตู้
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。

单端反激式开关电源高频变压器设计

单端反激式开关电源高频变压器设计
设计单端反激式开关电源高频变压器需要考虑以下几个方面：
1.功率需求：根据要供电设备的功率需求确定变压器的功率等级。

功
率等级的选择可以根据所需的输出电压和电流来确定。

2.材料选择：变压器的高频特性对材料的选择提出了更高的要求。

一
般来说，变压器的磁芯可以选择铁氧体材料，而线圈通常采用绝缘导线或
绝缘线圈。

3.匝数计算：根据所需的变比和功率计算变压器的匝数。

变压器的变
比决定了输入电压与输出电压之间的关系。

4.磁芯设计：根据功率需求和工作频率选择合适的磁芯。

对于高性能
的单端反激式开关电源变压器，常用的磁芯材料是高磁导率的铁氧体。

磁
芯的选择应该考虑到磁芯的饱和磁通密度和磁滞损耗。

5.线圈设计：线圈的设计需要考虑到功率损耗和电流密度。

线圈的匝
数和截面积应该经过适当的计算，以确保所需的功率传输和高频特性。

6.耦合系数：在单端反激式开关电源高频变压器设计中，耦合系数是
一个非常重要的参数。

耦合系数的选择影响变压器传递功率的能力和工作
效率。

7.绝缘层设计：绝缘层是为了保护线圈和磁芯，防止绝缘电流的泄漏。

绝缘层的设计需要考虑到工作频率、工作温度和绝缘强度。

8.浪涌保护：在设计变压器时，还需要考虑到浪涌保护的问题。

使用
合适的浪涌抑制器可以有效地保护变压器免受浪涌电流的破坏。

以上是单端反激式开关电源高频变压器设计的一些关键方面。

在实际设计中，还需要进行详细的计算和仿真，以确保设计符合要求并能够实现高效率和高性能的电源变压器。

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。

高频变压器的设计hao

dwp 1.13*
I prms J
0.346mm
用两根直径为0.18mm线并绕，或者用AWG #28单股线
2019/5/3
25
次级线径：
dwp 1.13*
I0 J
1.0mm
用4根直径为0.25mm（AWG #31）的线并绕。电流趋肤深度的计算
76.5* fs *1000 0.31mm dWH * 2*0.9 0.558mm
2019/5/3
17
设计变压器主要有很两种方法：面积积AP法 AP：磁芯截面积Ae与线圈有效窗口面积Aw的乘积。
PT-变压器的计算功率
Ae-磁芯有效截面积
Aw-磁芯窗口面积
Ko-磁芯窗口利用系数，典型值为0.4
Kf-波形系数，方波为4，正弦波为4.44 Bw-磁芯的工作磁感强度
Fs-开关工作频率 Kj-电流密度系数，取395A/cm2
2019/5/3
14
变压器或者电感根据在拓扑结构中的工作方式分为三大类：1、直流滤波电感工作状态，电感磁芯只工作在一个象限。属于这类工作状态的电感有Boost电感、Buck电感、Buck/boost电感、正激以及所有推挽拓扑变换器输出滤波电感、单端反激变换器变压器；
2、正激变换器中的变压器，磁芯也只工作在一个象限，但变压器要进行磁复位。
度在200℃以上，但是变压器的实际工作温度不应高于80℃，这是因为在100℃以上时，其饱和磁通密度Bs已跌至常温时的70％。因此过高的工作温度会使磁心的饱和磁通密度跌落的更严重。再者，当高于100℃时，其功耗已经呈正温度系数，会导致恶性循环。对于R2KB2材料，其允许功耗对应的温度已经达到110℃，居里温度高达240℃，满足高温使用要求。

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200k Hz。

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B s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B s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EI2 8来绕制本例中的脉冲变压器。