高频变压器设计规范

东莞市X X科技股份有限公司
东莞市X X电子有限公司
文件名称：高频变压器设计规范
档编号：R&D-OD-030
版本：A0
生效日期:2015-01-21
档正式审批
编制部门编制审核批准标准化研发部
东莞市X X科技股份有限公司东莞市X X电子有限公司文件编号R&D-OD-030版次A
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相关部门会签：
部门意见签名日期部门意见签名日期生产技术部品质部
人力资源部生产部
研发工程部财务部
文控中心销售部
采购部物控部
总经办仓储部
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经总经理批准，不得外借、复印或用于其他目的。

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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码3/76
1.0目的
本规范用于指导变压器工程师根据开关电源产品的功能、环境条件和载荷条件及用户的特殊要求进行变压器设计，保证开发设计出的产品符合市场需求，满足客户的要求，同时具有合理的工艺性、良好稳定的质量，适合本公司生产，提高工作效率，具有较高的性价比。

2.0适用范围
适用于研发部所有开关高频变压器设计工作。

3.0定义
变压器的功能：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压
4.0职责
高频工程师按照本“高频变压器设计规范”进行设计。

5.0流程图
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6.0设计举例
6.1相关规格取得
例:60watts ADAPTER POWER MAIN X'FMR
INPUT:90~264Vac47~63HZ;
OUTPUT:DC19V0~ 3.16A;Vcc=12VDC0.1A
η≧0.83;f s=70KHZ;Duty cylce over50%
△t≦40o(表面)@60W;X'FMR限高21mm.
CASE Surface Temperature≦78℃.
Note:Constant Voltage&Current Design(UC3843AD)
6.2选择CORE材质,确定△B
本例为ADAPTER DESIGN,由于该类型机散热效果差,故选择CORE材质应考量高Bs,低损耗及高μi材质,结合成本考量,在此选用Ferrite Core,以TDK之PC40or PC44为优选,对比TDK DATABOOK,可知PC44材质单位密度下铁损Pcv明显低于PC40,最后确定应用PC44材.相关参数如下:
μi=2400±25%Pvc=300KW/m2@100KHZ,100℃
Bs=390mT Br=60mT@100℃Tc=215℃
为防止X'FMR出现瞬态饱和效应,此例以低△B设计.
选△B=60%Bm,即△B=0.6*(390-60)=198mT≒0.2T
6.3确定Core Size和Type.
6.3.1求core AP以确定size
AP=AW*Ae=(Pt*104)/(2ΔB*fs*J*Ku)
=[(60/0.83+60)*104]/(2*0.2*70*103*400*0.2)=0.59cm4
式中Pt=Po/η+Po传递功率
J:电流密度A/cm2(300~500)
Ku:绕组系数0.2~0.5.
6.3.2形状及规格确定.
形状由外部尺寸,可配合BOBBIN,EMI要求等决定,规格可参考AP值及形状要求而决定,结合上述原则,查阅TDK之DATA BOOK,可知RM10,LP32/13,EPC30均可满足上述要求,但RM10和EPC30可用绕线容积均小于LP32/13,在此选用LP32/13PC44,其参数如下:
Ae=70.3mm2Aw=125.3mm2AL=2630±25%le=64.0mm
AP=0.88cm4Ve=4498mm3Pt=164W(forward)
6.3.3估算临界电流IOB：
本例以IL达80%Iomax时为临界点设计变压器.
即:IOB=80%*Io(max)=0.8*3.16= 2.528A
6.3.4求匝数比n
n=[VIN(min)/(Vo+Vf)]*[Dmax/(1-Dmax)]VIN(min)=90*√2-20=107V =[107/(19+0.6)]*[0.5/(1-0.5)]
=5.5≒6
匝比n可取5或6,在此取6以降低铁损,但铜损将有所增加.
CHECK Dmax
Dmax=n(Vo+Vf)/[VINmin+n(Vo+Vf)]
=6*(19+0.6)/[107+6*(19+0.6)]=0.52
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6.3.11.4估算铜窗占有率.
0.4Aw≧Np*rp*π(1/2dwp)2+Ns*rs*π(1/2dws)2+Nvcc*rv*π(1/2dwv)2
0.4Aw≧60*2*3.14*(0.35/2)2+10*6*3.14+(0.4/2)2+7*3.14*(0.18/2)2
≧11.54+7.54+0.178=19.26
0.4*125.3=50.12
50.12>19.26OK
6.3.12估算损耗、温升.
6.3.12.1求出各绕组之线长.
6.3.12.2求出各绕组之RDC和Rac@100℃
6.3.12.3求各绕组之损耗功率
6.3.12.4加总各绕组之功率损耗(求出Total值)
如:Np=60Ts,LP32/13BOBBIN绕线平均匝长 4.33cm
则lNP=60*4.33=259.8cm
Ns=10Ts
则lNS=10*4.33=43.3cm
Nvcc=7Ts
则lNvc=7*4.33=30.31cm
查线阻表可知:Φ0.35mm WIRE RDC=0.00268Ω/cm@100℃
Φ0.40mm WIRE RDC=0.00203Ω/cm@100℃
Φ0.18mm WIRE RDC=0.0106Ω/cm@100℃
R@100℃= 1.4*R@20℃
求副边各电流值.已知Io= 3.16A.
副边平均峰值电流:Ispa=Io/(1-Dmax)= 3.16/(1-0.52)= 6.583A
副边直流有效电流:Isrms=√〔(1-Dmax)*I2spa〕=√(1-0.52)*6.5832= 4.56A
副边交流有效电流:Isac=√(I2srms-Io2)=√(4.562-3.162)= 3.29A
求原边各电流值:
Np*Ip=Ns*Is
原边平均峰值电流:Ippa=Ispa/n= 6.58/6= 1.097A
原边直流有效电流:Iprms=Dmax*Ippa= 1.097*0.52=0.57A
原边交流有效电流:Ipac=√D*I2ppa= 1.097*√0.52=0.79A
求各绕组交、直流电阻.
原边:RPDC=(lNp*0.00268)/2=0.348Ω
Rpac= 1.6RPDC=0.557Ω
副边:RSDC=(lNS*0.00203)/6=0.0146Ω
Rsac= 1.6RSDC=0.0243Ω
Vcc绕组:RDC=30.31*0.0106=0.321Ω
计算各绕组交直流损耗:
副边直流损:PSDC=Io2RSDC= 3.162*0.0146=0.146W
交流损:Psac=I2sac*Rsac= 3.292*0.0234=0.253W
原边直流损:PPDC=Irms2RPDC=0.572*0.348=0.113W
交流损:Ppac=I2pac*Rpac=0.792*0.557=0.348W
忽略Vcc绕组损耗(因其电流甚小)Total Pp=0.461W
总的线圈损耗:Pcu=Pc+Pp=0.399+0.461=0.86W
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6.3.12.5计算铁损PFe
查TDK DATA BOOK可知PC44材之△B=0.2T时,Pv=0.025W/cm2
LP32/13之Ve= 4.498cm3
PFe=Pv*Ve=0.025* 4.498=0.112W
6.3.12.6Ptotal=Pcu+PFe=0.6+0.112=0.972W
6.3.12.7估算温升△t
依经验公式△t=23.5PΣ/√Ap=23.5*0.972/√0.88=24.3℃
估算之温升△t小于SPEC,设计OK.
6.3.13结构设计
查LP32/13BOBBIN之绕线幅宽为21.8mm.
考量安规距离之沿面距离不小于6.4mm.
为减小LK提高效率,采用三明治结构,其结构如下:
X'FMR结构:
7.0安规介绍与要求
7.1安规的意义：
7.1.1防人身触电。

7.1.2防人身受过高温危害。

7.1.3防人身受辐射危害。

7.1.4防人身受爆炸危害。

7.1.5防人身受机械不稳定和运动部件危害。

7.1.6防火。

7.2安规的作用：
7.2.1它是为保障因为器件的漏电或起火而引起对人身安全和财物安全造成的危害。

7.2.2它是出入各国境内的通行证。

7.2.3它是一个产品的质量认证。

7.3安规标准.标志的认识
7.3.1国内.CQC自愿认证.GB8898.GB4943.(开关电源)CQC由原来的长城认证和中国质检委员会重新组合成立的负责产品认证的质检机构，分自愿认证的CQC和强制认证的CCC两个大的部门。

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7.3.2境外.UL.TUV.VDE.CE.CB.CSA 认证UL 认证由美国UL 公司颁发，CSA 认证由加拿大CSA
公司颁发，他们之间的标准基本等同，申请UL 可同时获得CSA 认证。

CB 认证国际电工认证，成员国即可。

UL1423–UL1411,EN61558,EN60950(开关电源).UL6500E211706,E233230（BCK42E894B）GS 安全认证由德国TUV.VDE 机构颁发.(自愿)（市场营销工具），CE 安全认证由欧盟机构颁发.(强制)（进入市场门户）。

7.3.3认证范围分两部分：产品的认证和质量体系的认证（即ISO 系列质量认证）。

产品认证
又分为安全认证和电磁兼容认证（EMI 和EMC）现在生产产品时要注意两个方面：电气性能和产品安全性能。

7.3.4标志通过安规检查后，要在产品上面加贴认证标识，不贴等于没认证。

贴识不正确，又
会罚款。

亚洲认证
中国CCC 认证
认证标志
强制是
CQC 认证否
BSMI 认证是
日本
PSE 认证
是
S-Mark 认证否
韩国
KC-Mark 认证
是
KCC 认证是EMC，无
标志有号码
新加坡PSB 认证
是
新加坡直接使用IEC 标准，需要当地代理商。

一张证书型号一般是1个型号。

大部份当地代理商的都是主要以下2个作用：申请证书有要求。

有问题可在当地找到相关公司做退换货等中转服务。

相关工作最终还是由生产厂处理！
马来西亚SIRIM 认证是
印度BIS/STQC 认证否
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以色列SII 认证是
美洲认证
美国
FCC 认证
认证标志
强制是
UL 认证
否
ETL 认证
美国能源部
否
DOE 认证是CEC 认证
美国加利福尼亚能
源委员会
是
UL 信用等级为32万人民币额度。

CQC A 级企业。

TUV-RH,TUV-SUD 等机构VIP 客户。

UL,ETL 等都是自愿性认证。

但沃尔玛，家乐福等要求无UL 认证产品不予上架。

UL 费用特别贵一般6万，ETL4万，因UL 是保险商试验所，美国标准制定重要成员。

加州能效法规规定,所有进入加州销售或中转的产品必须由其授权的实验室测试并经由CEC 备案认可。

BCS 需要电源，电池，充电电路等
加拿大CSA 认证是
阿根廷IRAM 认证是
巴西ICBr 认证否
墨西哥NYSEANCE 认证是
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欧洲认证
欧盟
E-Mark 认证
认证标志
强制是
CE （-LVD）认证
是IECEE(EMC)是ERP（278指令）能
效
是
德国
GS 认证GS 是管控商标的
否国际
CB 认证
否
IEC 认证
否
英国
BSI 认证
否
挪威
NEMKO 认证
否
法国
NF 认证
否
比利时CEBEC 认证否
荷兰ESTI 认证否瑞士ESTI 认证否意大利IMQ 认证否波兰
PCBC 认证
否
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EAC海关联盟（包括
俄罗斯,白俄罗斯，
哈萨克斯坦）
EAC认证是乌克兰TECT认证是
西班牙AENOR认证否
希腊ELOT认证否斯洛伐克EVPU认证否捷克EZU认证否斯洛文尼亚SIQ认证否
爱尔兰NSAI认证否
土耳其TSE认证否
匈牙利MEEI认证否
南非SABS认证是
澳洲
C-Tick认证注册才会有
号码如N136
是
SAA认证
标签上打认证号码
GMA-101904-EA-003是沙特SASO认证是
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7.4基本概念：
7.4.1空间距离（间隙）：在两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间经由空气分离测得最短直线距离。

7.4.2爬电距离（沿面距离）：沿绝缘表面测得两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间的最短距离。

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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码13/76 7.4.3基本绝缘：是指为对触电进行基本防护而对带电件所加的绝缘。

7.4.4附加绝缘：是指对基本绝缘所添增的独立绝缘，但基本绝缘一旦失效仍能防止触电。

7.4.5双重绝缘：是指包括基本绝缘和附加绝缘的绝缘。

7.4.6加强绝缘：是指对带电件所加的单独绝缘系统，其防触电等级相当于双重绝缘。

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7.4.7绝缘系统：它是一套独特的物料组合。

它在指定限制温度以下使用时，不会因热力降解而导致过早失效。

UL1446绝缘系统—申请的绝缘系统：E305956
UL1446共有5个温度等级：ClassB,ClassF,ClassH,ClassN,ClassR.
130℃,155℃,180℃,200℃,220℃
E211706包含两个等级：130℃,155℃
7.4.8可触及件:是指做标准实验能触及部分。

7.4.9带电件：是指与其接触可能引起明显触电的部分。

7.4.10I类器具(Class I equipment):
产品通过基本绝缘加上保护接地实现触电防护
符号:没有，但是保护接地端子必须标识
要求:金属部件和危险带电件之间有基本绝缘隔离并且金属部件和保护接地之间可靠连接。

例子:具有金属外壳的电器;
7.4.12II类器具(Class II equipment):
产品通过基本绝缘加上附加绝缘,或通过加强绝缘实现触电防护。

符号:
要求:必须有两层独立的绝缘或者加强绝缘。

例子:具有塑胶外壳的电器。

7.4.13III类器具(Class III equipment):产品通过安全低电压(SELV)或LCC电路实现触电防护。

安全特低电压的范围:EN60950-1:电压不超过42.4V交流峰值或直流60V
例如:由电池供电的产品，以及通过安全隔离变压器提供电源的产品
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7.5安规产品涉及注意的问题：
7.5.1绝缘要求
绝缘电阻—主要检查变压器绝缘系统的局部缺陷和普遍缺陷，是决定进行抗电强度试验和使用的主要参考数据。

绝缘用于变压器的结构中必须在绕组之间,以及在绕组与铁心和框架金属板之间,必须有10MΩ的最小电阻值,并在1分钟内提供500V AC电压.
测试：40/70Hz实验交流电压持续1min
基本绝缘满足2MΩMIN绝缘电阻
加强绝缘满足7MΩMIN绝缘电阻
测试初次级间，绕组与磁芯。

R>100MΩAT500V DC
(磁芯30以上改为R>500MΩAT500V DC1min)
抗电强度—也称耐压，打高压。

是对产品承受交流高压的一个测试。

当使用复合层的绝缘厚度时,任何两层之间必须能够承受电介质强度,测试时绝缘层接触在一起且测试电加于外部表面.
测试:50/60Hz1mA持续1min—无飞弧或击穿现象
DVD类属于Ⅱ类设备，次级与次级=功能绝缘
初级与磁芯=基本（如果不可触及），次级与磁芯=附加绝缘
初级与磁芯=基本（如果可触及），次级与磁芯=功能绝缘
（不同器件之间的打压要求请参看下面表格）
险电压：交流峰≥42.4V AC，直流峰≥60V DC。

ELV：导体与导体之间，导体对地之间电压不超过42.4V AC和60V DC二次电路。

实验电压工作电压（V）
<50150300600100
2501400210025002750输入电路与输出电路之间
（基本绝缘）
5002800420050005500
输入电路与输出电路之间
（双重和加强绝缘）
基本或附加绝缘
A.危险电压零件与接地零件
2501400210025002750
B.电源导体与接地屏蔽或磁芯
C.可触及件和可能带危险电件
D.低压电路与接地导电零件
5002800420050005500
输入电路和未接地导电零件
（加强绝缘）
不同标准针对的电路不同，打压大小也会不一样
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7.5.2温升要求：
一般要求：正常使用时，设备的任何部件均不得超出不安全的温度。

7.5.3辐射：
7.5.3.1电离辐射：设备结构应能防止电离辐射对人体的伤害。

7.5.3.2非电离辐射（激光辐射）激光产品的结构应能在正常和故障条件下防止人体受激光辐
射伤害。

7.5.4机械强度：
设备应有足够的机械强度，其结构应能经受在正常使用是碰到诸如操作及移动等考验看是否格。

（跌落，振动，冲击锤，力矩，寿命等实验）。

7.5.5机械稳定性：
落地式和重量超过20Kg 的设备应有足够的机械稳定性7.5.6：防火：
7.5.6.1电器产品的最大危险是火灾,产昂自燃并扩展至周围环境,造成巨大的人员伤亡和财
产损失
塑胶是引起火灾的主要原因,如塑胶没经过防火处理,将会是主要起火源超载、元件失效、绝缘
击穿、连接松动都可能产生导致着火温度，如无保护措施，将会引起火灾。

7.5.6.2热的危险:
如可接触部件的温升过高,会烫伤使用者。

设备中的元配件,长期处于过高温环境对其性能有影响。

绝缘材料在高温的环境中,会发生绝缘性能下降，甚至熔解的危险。

7.6安规变压器的要点：
7.6.1通过合理的使用各种绝缘材料来满足安规中对爬间距离的要求。

（变压器沿面与间隙距离
—绕组之间;绕组与端点,金属板,铁心,框架,绕组通过引线间;端点之间;端点—铁心与框架之间必须满足一定的空间间隔.）根据变压器使用的环境，安规中的条例来设计各种绝缘材料的取材。

常用的端空有1.5/1.5，2/2，3/1.5，3/3，4/4，3/6，5/5，6mm/6mm 无纺布胶带基本绝缘1-3层绝缘胶带加强绝缘2-3
层绝缘胶带。

材料
设备部件
温升范围（K）
正常条件故障条件金属可触及件/机壳30/4065非金属可触及件/机壳50/6065纸，丝，纱类电气/绕组绝缘60.70/55.7070.90/75.100
环氧/加玻璃丝电气绝缘120/100150聚脂树脂电气/绕组绝缘85/120110/155聚酰亚胺树脂
绕组绝缘
145
180
当绕组组件中两根绕组线或一根绕组线和另一根导线接触并相互成45°～90°角之间任一角度，
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8.0变压器绝缘系统
8.1绝缘系统是用于电气设备的、由两种或两种以上的绝缘材料组成的紧密组合体，在经过广泛的测试之后，证明这些绝缘材料组合在一起，在长期承受不超过该绝缘系统等级所限定的温度时，都不会发生绝缘性能的明显减弱。

8.2绝缘材料:
漆包线、骨架或芯管、绝缘胶带、挡墙、引线、套管、凡立水、扎带…（注：磁芯是导体，不属于绝缘材料）
8.3温度等级
8.3.1绝缘系统有明确的温度等级区分，目前最广泛使用的就是UL的绝缘系统，因此我们通常所说的绝缘系统都是指依据标准UL1446来划分温度等级的绝缘系统。

8.3.2其实IEC也有绝缘材料温度等级评定的类似标准IEC60085(等效国标GB11021)，只是不常使用；其中并无“绝缘系统温度等级”，而是称作“电气绝缘的耐热等级”。

8.3.3此外在信息技术类设备通用标准IEC/UL60950-1以及UPS专用标准UL1778与IEC62040-1-1中定义温升限值时也曾列出类似的绝缘温度等级，但都大同小异。

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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码19/76 8.4UL1446的绝缘系统温度等级:IEC60085/GB11021的电气绝缘耐热等级:
IEC60950-1:UL60950-1:
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IEC62040-1-1:UL1778:
绝缘系统温度等级划分比较:
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8.5绝缘系统的每个温度等级都需通过标准所要求的各项严格测试来进行评定和确认，确认完成后给出符合性证明，并对此评定过的绝缘系统材料进行管控及定期检查，此过程一般是由认证机构（一般均指UL）来执行，称为绝缘系统认证。

8.6认证标准:
8.6.1UL1446:Systems of Insulating Materials–General
8.6.2IEC60085:Thermal Evaluation and Classification of Electrical Insulation
8.6.3GB11021-89:电气绝缘的耐热性评定和分级
8.7绝缘系统认证所考虑的因素
8.7.1单项材料的性能
8.7.2整个系统材料的兼容性或相匹配性
8.7.3特定温度环境下的化学反应
8.7.4某些条件下可能释放破坏性气体
8.7.5不同生产商不同材料的差异性
8.7.6排除可能性或将其限制在某个可接受的范围
8.8认证类别
8.8.1认证绝缘系统——OBJS2：真正逐项进行绝缘材料的绝缘系统测试和验证,项目庞大，费用昂贵，周期漫长,通常为大型的绝缘材料生产商，如3M、杜邦等。

8.8.2拷贝绝缘系统——OBJY2：由OBJS2企业授权使用其绝缘系统中的材料，由UL对所用材料是否符合某个OBJS2进行鉴定，建立UL档案，并进行定期工厂审查，通常为应用绝缘材料的中小企业，如变压器生产商。

8.9绝缘材料选择
变压器应根据其实际工作所能达到的最大温升来选用正确的温度等级及符合其相应等级绝缘系统的材料，这包括：正确选择规格书中的绝缘等级、所用各项绝缘材料必须具UL认证、所用绝缘材料的组合须符合UL绝缘系统认证。

特别提示：铁芯、金属类不属于绝缘材料。

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9.0变压器材料
9.1骨架
9.1.1Bobbin材质的分类及特点：
电木：T375J.PM9820.PM9630.T355J.PM-8375.CPJ类特点：此类材质没有固定的溶点，成型性能良好，耐温性能较好，不易变形，但材质的韧性不够好，产品容易破碎或崩缺，耐温150℃，可承受370℃之高温。

表面光滑，易碎，不能回收。

用于耐温较高之变压器。

塑胶：PBT.PET.ABS.PP.PPS.PC.NYLON.PA66此类材质成型性能较好，易于加工各种类型的产品，但相对电木材质来说，材质受热容晚变形，产品尺寸精度不高。

耐温115℃在上面同面几种材质中PET材质的热稳定性，尺寸稳定性较好，适合于生产及复杂的bobbin；另外所有塑胶材质可以回收反复使用。

9.1.2耐电压:按以下条件进行测试,不可有击穿现象：
壁厚（mm）最小电压（v)时间电流
0.5以下20003s1mA
0.5-0.625003s1mA
0.61-0.730003s1mA
0.71-0.835003s1mA
0.81以上45003s1mA
9.1.3耐温:(热变形)
电木:在450±10℃锡炉4S±1S,不可变形、炸裂.
塑胶:在400±10℃锡炉3S±1S,不可变形、炸裂.
9.1.4PIN拉力
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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码23/76
PIN径规格焊锡前拉力(kg)焊锡后拉力(kg)
0.6以下0.8 1.0
0.61~0.8(含) 1.0 1.2
0.81~0.9(含) 1.21 1.5
0.91以上 1.5 1.8
用以上拉力推拉PIN,PIN不可有松动现象
9.1.5依据变压器的形状不同，又分为立式、卧式、子母式、抽屉式、单槽和多槽。

9.1.6PIN的标识：斜边、凸点、凹槽、模号、特殊标识。

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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码24/76 9.2铁芯
9.2.1铁芯种类
9.2.1.1铁氧体磁芯
锰锌系组成约为：Fe2O371%,MnO20%,其他为：ZnO
电阻率高(10ohm.cm)
铁心损耗低
居里温度高,功率型:200摄氏度以上;高导:110摄氏度以上
形状：EE，EI，ER，PQ，RM，POT等型式。

用途：功率变压器、EMI共模滤波器、储能电感等
镍锌系组成约为：Fe2O350%,NiO24%,其他为：ZnO
电阻率很高(107ohm.cm)
工作频率高,达到50MHz
铁心损耗较锰锌系高
居里温度高,可以达到300摄氏度
型式：DR，R，环形等。

用途：常模滤波器、储能电感等
9.2.1.2合金类磁芯
硅（硅）钢片极高的磁导率（μi约60000）
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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码25/76很高的饱和磁通密度（0.6T~1.9T）
电阻率非常低(取决于硅含量)，故适用频率不高
成本低廉
型式：片状或带状以及经加工后的O型、R型等
铁粉芯极细的铁粉和有机材料粘合
磁导率在10~75之间
低成本
铁心损耗很高
型式：环形、EE、ER等
铁硅铝合金（sendust core）铝6%，硅9%，铁85%组合成
导率在26~125之间
成本中等
铁心损耗低
型式：环形
铁镍合金(High Flux)镍50%，铁50%组合成
饱和磁通密度高于铁硅铝合金
成本高于铁硅铝合金
铁心损耗于铁粉芯与铁硅铝合金之间
型式：环形
铁镍钼合金(MPP)钼2%，镍81%，铁17%组成
磁导率在14~550之间
饱和磁通密度最高
成本最高
铁心损耗最低，稳定性最好
型式：环形
非晶、微晶合金采用特殊工艺制造完成(使用超急冷凝固技术一次成型)
分为：铁基、铁镍基、钴基和超微晶四大系
可加工成各种不同特性的产品
型式：环形、CD形等
9.2.1.3磁材曲线
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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码26/76 9.2.1.4磁芯形状及特点
9.2.1.5磁芯形状及特点
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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码27/76
9.2.1.6磁芯材质特性比较
9.2.1.7优良软磁特性的要求及效益
9.2.1.7优良软磁特性的要求及效益
9.2.1.8铁芯基本特性、主要特性图表
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生效日期2015-01-21高频变压器设计规范页码29/76 9.2.1.9铁芯规格
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9.2.1.10名词解释
9.2.1.10.1初始磁化曲线:从材料的零磁化状态磁化到饱和的磁化曲线通常称为初始磁化曲线。

9.2.1.10.2磁通：垂直通过一个截面的磁力线总量称为该截面的磁通量,简称磁通￠。

9.2.1.10.3磁感应强度B的改变滞后于磁场强度H的现象称为磁滞现象。

9.2.1.10.4饱和磁通密度Bs:是在指定温(25C or100C)下用足够大的磁场强度磁化磁性物质时磁化曲线接近水来时,不再随外磁场的增加而增大。

9.2.1.10.5剩余磁感应强度Br:铁磁物质磁化到饱和后又将磁场强度下降到0时,铁磁物质中残留的磁感应强度。

9.2.1.10.6矫顽力Hc:铁磁物质磁化到饱和后,由于磁滞现象,要使磁介质中B为0,需要一定的反向磁场强度H,称为Hc。

9.2.1.10.7居里温度Tc：在该温度下材料由铁磁变成顺磁性。

9.2.1.10.8因磁芯材料的电阻率不是无限大，绕着磁芯周边有一定的电阻值，感应电压产生电流（涡流）流过电阻引起损耗，这就是涡流损耗。

涡流与每匝伏特和占空度有关而与频率无关。

在电路中电感的涡流等效于并联电阻。

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9.2.1.10.9集肤效应：涡流一方面产生磁芯损耗，另一方面产生的涡流所建立的磁通阻止磁芯中的主磁通变化，便得磁通趋向磁芯的表面，导致磁芯有效截面积减少，这种现象称集肤效应。

Δ=√ρ/πU0Urf
ρ:磁芯的电阻率
Ur:磁芯材料的相对磁导率
f:磁通变化频率。

9.2.1.10.10剩余损耗Pc：剩余损耗是由于磁化驰豫效应或磁性滞后的效应引起的损耗。

所谓驰豫是指在磁化或反磁化的过程中，磁化状态并不是随磁化强度的变化而立即变化到它的最终状态，而是需要一个过程。

这个“时间效应”便是引起剩余损耗的主要原因。

9.2.1.10.11软磁材料及其要求：
9.2.1.10.11.1磁导率高：磁感应强度B=uiH,选用ui值高的材料就可以降低外磁场的励磁电流值，从而降低磁元件的体积。

9.2.1.10.11.2在弱磁场中工作的磁性材料，激磁电流很小，要使灵敏度高应选用超始磁导率ui 值高的材料。

在磁场强中工作的磁性材料，为了得到大的磁通。

要求材料的uimax值要高。

9.2.1.10.11.3要求具有很小的矫顽力和狭窄的磁滞回线：材料的矫顽力越小就表示磁化和退磁越容易。

磁滞回线狭窄，在交变磁场中磁滞损耗就越小。

9.2.1.10.11.4电阻率要高：在交变磁场中工作的磁芯具有涡流损耗，所以电阻率高涡流损耗就小。

9.2.1.10.11.5具有较高的饱合磁感应强度：磁感应强度高，相同的磁通需要较小磁芯截面积，磁性元件积小，在低频时最大工作磁通密度受饱和磁通密度限制，但在高频时，主要是损耗限制了磁通密度的选取。

饱和磁密度大小并不重要。

9.2.1.11CORE参数的改善
9.2.1.11.1提高Bs值：Bs值随Fe2O3的过量增加而增加，高温Bs则随Zn含量减少而增加，居里温度也随之升高。

依据此原则，Fe2O3的量控制在52.5-55.5mol%之间。

ZnO在8.5-11.5mol%之间。

在高Bs材料中可以添加少量NiO V2O5改善晶粒结构。

提高材料密度和强度，还可以提高居里温度改善材料高温性能。

9.2.1.11.2烧结工艺上改善：因原料的活性较好，在烧结过程中可以采用较低的烧结温度（1350-1360‘C）同时用稍高的氧分注烧结，并在降温过程中严格控制氧含量就能免较好的提高材料的Q值。

另外在升温段应控制一个缓慢的过程，并在排胶完毕后降低其氧分量，在致密化阶段尽量排除气孔，促进晶粒均匀生长利和提高密度，可获得优良的磁性能。

9.2.1.11.3电子变压器的损耗包括磁芯损耗（铁损）和线圈损耗（铜损）。

铁损只要电子变压器投入工作，一直存在，是电子变压器损耗的主要部分。

因此，根据铁损选择磁芯材料，是电子变压器设计的主要内容，铁损也成为评价软磁材料的一个主要参数。

铁损与电子变压器磁芯的工作磁通密度和工作频率有关，在介绍软磁材料的铁损时，必须说明是在什么工作磁通密度下和什么工作频率下的损耗。