怎样绕制高频变压器

怎样绕制高频变压器

你如果用EE55等高频磁芯制作高频逆变器, 其中高频变压器的线包绕制最好参考一下电子管音响功率放大器中音频输出变压器的绕制方法.这种变压器因为要在音频20Hz~20KHz范围内力求做到平坦响应,绕法讲究,顶级的电子管音频输出变压器的频响范围甚至做到了10Hz~100KHz,而用的磁芯不过就是高矽硅钢片而已.

以大家在坛子中讨论最多也用得最多的“SG3525A(或KA3525A、UC3525)+场管IRF3205(或MTP75N06等)+EE55磁芯变压器”组合为例, 功率可做到500W以上,工作频率一般在20~50KHz.其中的EE55磁芯变压器,大家一般是低压绕组(初级)3T+3T,中心抽头,高压绕组(次级)75T.

要制作好它就要注意两点:

一是每个绕组要采用多股细铜线并在一起绕,不要采用单根粗铜线,因为高频交流电有集肤效应.所谓集肤效应,简单地说就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(实际是越靠近导线中轴电流越弱,越靠近导线表面电流越强).采用多股细铜线并在一起绕,实际就是为了增大导线的表面积,从而更有效地使用导线.例如初级的3T+3T,你如果用直径2.50mm的单根漆包线,导线的截面积为4.9平方毫米,

而如果用直径0.41mm的漆包线(单根截面积0.132平方毫米)38根并绕,总的截面积也达到要求.然而,第二种方法导线的表面积大得多(第一种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=2.5×3.14×1×L=7.85L,第二种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=0.41×3.14×38×L=48.92L,后者是前者的48.92L/7.85L=6.2倍),导线有效使用率更高,电流更通畅,并且因为细导线较柔软,更好绕制.次级75T高压绕组用3~5根并绕即可.

二是高频逆变器中高频变压器最好采用分层、分段绕制法,这种绕法主要目的是减少高频漏感和降低分布电容.例如上述变压器的绕法,初级分两层,次级分三层三段.具体是:①绕次级高压绕组第一段.接好引出线(头),先用5根并绕次级高压绕组25T,线不要剪断,然后包一层绝缘纸(绝缘纸要薄,包一层即可,否则由于以下多次要用到绝缘纸,有可能容不下整个线包),准备绕初级低压绕组的一半.②绕初级低压绕组的一半.预留引出线(头),注意是预留,因为后面要统一并接后再接引出线,以下初级用“预留”一词时同理.用19根并绕3T,预留中心抽头,再并绕3T,预留引出线(尾),线剪断.在具体操作时这里还有一个技巧,即由于股数多,19股线一次并绕不太方便,扭矩张力也大,就可以分做多次,如这里可分做三次,每次用线6到7股,这样还可绕得更平整.注意三次的头、中、尾放在一

起,且绕向要相同.然后又包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第二段.③绕次级高压绕组第二段.将前面没有剪断的次级高压绕组线翻转上来(注意与前面的初级绕组线不要相碰,必要时可用绝缘纸隔开),又并绕25T,注意绕向要与前面的第一段相同,线仍不剪断.又包一层绝缘纸,准备绕初级低压绕组的另一半.④绕初级低压绕组的另一半.再按步骤②同样的方法绕一次初级低压绕组,注意绕向要与前面的一半相同.同样线剪断,包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第三段.⑤绕次级高压绕组第三段.再按步骤③提示的方法绕完剩下的次级高压绕组25T,仍注意绕向与前面的两段相同.接好引出线(尾),线剪断.至此,所有的绕组都绕完了.⑥合并初级低压绕组.将前面两次绕的初级低压绕组,头与头并接,中心抽头与中心抽头并接,尾与尾并接(这样绕组匝数仍是3T+3T,而总的并线为38根),接好引出线,即得到初级低压绕组的头、中、尾三个引出端.最后缠一层绝缘胶带,至此线包制作完成.

以上叙述起来显得很复杂,实际熟悉后并不难.按此方法绕制高频逆变器中的高频变压器肯定好用;如果再参考高档电子管音频变压器的对称交叉绕制法,并讲求制作上的精细工艺,只要磁芯适应,工作频率可以提升到100KHz以上. 不过对称交叉绕法最复杂最难搞(绕组分段更细,每一层都对称地分为两组,接法复杂,稍一疏忽大意就会接错绕组中某一段

的相位),就不介绍了.为什么有的人做的高频变压器频率总是提不高,功率做不大(做大功率需要提升频率),而且发热严重,就是因为漏感大,分布电容大,高频电流集肤现象严重等等.

EE55磁芯尺寸

500W半桥式主功率变压器用EE55功率铁氧体磁芯的参数设计及绕组匝数的选取

开关电源功率变压器做为开关电源中的核心器件。其主要参数性能指标的大小，它会决定整个开关电源的优劣。某种开关电源从产品研制到产品定型，期间可能会对功率变压器做多次参数修改。认识会有一个逐步深化的过程，500W 半桥变换器电源的试制，其中功率变压器就经历了从实验发现问题、重新修改计算值，然后再试制样品、优化性能的反

复探索过程。下面先探讨半桥式主功率变压器的一般的设计方法。

半桥式高频变压器磁化特性曲线工作在第一、第三象限，它的磁通变化可从-Bm到+Bm，属于对称式工作变压器。主变压器施加电压只有一半的输入直流电压值，开关管的反向耐压较低。半桥变压器无需加气隙，在变压器原边串联隔直电容器，阻断与不平衡的伏秒值成正比的直流分量，就能平衡开关管每次不相等的伏秒值，有效的防治偏磁现象发生。在两功率管交替开作用下，变换器原边可产生幅度约320Vp-p的方波电压，经变压、整流、滤波输出，实现功率转换。因采用MOSFET功率管，开关频率可以达到50-100KHz。

1. 先估算采用EE55铁氧体磁芯的功率容量是否足够

EE55的心柱截面积=3.515cm2,窗口面积AQ=3.9 cm2。它的功率容量乘积AP=AexAQ=13.76。当开关频率选80KHz时，根据公式：

AP=AexAQ=PTx106/(2η*f*Bm *δ*Km* Kc)

=600x106/(2x0.8x80x103x0.15x2xx0.5x1)

=3.1

可见采用EE55铁氧体磁芯时，其功率容量足够大。按下列公式计算原边绕组匝数：

NP=(VI/2)X104/(4*f*Bm *Ae)

=(310/2) x104/(4x80000x0.15 x3.5)