【正文】 。 本文主要研究高頻變壓器的工作原理，作用和分類。 高頻變壓器和低頻變壓器的工作原理一樣 .就是頻率不同所 用的鐵芯材料不同 .低頻變壓器一般用鐵芯 ,高頻變壓器用鐵氧體磁芯或空芯 。 關(guān)鍵字：開關(guān)電源， 高頻變壓器 設(shè)計 3 Highfrequency switching power transformer design With the continuous development of power technology, highfrequency and high power density switching power supply technology has bee the research and development trend, switching power supply transformer is the core ponent, and with increasing frequency and power, its power supply system increasingly important impact on performance, so highfrequency switching power supply switching power supply transformer design is to achieve development goals. This paper studies the working principle of highfrequency transformer, function and classification. With the isolation of several monly used in switching power supply transformer switch roles and work. And design a 30KHZ frequency switching power supply transformers. Keywords: switching power supply design of highfrequency transformer 4 前 言 隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，各類電子設(shè)備的電源系統(tǒng)在客觀上要求小化、輕量化和高可靠性，制約這個目標實現(xiàn)的根本技術(shù)就是開關(guān)電源高頻化技術(shù)。 20世紀 60年代，開關(guān)調(diào)節(jié)器式直流穩(wěn)壓電源 (開關(guān)電源 )由于具有功率轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)壓范圍寬、功率密度比大、重量輕等優(yōu)點，取代了線性電源。 1980 年以前， DC／ DC 轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率為2039。目前國 0． 5～ 3MBz 的高頻開關(guān)電源已實用化， 200～ 500kHz 已成為輸出 IOOW 以下開關(guān)電源的標開關(guān)頻率，開關(guān)電源的功率密度己向 120W／ in3 的目標發(fā)展 。已有的研究表明，除了要有適于高頻 (0． 5— 3MHz)工作的磁芯材料之外，高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計對其性能有至關(guān)重要的影響。目前 ,電子變壓器向著高頻化、平面化、集成化、?？旎?shù)組化和混合化方向發(fā)展 , 并隨之帶來新的分析方法 ,如電磁場分析方法和新的設(shè)計技術(shù) ,如優(yōu)化計、多場型集成綜合設(shè)計 ,以及新的制造工藝對傳 統(tǒng)工藝的挑戰(zhàn)。薄膜磁芯和磁性材料是現(xiàn)在高頻電子變壓器最活躍的發(fā)展方向之一 ,將成為 MHz以上高頻電子變壓器的主要磁芯材料和結(jié)構(gòu) ,當薄膜電子變壓器的高度做到 1mm 以下時 ,就可以裝入各種卡片內(nèi)。對于薄膜結(jié)構(gòu)線圈 ,導(dǎo)線采用銅、銀和金薄膜 ,制成梳形、螺旋形和運動場形等圖形 ,絕緣材料采用 H 級和 C 級材料。變壓器有兩組線圈。變壓器的線圈的匝數(shù)比等于電壓比。但是，由于高頻的范圍太廣，要明確的劃分是困難的。 a. 單頻或窄頻級 高頻變壓器，它是指工作頻率為單頻或是一個很窄的頻段，如變換器變壓器、振蕩器變壓器等； b. 寬頻帶變壓器，它是指工作在一個很寬頻率范圍內(nèi)的變壓器，如阻抗變換器變壓器、通訊變壓器、寬帶功率放大器變壓器等 3 常用的帶隔離的開關(guān)電源中變壓器的作用 廣義地說，凡是采用半導(dǎo)體功率開關(guān)器件作為開關(guān)管，通過對開關(guān)管的高頻開通與關(guān)斷控制，將一種電能形態(tài)轉(zhuǎn)換成為另一種電能形態(tài)的裝置，叫做開關(guān)轉(zhuǎn)換器。高頻開關(guān)電源的分類方式有多種： (1)按 DC／ DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)條件，可分為硬開關(guān) (Hard Switching)和軟 開關(guān) (Soft SWI TCHING)兩種。 7 正激電路 電路的工作過程 : 1 開關(guān) S開通后 ,變壓器繞組 N1兩端的電壓為上正下負 ,與其耦合的 N2繞組兩端的電壓也是上正下負 .因此 VD1處于通態(tài) ,VD2 為斷態(tài) ,電感 L的電流逐漸增長 。對于這類問題往往有兩種解決方法：一是將方程和邊界條件簡化為容易處理的問題，從而得到它在簡化狀態(tài)下的解。 高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計相對于低頻要復(fù)雜得多，諸如趨膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)、疇壁共振等許多因素在低頻下可被忽略，而在高頻下卻變得十分重要。 當導(dǎo)線中流過高頻交流電流時，電流將向?qū)Ь€表面集中，導(dǎo)致導(dǎo)線表面電流密度增大。其中 P是 — 個隨溫度變化的量?？墒沁@個著名的因子并無理論根據(jù)，通過比較實驗值與 Dowell模型理論值，為 Dowell交流電阻系數(shù)計算公式引人了 3個修正參數(shù)，這 3個參數(shù)用來校正分析曲線，使其與實測結(jié)果更吻合。有限元分析的過程主要有三步：前處理、求解計算及后處理。對于變壓器的電磁場分析，主要有二 (三 )維諧性分析和二 (三 )維瞬態(tài)分析。前者一般采用二維分析，其目標不是關(guān)心具體量值，而是比較在不同的情況下，某一量的變化情況 ，從而得到一些指導(dǎo)性的設(shè)計原則。為了研究邊緣效應(yīng)與繞組間隙的關(guān)系，作者設(shè)計的分析模型見圖 2a，其中磁芯為罐狀磁芯，初次級為 0． 127mm (5mil)的銅薄帶。 (c) 然而要精確地進行定量分析，現(xiàn)在還存在以下困難： (1)復(fù)雜的有限元模型，尤其是三維模型，往往很難通過有限元軟件本身來建立，而是要通過該軟件與 CAD軟件的接口去調(diào)用 CAD 軟件所建立的模型這里有兩個問題，首先這類 CAD 軟件在國內(nèi)剛流行不久，很難找到合適好用的該類軟件：其次 用該類 CAD 軟件建立的三維復(fù)雜模型，比如三維繞組模型，在調(diào)入到有限元軟件中后，有時會產(chǎn)生錯誤。 (1) 磁芯材料的選擇 設(shè)計高頻變壓器 ,選擇軟磁材料是關(guān)鍵的第一步 ,各種磁芯的特性比較如表 1所示。磁芯矯頑力低 ,磁滯回環(huán)面積小 ,則鐵耗也少 [4]。 (2) 磁芯結(jié)構(gòu)的選擇 磁芯基本結(jié)構(gòu)有 :① 疊片 ,通常由硅鋼或鎳鋼薄片沖剪成 E、 I、 F、 O等形狀 ,疊成一個鐵芯。缺點是內(nèi)部線圈散熱不良 ,溫升較高。封閉外殼屏蔽電磁干擾作用好 ,但散熱和接線不方便 ,必須留有接線孔和出氣孔。對于磁通單方向變化的工作模式 : ,ΔB 既受飽和磁通密度限制 ,又受損耗限制。