【正文】 體 ,和其它軟磁磁芯材料一樣 ,軟磁鐵 10 氧體的優(yōu)點是電阻率高、交流渦流損耗小 ,價格便宜 ,易加工成各種形狀的 磁芯 ,缺點是工作磁通密度低、磁導(dǎo)率不高、磁致伸縮大、對溫度變化比較敏感。在高頻變壓器磁芯結(jié)構(gòu)設(shè)計中 ,對窗口面積的大小 ,要綜合考慮各種因素后來決定。對電感器功率傳送方式 ,磁導(dǎo)率是有氣隙后的等值磁導(dǎo)率 ,一般都比磁化曲線測出的磁 導(dǎo)率小。高頻變壓器的繞組排列形式有 :①如果原繞組電壓高 ,副繞組電壓 低 ,可以采用副繞組靠近磁芯 ,接著繞反饋繞組 ,原繞組在最外層的繞組排列形式 ,這樣有利于原繞組對磁芯的絕緣安排 。 (5) 組裝結(jié)構(gòu)的選擇 高頻變壓器組裝結(jié)構(gòu)分為臥式和立式兩種。 高頻變壓器設(shè)計好后必須進(jìn)行溫升校核 ,溫升校核可以通過計算和實物測試來進(jìn)行。因此，綜合三種材料的性能比較，選擇飽和磁感應(yīng)強度 Bs高，溫度穩(wěn)定性 12 好，價格低廉，加工方便的超微晶合金有利于變壓器技術(shù)指標(biāo)的實現(xiàn)。 S1導(dǎo)通時 ,二極管 VD1處于通態(tài) ,電感 L的電流逐漸上升 . 178。非晶態(tài)（超微晶）軟磁合金，是 90 年代世界六大高科技新型材料之一，它具有優(yōu)異的特點，目前國內(nèi)市場供不應(yīng)求，前景廣闊。為了方便線圈繞制也可選用線徑較粗的導(dǎo)線。 總之，通過畢業(yè)設(shè)計 ,我深刻體會到要做好一個完整的事情，需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對待要解決 的問題，要耐心、要善于運用已有的資源來充實自己。 設(shè)計過程中所用到的工具書、參考資料等，都是由學(xué)校圖書館提供，在此感謝學(xué)校圖書館所有工作人員的默默支持。 同學(xué)之間相互指點，在一起討論問題，使我受益非淺。超微晶合金薄帶是新型的軟磁合金，電磁性能優(yōu)異，價格低廉，環(huán)境適應(yīng)能力強 ,在高頻電磁元件領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，特別是在陣面雷達(dá)系統(tǒng)中的電源、激勵變壓器、電感等。 (2)次級繞組： 計算導(dǎo)線截 面積為 Sm2=Ip2/J=。經(jīng)計算，變壓器的設(shè)計輸出能力 AP=。 推挽電路 : 工作過程 : 178。 30KHZ 高頻開關(guān)電源變壓器設(shè)計 1 變壓器的性能指標(biāo) 工作頻率 f： 30kHz 變換器輸入電壓 Ui:DC300V 變換器輸出電壓 U0:DC2100V 變換器輸出電流 Io: 整流電路：橋式整流 占空比 D： 1％～ 90％ 輸出效率 η :≥ 80％ 耐壓： DC12kV 溫升：＋ 50℃ 工作環(huán)境條件 :－ 55℃ ～＋ 85 ℃ 2變壓器磁心的選擇與工作點確定 從變壓器的性能指標(biāo)要求可知 ，傳統(tǒng)的薄帶硅鋼、鐵氧體材料已很難滿足變壓器在頻率、使用環(huán)境方面的設(shè)計要求。主要過程 :先是求出磁芯窗口面積 Aw與磁芯有效截面積 AE的乘積 AP,再根據(jù) AP值 ,查表找出磁性材料的編號 ,然后選擇合適的鐵芯材料。另外 ,線圈最外層和最里層 ,高壓和低壓繞組之間都要加強絕緣。導(dǎo)線截面 (直徑 )決定于繞組的電流密度。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。缺點是內(nèi)部線圈散熱不良 ,溫升較高。磁芯矯頑力低 ,磁滯回環(huán)面積小 ,則鐵耗也少 [4]。 (c) 然而要精確地進(jìn)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。前者一般采用二維分析，其目標(biāo)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。有限元分析的過程主要有三步：前處理、求解計算及后處理。其中 P是 — 個隨溫度變化的量。 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。 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(fù) ,與其耦合的 N2繞組兩端的電壓也是上正下負(fù) .因此 VD1處于通態(tài) ,VD2 為斷態(tài) ,電感 L的電流逐漸增長 。 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。變壓器的線圈的匝數(shù)比等于電壓比。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。目前 ,電子變壓器向著高頻化、平面化、集成化、?？旎?、數(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)。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(biāo)開關(guān)頻率，開關(guān)電源的功率密度己向 120W／ in3 的目標(biāo)發(fā)展 。 20世紀(jì) 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。 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 。變壓器設(shè)計其實就是實現(xiàn)開關(guān)電源發(fā)展目標(biāo)的關(guān)鍵， 高頻變壓器的設(shè)計要求包括 :使用條件 ,完成功能 ,提高效率 ,降低成本。 1973 年，美國摩托羅拉公司發(fā)表了一篇題為“觸發(fā)起 20kHz的革命 的文章，從此在世界范圍內(nèi)掀起了高頻開關(guān)電源的開發(fā)熱潮，并將 DC／ DC轉(zhuǎn)換器作為開關(guān)調(diào)節(jié)器用于開關(guān)電源，使電源的功率密度由 1～4W／砌 3 增加到 40～ 50 形／ in3。目前，我國大部分開關(guān)變壓器的研究在 500kHz 以下，只有為數(shù)不多的幾個單位研究頻率在 500kHz 以上。磁芯是高頻變壓器的最關(guān)鍵部件 ,磁芯結(jié)構(gòu)的主要發(fā)展方向是如何形成形狀和尺寸最佳的平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯。 變壓器的工作原理是用電磁感應(yīng)原理工作的。如果初級線圈比次級線圈圈數(shù) 少就是升壓變壓器 ,可將低電壓升為高電壓 . 高頻變壓器的定義與分類 高頻變壓器是相對于音頻和工頻變壓器而言的。高頻開關(guān)電源的基本電路由“交流一直流轉(zhuǎn)換電路”、“開關(guān)型功率變換器”“整流濾波電路”和“控制電路”等組成。而對于大多數(shù)工 程技術(shù)問題，由于研究對象的幾何形狀比較復(fù)雜或者問題的某些特征是非線形的，則很少有解析解。以下幾個問題是高頻變壓器設(shè)計中討論最多的問題。同時，許多論文對 Dowell的結(jié)論做了修正和發(fā)展指出 Dowell模型雖然廣泛使用，而且比較有效。后處理階段的主要工作是讀取求解結(jié)果，對求解結(jié)果進(jìn)行圖形、列表顯示等。 Dai等人加 通過二維有限元方法，研究了繞組間隙及初次級繞組的寬度對邊緣效應(yīng)的影響，如圖 2所示。 高頻變壓器的設(shè)計包括 :磁芯材料的選擇 ,磁芯結(jié)