【正文】 cy 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(gè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的根本技術(shù)就是開關(guān)電源高頻化技術(shù)。 1980 年以前， DC／ DC 轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率為2039。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(jì)對(duì)其性能有至關(guān)重要的影響。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(dāng)薄膜電子變壓器的高度做到 1mm 以下時(shí) ,就可以裝入各種卡片內(nèi)。變壓器有兩組線圈。但是，由于高頻的范圍太廣，要明確的劃分是困難的。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。對(duì)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(jiǎn)化為容易處理的問題，從而得到它在簡(jiǎn)化狀態(tài)下的解。 當(dāng)導(dǎo)線中流過高頻交流電流時(shí)，電流將向?qū)Ь€表面集中，導(dǎo)致導(dǎo)線表面電流密度增大?？墒沁@個(gè)著名的因子并無理論根據(jù)，通過比較實(shí)驗(yàn)值與 Dowell模型理論值，為 Dowell交流電阻系數(shù)計(jì)算公式引人了 3個(gè)修正參數(shù)，這 3個(gè)參數(shù)用來校正分析曲線，使其與實(shí)測(cè)結(jié)果更吻合。對(duì)于變壓器的電磁場(chǎng)分析，主要有二 (三 )維諧性分析和二 (三 )維瞬態(tài)分析。為了研究邊緣效應(yīng)與繞組間隙的關(guān)系，作者設(shè)計(jì)的分析模型見圖 2a，其中磁芯為罐狀磁芯，初次級(jí)為 0． 127mm (5mil)的銅薄帶。 (1) 磁芯材料的選擇 設(shè)計(jì)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。 (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(gè)鐵芯。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。原繞組匝數(shù)根據(jù)外加激磁電壓或者原繞組激磁電感 (儲(chǔ)存能量 )來決定 ,匝數(shù)不能過多也不能過少。另外 ,當(dāng)原繞組為高壓繞組時(shí) ,匝數(shù)不能太少 ,否則 ,匝間或者層間電壓相差大 ,會(huì)引起局部短路。其它的都采用立式結(jié)構(gòu)。如果試驗(yàn)溫升低于允許溫升 15℃ 以上 ,那么要對(duì)繞組的電流密度和導(dǎo)線截面進(jìn)行調(diào)整 ,適當(dāng)增加電流密度和減少導(dǎo)線截面。 磁心工作點(diǎn)的選擇往往從磁心的材料，變壓器的工作狀態(tài)，工作頻率，輸出功率，絕 緣耐壓等因素來考慮。 當(dāng)兩個(gè)開關(guān)都關(guān)斷時(shí) ,VD1和 VD2都處于通態(tài) ,各分擔(dān)一半的電流 .S1和 S2斷態(tài)時(shí)承受的峰值電壓均為 2倍 UI. 178。在設(shè)計(jì)中，我們選用的矩形磁心的尺寸為： 10 1039 （即： a=10mm， b=10mm， c=， h=39mm），實(shí)際 AP 達(dá) (其中磁心截面積的占空系數(shù) KC取 )，大于變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力 ，因此，該磁心能夠滿足設(shè)計(jì)使用要求。小于磁心窗口寬度 。 15 參考文獻(xiàn) [1] 汪嶺 .DC/DC 升壓變換器設(shè)計(jì) [D].上海：上海交通大學(xué)微電子學(xué)院 ， 2022. [2] 劉鳳君 .現(xiàn)代高頻開關(guān)電源技術(shù)及應(yīng)用 [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2022. [3] 王保全 .實(shí)用電子變壓器材料器件手冊(cè) [M].沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社， 2022. [4]張忠仕，汪偉， 陳文，李衛(wèi) .開關(guān)電源變壓器磁芯氣隙量的計(jì)算 [J]磁性材料及器件， 2022， 39（ 1）： 5356. [5] 尹克寧 .變壓器設(shè)計(jì)原理 [M].北京：中國電力出版社， 2022. [6] 張植保 .變壓器原理與應(yīng)用 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2022 [7] 丁道宏 .電力電子技術(shù)，北京，航空工業(yè)出版社， 1999. [8] Colonel . MCLYMAN 龔紹文 譯 . 變壓器與電感器設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].北京：中國電力出版社， 2022. [9] 沙占友 ， 文環(huán)明 .DC/DC 電源變換器的拓?fù)漕愋?[J].電源技術(shù)應(yīng)用， 2022， 9(6)： 16 14. [10] 張占松，蔡宣三 .開關(guān)電源的原理與設(shè)計(jì)，廣州，電子工業(yè)出版社， 1998 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 從畢業(yè)論文題目 的選擇、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到 30KHZ 開關(guān)電源的變壓器的設(shè)計(jì) 。在這里請(qǐng)接受我誠摯的謝意！ 最后還要感謝所有的答辯老師，你們辛苦了，在百忙之中還有抽時(shí)間來指導(dǎo)我們的畢 業(yè)設(shè)計(jì)，在此向你們表示衷心的感謝！ 。對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)，不僅治學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn)而且為人師表，堪稱良師益友，教給我們的不僅是知識(shí)還有待人處世的積極態(tài)度。變壓器絕緣 則采用整體灌注的方法來保證變壓器的絕緣使用要求。 N1=Up1Ton10－ 2/2BmAc=(150 )10－ 2 /(2 1 1 )= 匝 取 N1=30匝 次級(jí)匝數(shù)：忽略整流管壓降， Up2=UO=2100V。 變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力 變壓器的設(shè)計(jì)輸出能力為： AP=(Pt在本設(shè)計(jì)中，由于工作頻率、絕緣耐壓、使用環(huán)境的原因，把最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度 BM定在 ，而磁心結(jié)構(gòu)則定為不切口的矩形磁心。如 果增加導(dǎo)線截面 ,導(dǎo)致窗口繞不下 ,要增加磁芯尺寸。 11 (6) 工作點(diǎn)的確定 對(duì)于新買來的磁芯 ,由于廠家提供的磁感 應(yīng)強(qiáng)度值并不準(zhǔn)確 ,一般先要粗略測(cè)試它 ,具體方法 :將調(diào)壓器接至原線圈 ,用示波器觀察副線圈輸出電壓波形 ,將原線圈的輸入電壓由小到大慢慢升高 ,直到示波器顯示的波形發(fā)生奇變 ,此時(shí)磁芯已飽和 ,根據(jù)公式 :U= 可推知在 Φ M值。等級(jí)低 ,滿足不了耐熱要求 ,等級(jí)過高 ,會(huì)增加不必要的材料成本。如果匝數(shù)過少 ,在外加激磁電壓比較高時(shí) ,有可能使匝間電壓降和層間電壓降增大 ,而必須加強(qiáng)絕緣。如果窗口完全開放 ,接線和散熱方便 ,屏蔽電磁干擾作用差。 ③C 形鐵芯 ,此種鐵芯可免去環(huán)形鐵芯繞線困難的缺點(diǎn) ,由二個(gè) C型鐵芯對(duì)接而成。軟磁材料有較高磁導(dǎo)率 ,低的矯頑力 ,高的電阻率。圖 2b和 2c所示的繞組間隙分別為 0． 254mm(10mi