【正文】 狀 ,疊成一個鐵芯。鐵氧體材料是復合氧化物燒結(jié)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、磁導率不高、磁致伸縮大、對溫度變化比較敏感。磁芯矯頑力低 ,磁滯回環(huán)面積小 ,則鐵耗也少 [4]。軟磁材料有較高磁導率 ,低的矯頑力 ,高的電阻率。 (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。 (3)不容易檢查分析結(jié)果的正確性，只能與實測值進行 比對。 (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。圖 2b和 2c所示的繞組間隙分別為 0． 254mm(10mil)和 0． 127mm(50mil)的情況。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。因此相對于二維分析，三維分析更適于定量分析，然而由于三維分析的復雜性，因此很多情況下也用二維分析來進行定量分析。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 ，從而得到一些指導性的設(shè)計原則。對于變壓器的溫升，要利用有限元軟件的耦合場來分析，并且還要為軟件提供變壓器的熱導率、比熱、對流換熱系數(shù)、焓、輻射系數(shù)、生熱率等。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。求解計算階段主要的工作是選擇求解類型并設(shè)置求解選項 。有限元分析的過程主要有三步：前處理、求解計算及后處理。國際著名的通用有限 元軟件有幾十種，常用的有： SAP、 ANSYS、 ANSOFT、NASTRAN、 ADINA、 ALGOR— FEM 等，其中 ANSYS、 ANSOFF、 NASTRAN軟件是變壓器分析中最常用的軟件?？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。但由于理論值和實測值 的偏差不大，因此還是很適用于高頻變壓器繞組的交流電阻和漏感的預測。其中 P是 — 個隨溫度變化的量。由于趨膚效應(yīng)，交變電流沿導線表面向?qū)Ь€中心衰減，當衰減到表面電流強度的 l， e時所達到的徑向深度，稱之為趨膚深度。 當導線中流過高頻交流電流時，電流將向?qū)Ь€表面集中，導致導線表面電流密度增大。高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計相對于低頻要復雜得多，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。 高頻開關(guān)電源變壓器的設(shè)計相對于低頻要復雜得多，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。另一種方法是利用計算機強大的計算能力，使用數(shù)值模擬方法求得滿足工程要求的數(shù)值解。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。 正激電路的理想化波形 : 變壓器的磁心復位時間為 : TIST=N3*Ton/N1 輸出電壓 :輸出濾波電感電流連續(xù)的情況下 : UO/UI=N2*Ton/N1*T 8 磁心復位過程 : 只有少數(shù)問題能夠用解析的方法求出精確解，這類問題往往是方程性質(zhì)比較簡單，幾何邊界相當規(guī)則。 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 。 (3)按輸入與輸出之間是否有電氣隔離，可分為隔離式和非隔離式。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。如果用高頻DC／ DC轉(zhuǎn)換器作為開關(guān)電源的開關(guān)轉(zhuǎn)換器時，就稱為高頻開關(guān)電源 H 3。 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。應(yīng)該說，這種叫法是不嚴格的。但是，由于高頻的范圍太廣，要明確的劃分是困難的。變壓器能降壓也能升壓。變壓器的線圈的匝數(shù)比等于電壓比。次級線圈在初級線圈外邊。變壓器有兩組線圈。 2 高頻變壓器 的基本原理和作用 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 。對于薄膜結(jié)構(gòu)線圈 ,導線采用銅、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。對于立體結(jié)構(gòu)的高頻變壓器線圈 ,考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng) ,導線材料采用多股絞線(里茲線 ),有時也采用扁銅線和銅帶 ,絕緣材料采用耐熱等級高的材料 ,采用雙層和三層絕緣導線 ,以減少線圈尺寸。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)。在小功率情況下 ,高頻變壓器能夠與功率變換器通過厚膜或薄膜等工藝已經(jīng)融為一體了。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)。 高頻變 壓器隨著工作頻率的提高 ,設(shè)計不斷發(fā)生變化 ,不斷出現(xiàn)新的軟磁材料、新的磁芯結(jié)構(gòu)、新的導線材料和絕緣材料、新的線圈結(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)等 ,還會不斷出現(xiàn)新的設(shè)計方法。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。對于開關(guān)式變換器來說，漏感會引起電壓尖峰，對電路中的器件產(chǎn)生損壞，分布電容會引起電流尖峰并延長充電時間，增大開關(guān)以及二極管的損耗，降低變壓器的效率和可靠性 ， 因此在這種工作模式下希望盡可能的減小變壓器中的分布參數(shù) . 國外 研究高頻開關(guān)電源變壓器較早，八十年代研究頻率就已經(jīng)在 1 10MHzt ， 5 目前國外 0． 5 3MHz 的高頻開關(guān)電源已實用化，文獻 [1]報道的 2MHz、 50W 變壓器的幾何線度只有 1． 3cm 左右。目前國