高频变压器的设计原理

高频变压器，有的人一听到这这代名词，头都大了，什么是高频变压器?高频变压器有什么用途、功效？产生这类似的疑问也不难怪，毕竟在我们的日常生活中，它是非常“神秘”的，一般只有专门的技术人员才会接触到它。高频变压器，其实就是开关电源里边儿的一个零件，之所以称之为变压器，是因为它在开关电源里的作用就是变换交流电压。那接下来，我就将向大家展示它的设计方法。

高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。

第一步，确定原边匝数。当然首先自己要选一款磁芯啦.设原边输入最低电压是VS，导通时间用TON表示，还要自己设定一个磁芯振幅，一般我是取0.2到0.25T,因为正激变压器是不需直流分量的,所以相比反激而言这个值可以取大些,原边匝数NP=VS*TON/AE*B,其中AE是磁芯截面积.

第二步,画出原边电流波形,算出原边电流波形的效值,从而确定线径.如下图所示,因为电流波形是从副边感应过来的,其波形就是电感电流波形开关管导通的那一部分.这个电流的波形的峰值就是电感电流峰值除以匝数比,这个会算吧,于是这个电流波形的有效值=(IP*V/VS)* 根号下的〈(KRP的平方/3-KRP+1)*D>然后根据这个电流值去选线,电流密度同上.

第三步,确定副边电流的波形,求出副边电流波形的有效值来.副边电流的波形就是开关管开通时候电感电流的那一部分,这个波形和原边电流的波形相似，因为原边电流的波形就是由这个感应过去的，其有效值= IP*根号下的〈(KRP的平方/3-KRP+1)*D〉。依此去选线.

第四步,确定自馈电绕组,一般其和原边同名端相反,利用磁复位放出电压感应出电压来

以上便是我为大家归纳整理出来的高平变压器的设计步骤了，总共也只有四个步骤，而且也没有看起来就会令人头疼的公式。这个设计方法，我认为还是挺紧密的，下一个步骤紧接着上一个步骤，环环相扣，且清晰明了。当然，如果您还有更好地建议，希望能“指点迷津”。但同样希望，我所提供的方法也能对大家起到一些实质性的作用。

其次，出入线於使用BOBBIN之凹槽出线时。若同一PIN有多组可使用同一凹槽或相邻的凹槽出线，唯在焊锡及装套管时要注意防止短路。除工程图面上有特别规定绕法时。

再次，绕线时需均匀整齐绕满BOBBIN绕线区为原则。则以图面为准。其出入线所加之铁氟龙套管须与BOBBIN凹槽口齐平(或至少达2/3高)并自BOBBIN凹槽出线以防止因套管过长造成拉力将线扯断。但若为LPIN水平方向缠线。

然后，高频变压器中有加铁氟龙套且有折回线时。则套管应与BOBBIN边齐平其档墙胶带必需紧靠保温隔热涂料模型两边.为防止线包过胖及影响漏感过高。

最后，高频变压器中须加醋酸布作为档墙胶带时。故要求2TS以上之醋酸布重叠不可超越5mm包一圈之醋酸布只须包0.9T留缺口以利於凡立水良好的渗入底层.醋酸布宽度择用与高频变压器安规要求有关，VED绕法ACT宽度3.2mm包两边且须加TUBE.绕法：PIN端6mm/4.8mm/4.4mm/4mmTOP端3mm/2.4mm/2.2mm/2mm时不须TUBE.绕线时铜线不可上档墙，若有套管，套管必需伸入档墙3mm以上。

高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分，开关电源中的拓扑结构有很多。高频变压器测试方法是什么？高频变压器原理及用途又有哪些？那么接下来，我为大家讲解下高频变压器的知识吧。

高频变压器

一、简介

高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多。比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输出交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于35mm。而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。

二、设计原理

在高频变压器设计时，变压器的漏感和分布电容必须减至最小，因为开关电源中高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。在传输的瞬变过程中，漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压，以及顶部振荡，造成损耗增加。通常变压器的漏感，控制为初级电感量的1%～3%。

初级线圈的漏感----变压器的漏感是由于初级线圈和次级线圈之间，层与层之间，匝与匝之间磁通没有完全耦合而造成的。

分布电容----变压器绕组线匝之间，同一绕组的上、下层之间，不同绕组之间，绕组与屏蔽层之间形成的电容称为分布电容。

初级绕组----初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。

次级绕组----初级绕组绕完，要加绕(3～5)层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，符合绝缘耐压的要求。

偏压绕组----偏压绕组绕在初级和次级之间，还是绕在最外层，和开关电源的调整是根据次级电压还是初级电压进行有关。

三、用途

高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用 IGBT，由于IGBT存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低；传送功率比较小的，可以采用MOSFET，工作频率就比较高。

高频变压器测试方法

1、采用“单独通电”对高频变压器测试

取出一高频变压器，初级串5A保险管接入交流220V电源，如果通电即烧5A保险管，表明高频变压器极可能存在绕组匝间短路故障，需做好新的配件准备；如果5A保险管平安无事，便可用万用表检测次级的灯丝绕组输出电压值、高压绕组输出电压值（需用指针表2500V交流挡测）是否符合产品规定值。

2、记录测试结果

测试中正常情况下，灯丝电压实测值与产品规定值可能有+0.6V误差，高压电压可能有+25V的误差（均包括测试表的测量误差），但指针在表盘的指示相当稳定，从而可以看出带“磁漏”的高频变压器稳压特性很好。如果是普通变压器，初级电压波动，次级电压必然也要跟着波动。另外，还可对空载电流进行测试，并对高频变压器工作中的振动、发热情况等做一些必要的记录。

若是高频变压器通电时会产生较强的50Hz振动及“嗡嗡”声；空载通电10分钟后用手摸铁芯，会发现铁芯下部温升高（因靠初级绕组近），而上部温升低；初级串电流表时次级输出电压高，初级不串电流表时次级输出电压反而低，相差约25V。这些现象都值得记录。

3、分析测试记录

结合测试时高频变压器的一系列变化及这些变化的记录进行分析归纳，就可得出高频变压器绕组匝间是否正常、电压误差是否正常，若这些都正常，则可以得出高频变压器的质量是好的；反之，则为质量不过关的高频变压器。

编辑总结：关于高频变压器原理及用途、高频变压器测试方法的相关信息就为大家介绍到这里了，希望这篇文章对大家有所帮助。如果大家还有什么不明白的地方可以在下方给我留言哦，我们会尽快为您解答。

我自己综合了一下众多高手的方法,自认为是比较简单的方法了!如下:

1,VDC min =VAC min * 1.2

VDC max =VAC max * 1.4

2,输出功率Po=P1+P2+Pn......

上式中P1=(Vo1+Vf)*I1 、P2 =(Vo2+Vf)*I2

上式中Vo为输出电压,Vf为整流管压降

3,输入功率Pin=(Po/η)*1.2(此处1.2为输入整流损耗)

4,输入平均电流:Iav = Pin/VDC min

5,初级峰值电流:Ip = 2*Iav/Dmax

6,初级电感量:Lp=Vdc min *Dmax /(Ip*fs) fs为开关频率

7,初级匝数:Np=VDC min * Dmax /(ΔB*Ae*fs)

上式中ΔB推荐取值0.2 Ae为磁芯横截面积,查规格资料可得!

8,次级匝数:NS =(Vout+Vd)*(1-Dmax)*Np / Vin min*Dmax

激很简单,比反激简单多了Vindcmin*Tonmax/(△B*Ae)=Np,Tonmax=1/f*Dmax,Dmax一般取0.45,最大不要超过0.47(极限条件)△B=Bm(饱和磁感应强度)-Br(剩磁)-100mT(余量),现在常用PC40的磁芯,Bm为390mT,Br一般为55mTVindcmin一般取在100V(对于85输入的电源),在这个电压下,Dmax我均取0.45调试时再来控制极限下不要超过0.47其实正激最主要就是防止磁饱和.

线径一个截面可以走10A，但会热，一般降额使用，走个5、6A吧