高頻電源變壓器的設(shè)計(jì)原則，要求和程序

副繞組匝數(shù)由輸出電壓決定。高頻電源變壓器主要用于高頻開關(guān)電源。開關(guān)電源可以對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整上限受允許的開關(guān)占空比限制。在從要求的負(fù)載電壓計(jì)算變壓器輸出電壓時(shí)，應(yīng)考慮開關(guān)占空比，串聯(lián)二極管壓降和變壓器的內(nèi)阻抗壓降。

導(dǎo)線截面（直徑）決定于繞組的電流密度。繞組損耗（銅損）占總損耗比例比較大時(shí)，推薦電流密度取2～4A/mm²，銅損占總損耗比例比較小時(shí)，推薦電流密度取8～12A/mm²，但是，要經(jīng)過變壓器溫升校核后進(jìn)行必要的調(diào)整。還要注意的是導(dǎo)線截面（直徑）的大小還與漏感有關(guān)。在同樣匝數(shù)下，導(dǎo)線截面直徑增加，內(nèi)層排列的匝數(shù)減少，層數(shù)增加。而漏磁場(chǎng)分布靠近磁芯的內(nèi)層大，外層小，與磁芯距離平方成反比例地衰減。這樣，漏磁通大的內(nèi)層交鏈的匝數(shù)減少從而使漏感下降。

“設(shè)計(jì)要點(diǎn)”一文中提出的繞組排列形式，是一般用的繞組排列方式：原繞組靠近磁芯，副繞組和反饋繞組逐漸向外排列。這種繞組排列形式并不理想。下面推薦兩種繞組排列形式：

1）如果原繞組電壓高（例如220V），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(duì)磁芯的絕緣安排；

2）如果要增加原和副繞組之間耦合，可以采用一半原繞組靠近磁芯，接著繞反饋繞組和副繞組，最外層再繞一半原繞組的繞組排列形式，這樣有利于減少漏感。

絕緣安排首先要注意使用的電磁線和絕緣件的絕緣材料等級(jí)，要與磁芯和繞組允許的工作溫度相匹配。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。其次，對(duì)在圓柱形磁路上繞線的線圈，最好采用線圈骨架，既可以保證絕緣，又可以簡(jiǎn)化繞線工藝。還有，線圈最外層和最里層，高壓和低壓繞組之間都要加強(qiáng)絕緣。如果一般絕緣只墊一層絕緣薄膜，加強(qiáng)絕緣應(yīng)墊2～3層絕緣薄膜。

4.5 組裝結(jié)構(gòu)

高頻電源變壓器組裝結(jié)構(gòu)分為臥式和立式兩種。如果選用平面磁芯、片式磁芯和薄膜磁芯，都采用臥式組裝結(jié)構(gòu)，上下表面比較大，有利于散熱

或者附加散熱器，高度低，有利于安裝在印刷電路板上。組裝結(jié)構(gòu)中采用的夾件和接線端子等盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以便于外協(xié)加工，降低成本。

4.6 溫升校核

溫升校核可以通過計(jì)算和樣品測(cè)試來進(jìn)行。一般通過樣品試驗(yàn)進(jìn)行溫升核算的比較多一些。如果樣品試驗(yàn)溫升不超過允許溫升，可以通過。但是試驗(yàn)溫升低于允許溫升15℃以上，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。如果樣品試驗(yàn)溫升超過允許溫升，則要對(duì)繞組的電流密度和導(dǎo)線截面進(jìn)行調(diào)整，適當(dāng)減少電流密度和增加導(dǎo)線截面。如果增加導(dǎo)線截面，窗口繞不下，要增加磁芯尺寸。如果樣品試驗(yàn)磁芯溫升超過允許溫升，則要增加磁芯的散熱面積，加大磁芯。

5 結(jié)語

《電源技術(shù)應(yīng)用》2003年第6期主編寄語中說：“科學(xué)技術(shù)的發(fā)展歷程猶如登山運(yùn)動(dòng)，每攀登一步，便會(huì)上升到一個(gè)新的臺(tái)階，新的臺(tái)階自有新的風(fēng)光”。本文作者對(duì)此深表贊同。

高頻電源變壓器隨著工作頻率的提高，設(shè)計(jì)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(dǎo)線材料和絕緣材料，新的線圈結(jié)構(gòu)和組裝結(jié)構(gòu)等等，不斷出現(xiàn)新的設(shè)計(jì)方法，就象登山一樣，不斷攀上新的臺(tái)階。

登山要有目標(biāo)。登山的目標(biāo)是攀上頂峰。失去目標(biāo)，登山會(huì)迷路。高頻電源變壓器設(shè)計(jì)也有目標(biāo)，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原則，在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價(jià)格比最好。失去目標(biāo)，高頻電源變壓器設(shè)計(jì)也會(huì)誤入歧途。

登山的道路不只一條。不管是從東西南北哪條道路攀登，只要能攀上頂峰，則該條道路就是可行的。同樣，高頻電源變壓器的設(shè)計(jì)方法也不只一種。不管采用哪一種設(shè)計(jì)方法，只要能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)原則，則該種設(shè)計(jì)方法就不能說是概念錯(cuò)誤的。

攀登山上山，放眼天外天！在登上更高的山后，會(huì)看見更大的天地，更好的風(fēng)光。高頻電源變壓器設(shè)計(jì)發(fā)展到一個(gè)新階段后，會(huì)設(shè)計(jì)出性能更好成本更低的產(chǎn)品來。讓我們共同努力吧！