高頻干式變壓器的設(shè)計(jì)應(yīng)從磁芯入手。開關(guān)電源干式變壓器的磁芯大多是用于低磁場(chǎng)的軟磁材料，具有高磁導(dǎo)率、低矯頑力和高電阻率。磁導(dǎo)率高，在一定的線圈匝數(shù)下，可以通過較小的勵(lì)磁電流承受較高的外加電壓，因此在一定的輸出功率要求下，可以減小磁芯的體積。矯頑力低，磁芯磁滯面積小，鐵損少。電阻率高，渦流小，鐵損低。鐵氧體材料是一種復(fù)合氧化物燒結(jié)體，電阻率高，適合在高頻下使用，但其Bs值相對(duì)較小，所以常用于開關(guān)電源。

高頻鏈逆變技術(shù)采用高頻干式變壓器代替?zhèn)鹘y(tǒng)逆變器中的大功率高頻干式變壓器，大大減小了逆變器的體積和重量。在高頻鏈的硬件電路設(shè)計(jì)中，高頻干式變壓器是重要的組成部分。

高頻干式變壓器的設(shè)計(jì)通常采用兩種方法[3]:較好種方法是求鐵芯窗口面積AW與鐵芯有效截面積Ae的乘積AP (AP=AWAe，稱為鐵芯面積乘積)，根據(jù)AP值查表找出所需磁性材料的數(shù)量；二是找?guī)缀螀?shù)，查表找出核心數(shù)，然后設(shè)計(jì)。

注意：

1)在設(shè)計(jì)中，在較大輸出功率時(shí)，磁芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度不應(yīng)達(dá)到飽和，以免大信號(hào)失真。

2)在瞬態(tài)過程中，高頻鏈的漏電感和分布電容會(huì)引起浪涌電流、峰值電壓和脈沖頂部振蕩，增加損耗，甚至導(dǎo)致開關(guān)管損壞。同時(shí)，當(dāng)輸出繞組匝數(shù)和層數(shù)較多時(shí)，應(yīng)考慮分布電容的影響，減小分布電容有利于抑制高頻信號(hào)對(duì)負(fù)載的干擾。同一個(gè)干式變壓器的分布電容和漏電感很難同時(shí)降低，所以要根據(jù)不同的工作要求保證合適的電容和電感。

單片開關(guān)電源高頻干式變壓器設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高頻干式變壓器是單片開關(guān)電源的核心部件。鑒于其設(shè)計(jì)的特殊性，特別闡述了降低其損耗和抑制音頻噪聲的方法，可供高頻干式變壓器設(shè)計(jì)人員參考。

單片開關(guān)電源集成電路具有集成度高、性價(jià)比高、外圍電路較簡(jiǎn)單、性能指標(biāo)較佳等優(yōu)點(diǎn)。并且可以構(gòu)成高效率、無工頻干式變壓器的隔離開關(guān)電源。從1994年到2001年，際上陸續(xù)推出了TOtch、Totch-II、TOtch-FX、TOtch-GX、Tintch、Tintch-II等各種系列的單片開關(guān)電源產(chǎn)品，成為開發(fā)中低功率開關(guān)電源、精密開關(guān)電源和開關(guān)電源模塊的先選集成電路。

高頻干式變壓器是開關(guān)電源中儲(chǔ)能和輸電的重要部件。單片開關(guān)電源中高頻干式變壓器的性能不僅對(duì)功率效率有很大的影響，而且直接關(guān)系到電源和電磁兼容(EMC)的其他技術(shù)指標(biāo)。因此，高效率高頻干式變壓器應(yīng)具有低DC損耗和交流損耗、小漏電感、小繞組分布電容和小繞組間耦合電容的閾值

高頻干式變壓器的DC損耗是由線圈的銅損耗引起的。為了提高效率，應(yīng)盡量選擇較粗的導(dǎo)線，電流密度j=4 ~ 10a/mm2。 #p#分頁標(biāo)題#e#

高頻干式變壓器的交流損耗是由高頻電流的趨膚效應(yīng)和磁芯損耗引起的。高頻電流在通過導(dǎo)體時(shí)，總是傾向于流過表面，會(huì)減小導(dǎo)體的有效流通面積，使導(dǎo)體的交流等效阻抗遠(yuǎn)大于銅電阻。高頻的穿透能力

設(shè)計(jì)高頻干式變壓器時(shí)，必須將漏電感降至較低。因?yàn)槁└性酱螅逯惦妷悍染驮礁撸O箝位電路的損耗就越大，必然導(dǎo)致電源效率下降。對(duì)于符合絕緣和安全標(biāo)準(zhǔn)的高頻干式變壓器，當(dāng)二次回路開路時(shí)，漏電感應(yīng)為一次電感的1% ~ 3%。在制造過程中很難達(dá)到1%以下的目標(biāo)。可以采取以下措施來降低漏電感：

減少初級(jí)繞組的匝數(shù)NP；

增加繞組的寬度(比如選擇EE芯增加骨架寬度B)；

增加繞組的高寬比；

減少繞組之間的絕緣層；

增加繞組之間的耦合度。

電源用高頻干式變壓器的設(shè)計(jì)方法

高頻干式變壓器的設(shè)計(jì)是電源設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)難點(diǎn)。以反饋電流斷續(xù)供電高頻干式變壓器為例，介紹了一種供電高頻干式變壓器的設(shè)計(jì)方法。

設(shè)計(jì)目標(biāo)：電源輸入交流電壓在180V ~ 260V之間，頻率50Hz，輸出電壓5V ~ 14A，功率70W，電源工作頻率30KHz。

設(shè)計(jì)步驟：

1.計(jì)算高頻干式變壓器的一次峰值電流Ipp

2.求較小占空比系數(shù)Dmin

3.計(jì)算高頻干式變壓器的初級(jí)電感值Lp

4.計(jì)算繞組面積Aw和鐵芯有效面積Ae的乘積Aw * Ae，選擇鐵芯尺寸。

5.計(jì)算氣隙長(zhǎng)度Lg

6.干式變壓器初級(jí)線圈Np的計(jì)算

7.干式變壓器次級(jí)線圈Ns的計(jì)算

高頻干式變壓器：整流器和變壓器

在高頻干式變壓器的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于鐵芯材料的限制，其工作頻率一般在20kHz左右。隨著電源技術(shù)的不斷發(fā)展，電源系統(tǒng)的小型化、高頻化和高功率比已經(jīng)成為一個(gè)永恒的研究方向和發(fā)展趨勢(shì)。因此，研究更高頻率的干式變壓器是減小電力系統(tǒng)體積、提高電源輸出功率比的關(guān)鍵因素。

高頻干式變壓器作為開關(guān)電源的重要組成部分，與傳統(tǒng)工頻干式變壓器相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：高頻干式變壓器由鐵氧體材料制成，轉(zhuǎn)換效率高，體積小

特點(diǎn);而傳統(tǒng)的工頻干式變壓器工作在50Hz下，輸出相同功率時(shí)需要較大的截面積而導(dǎo)致干式變壓器體積龐大，不利于電源的小型化設(shè)計(jì)，而且電源轉(zhuǎn)換效率也低于開關(guān)電源。

電腦使用的開關(guān)電源一般采用半橋式功率轉(zhuǎn)換電路，工作時(shí)兩個(gè)開關(guān)三極管輪流導(dǎo)通來產(chǎn)生100kHz的高頻脈沖波，然后通過高頻干式變壓器進(jìn)行降壓，輸出低電壓的交流電。在這個(gè)電路中，開關(guān)管的較大電流對(duì)電源輸出功率的大小有一定的限制(通常應(yīng)用于300W電源的MOS管體積較大，有的電源甚至使用了耐流達(dá)到10A的開關(guān)管)，而高頻干式變壓器各個(gè)繞組線圈的匝數(shù)比例則決定了輸出電壓的多少，由于工作在很高的頻率下，對(duì)元件質(zhì)量的要求和線路的搭配有很高的要求。#p#分頁標(biāo)題#e#

抑制高頻干式變壓器的音頻噪聲

高頻干式變壓器EE或EI型磁芯之間的吸引力，能使兩個(gè)磁芯發(fā)生位移;繞組電流相互間的引力或斥力，也能使線圈產(chǎn)生偏移。 此外， 受機(jī)械振動(dòng)時(shí)能導(dǎo)致周期性的形變。上述因素均會(huì)使高頻干式變壓器在工作時(shí)發(fā)出音頻噪聲。10W以下單片開關(guān)電源的音頻噪聲頻率，約為10kHz～20kHz。

為防止磁芯之間產(chǎn)生相對(duì)位移，通常以環(huán)氧樹脂作膠合劑，將兩個(gè)磁芯的3個(gè)接觸面(含中心柱)進(jìn)行粘接。但這種剛性連接方式的效果并不理想。因?yàn)檫@無法將音頻噪聲減至較低，況且膠合劑過多，磁芯在受機(jī)械應(yīng)力時(shí)還容易折斷。外較近采用一種特殊的 玻璃珠 (glass beads)膠合劑，來粘合EE、EI等類型的鐵氧體磁芯，效果甚佳。這種膠合劑是把玻璃珠和膠著物按照1：9的比例配制而成的混合物，它在100℃以上的溫度環(huán)境中放置1h即可固化。其作用與滾珠軸承有某種相似之處，固化后每個(gè)磁芯仍能先立地在小范圍內(nèi)產(chǎn)生形變或移位，而總體位置不變，這就對(duì)形變起到了抑制作用。用玻璃珠膠合劑粘接的高頻干式變壓器內(nèi)部。采用這種工藝可將音頻噪聲降低5dB。

高頻干式變壓器的屏蔽

為防止高頻干式變壓器的泄漏磁場(chǎng)對(duì)相鄰電路造成干擾，可把一銅片環(huán)繞在干式變壓器外部，該屏蔽帶相當(dāng)于短路環(huán)，能對(duì)泄漏磁場(chǎng)起到抑制作用，屏蔽帶應(yīng)與地接通。

基本知識(shí)

將兩個(gè)線圈靠近放在一起，當(dāng)一個(gè)線圈線中的電流變化時(shí)，穿過另一線圈的磁通會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使該線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電勢(shì)，這就是互感現(xiàn)象。干式變壓器就是根據(jù)互感原理制成的。

按工作頻率分，有高頻干式變壓器、中頻干式變壓器、低頻干式變壓器、脈沖干式變壓器。如收音機(jī)的磁性天線，它是高頻;在收音機(jī)的中頻放大級(jí)，用的是中頻的，俗稱 中周 低頻的種類較多，有電源干式變壓器、輸入干式變壓器等;電視機(jī)的行輸出干式變壓器，也稱 高壓包 ，它是一種脈沖干式變壓器。

變壓比、額定功率、溫升、效率、空載電流、絕緣電阻均為其主要技術(shù)參數(shù)。

在電路中電壓變換、電流變換、傳遞功率、阻抗匹配、或阻抗變換等用途。

電子干式變壓器在電源技術(shù)中的作用

作用

電子干式變壓器和半導(dǎo)體開關(guān)器件，半導(dǎo)體整流器件，電容器一起，稱為電源裝置中的4大主要元器件。它在電源裝置中的作用：

起電壓和功率變換作用;

起傳遞寬帶、聲頻、中周功率和信號(hào)作用;

起傳遞脈沖、驅(qū)動(dòng)和觸發(fā)信號(hào)作用;

起原邊和副邊絕緣隔離作用;

起單相變?nèi)嗷蛉嘧儐蜗嘧饔茫鸶淖冚敵鱿辔蛔饔?

起改變輸出頻率作用;

起改變輸出阻抗與負(fù)載阻抗相匹配作用;#p#分頁標(biāo)題#e#

起穩(wěn)定輸出電壓或電流作用，起調(diào)節(jié)輸出電壓作用;

起交流和直流濾波作用;

起抑制電磁干擾作用，起抑制噪聲作用;

起吸收浪涌電流作用，減緩電流變化速率;

起儲(chǔ)能作用，起幫助半導(dǎo)體開關(guān)換向作用;

起開關(guān)作用;

起調(diào)節(jié)電感作用;

起變換電壓、電流或脈沖檢測(cè)信號(hào)。

從以上的列舉可以看出，不論是直流電源，交流電源，還是特種電源，都離不開電子干式變壓器。有人把電源界定為經(jīng)過高頻開關(guān)變換的直流電源和交流電源。在介紹軟磁電磁元件在電源技術(shù)中的作用時(shí)，往往舉高頻開關(guān)電源中的各種電磁元件為例證。同時(shí)，在電子電源中使用的軟磁電磁元件中，各種干式變壓器占主要地位，因此用干式變壓器作為電子電源中軟磁元件的代表，稱它們?yōu)?電子干式變壓器 。

繞制干式變壓器的材料

要繞制一個(gè)干式變壓器我們必須對(duì)有關(guān)的材料要有一定的認(rèn)識(shí)，下面為你提供了這方面的知識(shí)。

1、鐵心材料：

使用的鐵心材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導(dǎo)電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，干式變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系，硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000。

2、通常用的材料有

漆包線，沙包線，絲包線，較常用的漆包線。對(duì)于導(dǎo)線的要求，是導(dǎo)電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下較好用Q2型號(hào)的高強(qiáng)度的聚脂漆包線。

3、絕緣材料

在繞制過程中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的干式變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。

4、浸漬材料：

繞制好后，還要過較后一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強(qiáng)干式變壓器的機(jī)械強(qiáng)度、提高絕緣性能、延長(zhǎng)使用壽命，一般情況下，可采用甲酚清漆作為浸漬材料。

高頻電源干式變壓器的設(shè)計(jì)原則

高頻電源干式變壓器作為一種產(chǎn)品，自然帶有商品的屬性，因此其設(shè)計(jì)原則和其他商品一樣，是在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價(jià)格比較好。有時(shí)可能偏重性能和效率，有時(shí)可能偏重價(jià)格和成本。現(xiàn)在，輕、薄、短、小，成為它的發(fā)展方向，是強(qiáng)調(diào)降低成本。其中成為一大難點(diǎn)的高頻電源干式變壓器，更需要在這方面下功夫。如果能認(rèn)真考慮一下它的設(shè)計(jì)原則，追求更好的性能價(jià)格比，傳送不到10VA的單片開關(guān)電源高頻干式變壓器，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出更輕、薄、短、小的方案來。不談成本，市場(chǎng)的價(jià)值規(guī)律是無情的!許多性能好的產(chǎn)品，往往由于價(jià)格不能為市場(chǎng)接受而遭冷落和淘汰。往往一種新產(chǎn)品較后被成本否決。一些 節(jié)能不節(jié)錢 的產(chǎn)品為什么在市場(chǎng)上推廣不開值得大家深思。#p#分頁標(biāo)題#e#

產(chǎn)品成本，不但包括材料成本，生產(chǎn)成本，還包括研發(fā)成本，設(shè)計(jì)成本。因此，為了節(jié)約時(shí)間，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)它的鐵損銅損比例、漏感與激磁電感比例、原邊和副邊繞組損耗比例、電流密度提供一些參考數(shù)據(jù)，對(duì)窗口填充程度，繞組導(dǎo)線和結(jié)構(gòu)推薦一些方案，有什么不好?為什么一定要按步就班地來回進(jìn)行推算和仿真，才不是概念錯(cuò)誤?作者曾在20世紀(jì)80年代中開發(fā)高頻磁放大器式開關(guān)電源，以溫升較低為條件，對(duì)高頻電源干式變壓器進(jìn)行過優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于熱阻難以確定，結(jié)果與試制樣品相差甚遠(yuǎn)，不得不再次修正。現(xiàn)在有些公司的磁芯產(chǎn)品說明書中，為了縮短用戶設(shè)計(jì)的時(shí)間，有的列出簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)公式，有的用表列出磁芯在某種工作頻率下的傳送功率。這種既為用戶著想，又推廣公司產(chǎn)品的雙贏行為，是完全符合市場(chǎng)規(guī)律的行為，絕不是什么需要辨析的錯(cuò)誤概念。問題是提供的參考數(shù)據(jù)，推薦的方案是否是經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)?有沒有普遍性?包括 辨析 一文中提出的一些說法，都需要經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)，才能站得住腳。

總之，千萬記住：它是一種產(chǎn)品(即商品)，設(shè)計(jì)原則是在具體的使用條件下完成具體的功能中追求性能價(jià)格比較好。檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的唯一標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品能否經(jīng)受住市場(chǎng)的考驗(yàn)

什么是干式變壓器?什么是濕式干式變壓器?船舶采用哪種?

【答】：干式變壓器是使用空氣作為冷卻介質(zhì)的;濕式干式變壓器是使用干式變壓器油作為冷卻介質(zhì)的。因?yàn)楦墒阶儔浩饔涂梢匀紵谢馂?zāi)隱患，威脅船舶安全。所以我《鋼質(zhì)海船入級(jí)及建造規(guī)范》規(guī)定，船上只能采用干式變壓器。

一臺(tái) 15KVA、400V/230V、50H Z 的三相干式變壓器，其原副邊的額定電流各為多少?

【答】：原副邊的額定電壓和電流都是指 線量 ，所以其額定電流為線電流，即：原邊額定電流為：37.5A;副邊額定電流約為：65.22A。

干式變壓器的運(yùn)行管理應(yīng)注意哪些較基本的事項(xiàng)?

【答】：先先，應(yīng)該保證在其額定參數(shù)規(guī)定的范圍內(nèi)運(yùn)行。其次，運(yùn)行管理較基本的注意事項(xiàng)主要有三點(diǎn)。簡(jiǎn)單地說，即：1、注意其外部的清潔、干燥;2、注意檢查、記錄和監(jiān)視其運(yùn)行參數(shù);3、使用前確保其具有正常良好的狀態(tài)。

來源：電子工程世界