高頻干式變壓器的設(shè)計應(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。

注意：

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

2)在瞬態(tài)過程中，高頻鏈的漏電感和分布電容會引起浪涌電流、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，當(dāng)輸出繞組匝數(shù)和層數(shù)較多時，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對負(fù)載的干擾。同一個干式變壓器的分布電容和漏電感很難同時降低，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)計人員參考。

單片開關(guān)電源集成電路具有集成度高、性價比高、外圍電路較簡單、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，總是傾向于流過表面，會減小導(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)計高頻干式變壓器時，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，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)計方法

高頻干式變壓器的設(shè)計是電源設(shè)計過程中的一個難點(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)計方法。

設(shè)計目標(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)計步驟：

1.計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.計算高頻干式變壓器的初級電感值Lp

4.計算繞組面積Aw和鐵芯有效面積Ae的乘積Aw * Ae，選擇鐵芯尺寸。

5.計算氣隙長度Lg

6.干式變壓器初級線圈Np的計算

7.干式變壓器次級線圈Ns的計算

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)成為一個永恒的研究方向和發(fā)展趨勢。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，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，工作時兩個開關(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。在這個電路中，開關(guān)管的較大電流對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)械振動時能導(dǎo)致周期性的形變。上述因素均會使高頻干式變壓器在工作時發(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)生相對位移，通常以環(huán)氧樹脂作膠合劑，將兩個磁芯的3個接觸面(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對相鄰電路造成干擾，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)，能對泄漏磁場起到抑制作用，屏蔽帶應(yīng)與地接通。

基本知識

將兩個線圈靠近放在一起，當(dāng)一個線圈線中的電流變化時，穿過另一線圈的磁通會發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使該線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電勢，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，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、中周功率和信號作用;

起傳遞脈沖、驅(qū)動和觸發(fā)信號作用;

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、電流或脈沖檢測信號。

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，往往舉高頻開關(guān)電源中的各種電磁元件為例證。同時，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

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

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格比較好。有時可能偏重性能和效率，有時可能偏重價格和成本。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)計原則，追求更好的性能價格比，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)計出更輕、薄、短、小的方案來。不談成本，市場的價值規(guī)律是無情的!許多性能好的產(chǎn)品，往往由于價格不能為市場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)計成本。因此，為了節(jié)約時間，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，對它的鐵損銅損比例、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，對高頻電源干式變壓器進(jìn)行過優(yōu)化設(shè)計。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)計的時間，有的列出簡化的設(shè)計公式，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，是完全符合市場規(guī)律的行為，絕不是什么需要辨析的錯誤概念。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格比較好。檢驗(yàn)設(shè)計的唯一標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計出的產(chǎn)品能否經(jīng)受住市場的考驗(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)海船入級及建造規(guī)范》規(guī)定，船上只能采用干式變壓器。

一臺 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?

【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主要有三點(diǎn)。簡單地說，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