变压器设计基本知识【转载】

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一、开关电源变压器是开关型功率变换器中的核心部件，其作用有三：磁能转换、电压变换和绝缘隔离。在开关晶体管的开关作用下，将直流电转变成方波施加于开关电源变压器上，经开关电源变压器的电磁转换，将输入功率传递到负载，输出所需要的电压。由于开关变压器的工作频率很高，因此它的体积和重量比工频变压器大为缩小，同时变压器的分布参数亦不能忽略。开关变压器的性能好坏，不仅影响变压器本身的发热和效率等，而且还会影响到开关电源的技术性能和可靠性。所以在设计制作时，对磁心材料的选择，磁心与线圈的结构，绕制工艺等都要有周密考虑。
开关电源变压器工作于高频状态，分布参数的影响不能忽略，这些分布参数有漏感、分布电容和电流在导体中流动的趋肤效应。一般根据开关电源电路设计的要求提出漏感和分布电容限定值，在变压器的线圈结构设计中实现，而趋肤效应影响则作为选择导线规格大小的条件之一。
设计变压器时，应当预先知道电路拓扑、工作频率、输入和输出电压、输出功率或输出电流以及环境条件。同时还应当知道所设计的变压器允许多大损耗。总是以满足最坏情况设计变压器，保证设计的变压器在规定的任何情况下都能满意工作。这些参数由设计人员根据用户的需求和电路的特点确定，包括：输入电压Vin、输出电压Vout、每路输出的功率Pout、效率η、开关频率fs(或周期T)、线路主开关管的耐压Vmos。同时，在变压器的设计制作中还有一些工艺问题需要注意。
二、设计开关电源变压器主要考虑以下方面问题：
  （1）选择高频变压器磁芯、胶芯的时候，需评估该件的80%承受功率是否可以满足所需要求。
  （2）原材料评估,磁芯、胶芯、铜线、胶带、套管等材料需选择通用容易采购，材料的特性、绝缘性能、耐温、安规标准、ROHS等选择需合理标准化。
（3）磁芯，高频变压器中使用的是软磁材料。磁性材料的性能是决定开关变压器性能的重要因素，选择适合的磁性材料是开关变压器设计制作的关键。开关变压器通常工作在
几十KHz以上的频率，它要求磁性材料在工作频率下功耗尽可能小，此外，还要求磁性材料和饱和磁感应强度高，温度稳定性好。         
  （4）评估高频变压器采用的设计结构是否合理，满足性能要求的情况尽量使用构造简单而且容易绕制的结构来设计。
（5）高频变压器铜线的线径选择，尽选用最小线径0.12mm以上的铜线，线径太小会在绕制拉动及整脚、浸锡时容易断，造成不良，最大尽选用0.55mm以下的铜线，因开关电源的工作于高频状态，铜线导体规格与开关电源的工作频率及流动的趋肤效应有关，线径太大将会没法完全利用，所造成材料浪费，如果输出功率电流比较大时，将可选择多根铜线并绕的办法，但每股线径不大于2倍穿透深度，漆包线的线径和股数可适当调整，使线包每一层正好绕满。
（6）变压器结构，绕组排版布局合理标准化，在功率以及空间允许情况下尽量选用可制造性高、可靠性高、原材料成本低、人工成本低的构造来进行设计。
  （7）安规，根据各种安规的重要指标要求进行评估，安规距离、高压要求，材料的绝缘等级标准；
如：1、磁芯作初级,次级用三层绝缘线,保持距离大于5.2mm，选择胶芯时需要考虑，尽量考虑不要使用飞线，减小人工成本。
2、磁芯作次级,磁芯要包胶布,要预留距离。
3、磁芯作中间值, 初级到磁芯, 次级到磁芯,保持距离大于3mm。
   （8）温升，CALSS B的标准:环境温度在40℃时,线圈和磁芯的温升不超过120℃,在设计变压器时应按温升的上限值的80-90%左右去考虑，因各个磁芯生产厂家生产的磁芯性能工艺差异。

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谢谢分享不错学习了

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这是厂家的技术，维修人员了解可以，掌握就不必了。谢谢分享。