高频电源变压器的磁芯参数规划

高频电源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。高频电源变压器在设计过程中，不得不考虑磁芯参数设计，磁通密度不只是受磁化曲线限制，还要受损耗的限制，同时还与功率传送的工作方式有关。对变压器功率传送方式的磁通单方向变化工作模式，ΔB=Bm－Br，既受饱和磁通密度限制，又更主要地是受损耗限制。但是单方向变化的高频电源变压器工作时，沿局部磁滞回线来回变化，磁芯损耗比双方向变化沿大的磁滞回线来回变化小，只有它的30％～40％。而材料测试时是按正弦波双向激磁条件下变化的ΔB为2Bm进行的。因此，Bm可以取材料测试损耗值时，选取的B值高一倍以上。Br受材料磁滞回线上的Br限制，可以用开气隙的办法来降低Br，以增大磁通密度变化值ΔB。虽然开气隙后，激磁电流有所增加，但增大ΔB后可以减少磁芯体积，还是值得的。

对变压器功率传送方式磁通双方向变化工作模式，ΔB=2Bm，工作的磁滞回线包围的面积比局部回线大得多，损耗也大得多，Bm主要受损耗限制，在双方向变化工作模式中，还要注意由于各种原因造成激磁的正负变化的伏秒面积不相等，而出现直流偏磁问题。可以在磁芯磁路中加一个小气隙，或者在电路设计时加隔直流电容，或者采用电流型控制来解决。

对电感器功率传送方式，磁导率是有气隙后的等值磁导率，一般都比磁化曲线测出的磁导率小。可以在确定磁芯结构后，直接测试它边线圈参数高频电源变压器设计的线圈参数包括：匝数，导线截面（直径），导线形式，绕组排列和绝缘安排。原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感（储存能量）来决定，匝数不能过多，也不能过少。如果匝数过多，会增加漏感和绕线工时；如果匝数过少，在外加激磁电压比较高时，有可能使匝间电压降和层间电压降增大，而必须加强绝缘。副绕组匝数由输出电压决定。

高频电源变压器主要用于高频开关电源。开关电源可以对输出电压进行调整，调整上限受允许的开关占空比限制。在从要求的负载电压计算变压器输出电压时，应考虑开关占空比，串联二极管压降和变压器的内阻抗压降。导线截面（直径）决定于绕组的电流密度。绕组损耗（铜损）占总损耗比例比较大时，推荐电流密度取2～4A/mm2，铜损占总损耗比例比较小时，推荐电流密度取8～12A/mm2，但是，要经过变压器温升校核后进行必要的调整。还要注意的是导线截面（直径）的大小还与漏感有关。在同样匝数下，导线截面直径增加，内层排列的匝数减少，层数增加。而漏磁场分布*近磁芯的内层大，外层小，与磁芯距离平方成反比例地衰减。这样，漏磁通大的内层交链的匝数减少从而使漏感下降。

1）如果原绕组电压高（例如220V），副绕组电压低，可以采用副绕组*近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排；

2）如果要增加原和副绕组之间耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式，这样有利于减少漏感。

绝缘安排首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级，要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。等级低，满足不了耐热要求，等级过高，会增加不必要的材料成本。其次，对在圆柱形磁路上绕线的线圈，最好采用线圈骨架，既可以保证绝缘，又可以简化绕线工艺。还有，线圈最外层和最里层，高压和低压绕组之间都要加强绝缘。如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜，加强绝缘应垫2～3层绝缘薄膜。