变压器降压电路和阻抗变压器设计

阻抗匹配器件常常用于高频电路中，一般用来匹配元器件的阻抗和电路或系统的特性阻抗。在某些电路中，希望阻抗匹配能够 实现多个八度音阶频率覆盖范围，同时插损很低。为了帮助阻抗变压器设计，对阻抗比为1:4的不平衡到不平衡（unun）宽带阻抗变压器的设计进行了探讨。这种变压器在无线通信系统（一般是混合电路、信号合分路器）中很有用，对放大器链路的级间耦合也很有益。

宽带unun阻抗变压器包含了一个缠绕了双绞传输线的环形铁氧体磁芯，绕线间通过釉质膜隔离。结合常规传输线阻抗变压器的设计元件，有可能建立起一个真正的宽带组件。在常规阻抗变压器中，初级线圈和次级线圈之间的能量转移主要通过磁耦合发生，这也是变压器提供良好低频响应能力的原因。假设铁氧体磁芯无损，负载和源阻 抗是纯电阻性的，而且只考虑其磁化电感的影响，由此获得的变压器低频结构。传输线变压器初级线圈和次级线圈之间的电耦合增强了高频能量的转移。鉴于其长度很短，没有考虑损耗。在这种理想模型中，源和负载阻抗都假设是纯电阻性的。该高频模型响应也由它的插损来确定。

在做电子实验需要用到市电时，最好是用1:1的工频变压器做一个隔离电源，这样无论人体单独碰到哪一根电线都不会有触电的危险。电源与市电隔离，与大地没有电流回路，除非同时碰触到两根电源线才会触电。初级220V，次级12V，用两个这样的变压器，把它们的次级12V端相接，一个变压器的初级接入市电，另一个变压器的初级输出的就是隔离电源了。第一个变压器先把市电降至12V，第二个变压器再将12V升压至220V，两个变压器的降压比一定要一致才能输出与市电一致的电压。变压器功率也最好一样，它们的功率决定了输出电源的功率。如果两个变压器功率不相同，则以小功率的为输出电源功率。

在高频变压器设计时，变压器的漏感和分布电容必须减至最小，因为开关电源中高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。在传输的瞬变过程中，漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压，以及顶部振荡，造成损耗增加。虽然在开关晶体管的漏极上增加钳位和吸收电路可以克服尖峰电压，但过大的尖峰会导致钳位和吸收电路损耗的增加，使开关电源的效率降低，严重时会导致功率开关管的损坏。通常变压器的漏感，控制为初级电感量的1%～3%。

变压器绕组线匝之间，同一绕组的上、下层之间，不同绕组之间，绕组与屏蔽层（或磁心）之间形成的电容称为分布电容。开关变压器分布电容主要由下面几部分组成。各绕组与屏蔽层（或磁心）之间的分布电容；各绕组线匝之间的分布电容；绕组与绕组之间的分布电容；各绕组的上、下层之间的分布电容。在开关电源的晶体管通、断期间，线圈的分布电容被反复地充电和放电，其能量都被钳位和吸收电路所消耗，降低了开关电源的效率。此外，线圈的分布电容还与线圈的漏感一起形成LC振荡，产生振铃噪声。要减小分布电容可以采取下列措施：绕组进行分段绕制；正确安排绕组的极性，以减小各绕组之间的电位差；初级、次级绕组之间增加静电屏蔽措施；选择漏磁势组数M=4。