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如何設計出高效率的高頻變壓器?

  高頻變壓器是開關電源中進行能量儲存與傳輸的,一個高效率高頻變壓器應具備直流損耗和交流損耗低、漏感小、繞組本身的分布電容及各繞組的耦合電容要小等條件。

  高頻變壓器的直流損耗是由線圈的銅損耗造成的。為提高效率,應盡量選擇較粗的導線,并取電流密度J=4~10A/mm2。

  高頻變壓器的交流損耗是由高頻電流的趨膚效應以及磁芯的損耗引起的。高頻電流通過導線時總是趨向于從表面流過,這會使導線的有效流通面積減小,并使導線的交流等效阻抗遠高于銅電阻。高頻電流對導體的穿透能力與開關頻率的平方根成反比,為減小交流銅阻抗,導線半徑不得超過高頻電流可達深度的2倍??晒┻x用的導線線徑與開關頻率的關系曲線如圖1 。舉例說明,當f=100kHz時,導線直徑理論上可取φ0.4mm。但 減小趨膚效應,更細的導線多股并繞,而不用一根粗導線繞制。

  在設計高頻變壓器時 把漏感減至最小。漏感愈大,產生的尖峰電壓幅度愈高,漏極鉗位電路的損耗就愈大,這必然 電源效率降低。 一個符合絕緣及安全性標準的高頻變壓器,其漏感量應為次級開路時初級電感量的1%~3%。
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