高频变压器设计分析论文 摘要：高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。实验结果证明该设计满足要求。 关键词：高频链；高频变压器；逆变器 引言 MESPELAGE 于 1977 年提出了高频链逆变技术的新概念[1]。高频链逆变技术与常规的逆变技术最大的不同，在于利用高频变压器实现了输入与输出的电气隔离，减小了变压器的体积和重量。近年来，高频链技术引起人们越来越多的兴趣。 1 概述 图 1 是传统的逆变器框图。其缺点是采纳了笨重庞大的工频变压器和滤波电感，导致效率低，噪音大，可靠性差。另外，谐波含量大，波形畸变严重，与要求的优质正弦波相差甚远。 图 2 所示为电压源高频链逆变器的框图，该方案是当今讨论的最先进方案[2]，也是本文中采纳的方案。采纳此方案有其一系列的优点，诸如，以小型的高频变压器替代工频变压器；只有两级功率变换；正弦波质量高；控制灵活等。高频变压器是高频链的核心部件，肩负着隔离和传输功率的重任，其性能好坏直接决定逆变器的性能好坏。不合格的变压器温升高，效率低，漏感严重，输出波形畸变大，直接影响电路的稳定性和可靠性，甚至损坏开关器件，导致实验失败。 2 高频变压器的设计 设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比如表 1 所列。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但 Bs值比较小，常使用在开关电源中。本文采纳的就是铁氧体材料。 表 1 各种磁芯特性比较表 磁芯类型 非晶合金 薄硅钢片 坡莫合金 铁氧体 铁损 低 高 中 低 磁导率 高 低 高 中 饱和磁密 高 高 中 低 温度影响 中 小 小 中 加工 难 易 易 易 价格 中 低 中 低 高频变压器的设计通常采纳两种方法[3]：第一种是先求出磁芯窗口面积 AW 与磁芯有效截面积 Ae 的乘积 AP（AP=AW×Ae，称磁芯面积乘积），根据 AP 值，查表找出所需磁性材料之编号；第二种是先求出几何参数，查表找出磁芯编号，...
