高频变压器起到的作用和测量方式方法

【导读】提高转换效率，使用高频变压器的电源， 由于电源管工作在瞬间导通-截止的状态，也就是一开一关不停转换的状态，因此我们称之“开关电源”。比传统铁芯变压器损耗低30%左右。遗憾的是故障率相对要高一些。

高频变压器的作用

1、提高企业转换技术效率，使用一个高频变压器的电源， 由于我国电源管工作在瞬间导通-截止的状态，也就是现在一开一关不停进行转换的状态，因此需要我们可以称之“开关控制电源”。比传统铁芯变压器损耗低30%左右。遗憾的是故障率以及相对来说要高出了一些。

2.高频脉冲可以改变，普通变压器铁心的磁导率不如铁氧体铁心。

3、提高转换效率，采用高频变压器供电，由于电源管工作处于即时断断状态，即不间断转换状态，因此我们称之为"开关电源"。这比传统核心变压器的损失低30%左右。不幸的是，失败率相对较高。旧镇流器和电子镇流器之间的比较可以借鉴。

高频变压器测量

高频变压器一定有很多人没有听说过它，其实高频变压器的作用还是很大的，但一直是幕后的英雄。高频变压器是开关的一个非常重要的部分，因为高频变压器铜线绕线多少次，那么开关电流可以多少，所以朋友们应该了解一些。虽然大多数人对高频变压器了解不多，但有些技术人员对它们很感兴趣，所以这里是测试方法。

1.高频变压器的测试方法

一般企业而言﹐高频电子变压器所要求进行测试的项目有﹕

1) 电感

2) 漏感

3) 耐压

4) 绝缘电阻

2. 电感器及其试验方法

概念:变压器初级电感是指次级开路时初级绕组的有效电感

测试环境条件﹕变压器的测试技术条件以及与其相关工作生活条件相一致。由于我国变压器铁心磁化曲线的非线性﹐当频率﹑交流系统电压﹑直流磁化电流变化时﹑铁心的有效磁导率也随着社会变化﹐从而可以引起电感的变化。

必须为测试电感器指定的测试条件：

1) 测试频率﹔

2） 变压器或电感器两端的交流电压：

3) 直流磁化电流。

3. 渗漏检测及渗漏检测方法

概念:漏电感是指线圈之间不相连的漏磁通产生的电感，与线圈尺寸、绕组布置和匝数有关。漏电感是线性电感，与测试电压无关。

漏感的分类﹕

1) 初级漏感。指次级系统所有工作绕组进行短路时﹐在初级测得的电感。

2)中学漏电感。指变压器主绕组短路时在二次侧测得的电感。

3)初级到任何次级绕组的漏电感。对于有几个绕组的变压器(如多阻抗输出变压器)，当初级的一半短路时，在初级测量的电感。

4. 安全性试验

绝缘材料电阻。变压器各绕组及绕组与铁芯﹑静电进行屏蔽层之间的绝缘检测电阻在常态下均应满足大于1000MΩ，在高温环境试验和恆定温热作用试验后应不低于10MΩ（IEC-65规定为一个不低于4MΩ），测试系统绝缘内部电阻的直流工作电压为500V。

5. 耐压测试

变压器的一次和二次绕组、铁芯和静电屏蔽层应能承受IEC-65规定的50 Hz和3500V(Rms)(3000V Rms)的电压。

6. 输出端配线技术

高频变压器（如FLYBACK）在能量供应负荷系统过程中，当引线长且布线不合理时，电线之间产生的寄生电容将增加到不容忽视的程度，普通模式噪声将通过这种寄生电容器传输并导入负载系统，使负载系统无法正常工作。

试验研究证明﹐採用交纽线比并行线传输技术效果我们要好﹐即将进行输出端的两根线直接交纽在一起﹐再经过滤波通过电容传输给负载﹐这就能可以得到一个很好的滤波处理效果。这种教学方法是最经济﹑效果又好﹑是实际发展应用中用得最多的一种。

7. 屏蔽及屏蔽技术

目的:消除分布电容引起的绕组间电耦合，防止外部高频信号对变压器工作信号和负载的干扰。

措施﹕静电进行屏蔽﹑磁心接地﹑变压器加金属罩

方法:对于静电屏蔽，用铜带或金属绝缘膜在一次和二次之间进行隔离和包围，形成电气屏蔽。屏蔽厚度必须远小于穿透深度，一般是穿透深度的三分之一。屏蔽层应直接焊接到变压器初级线圈上，引线电感最小。仍然"(输入电源+或-)电压端子或接地，并屏蔽自身，绝缘不能构成短路匝，所以可以起到屏蔽作用。

8.漏电感及其影响

一般企业而言﹐变压器的初级或多或少存在漏感﹐而一部分高频变压器用在一个开关控制电源（switching）上﹐开关工作电源系统使用自己一片IC，一般我们称为电源开关管。当电源开关管由导通到截止时会导致产生反电动势﹐反电动势又会对变压器初级线圈的分布电容数据进行快速充放电﹐从而发展产生影响阻尼振荡﹐即产生振铃。漏感产生的电动势的幅度也很高﹐其能量也很大﹐因此漏极钳位电路的损耗大﹐电源的效率低。如果不采取有效保护管理措施﹐反电动势力活动产生的阻尼振荡还会不断产生具有很强的电磁辐射﹐不但对国家机器学习本身也是造成污染严重干扰﹐对机器设备周围生活环境也会产生一种严重的电磁干扰。

对于符合国际绝缘和安全标准的高频变压器，二次开路时漏感应为一次电感的1%或3%。

9. 减少漏感的措施

为了减少变压器泄漏对周围电路电磁感应的影响，一方面，变压器泄漏需要做小，另一方面，必须在变压器的周边包裹一层薄薄的铜箔，才能形成低阻抗短路环，通过涡流损失感应能量产生的泄漏。

如何减少变压器的泄漏

1)减少绕组匝数，选择高饱和磁感应、低损耗的磁性材料。

2) 减少工作绕组的厚度﹐增加一个绕组的高度﹔

3)尽量减少绕组之间的绝缘厚度

4)初级采用分层交叉缠绕

5) 对于汽车环行磁心变压器﹐均应沿环行磁心周围进行均匀绕制。

10.分布电容的影响及其降低措施

分布式电容器的影响：分布电容器是导致主开关和二级交换机之间常见模式噪声的通道：它不仅能降低电源的开关效率，而且能与缠绕的配电电感器形成LC振荡器。产生振铃噪声，主缠绕分配电容器具有特别显著的效果。

减少分布电容的方法﹕

1)尽量减少每圈电线的长度

2)在初级绕组之间增加绝缘层。

11. 高频电子变压器的损耗

高效率高频变压器应具备以下条件: 低损耗绕组本身的分布电容和绕组间的耦合电容应小。

变压器的损耗﹕

1) DC损失。是线圈铜损造成的。为了提高效率，应尽可能选择较厚的导体，使其电流密度在4~10A/MM2范围内。

2）交流过程中损耗。是由于高频电流的趋肤效应分析以及磁心损耗可以引起的。高频电流能够通过各种导线时总是趋向于从导线进行表面流过的现象我们称为趋肤效应。

变压器的损耗是两者的总和。

12. 磁芯损耗的分类

磁铁矿的总损失通常分为三种类型：歇斯底里损失、涡流损失 pc 和残余损失 Pr.

磁滞损耗与直流磁滞回线的面积成正比，与频率成线性关系。

随着频率的增加，涡流损耗在总损耗中所占的比例逐渐增大。当频率达到200ー500khz 时，涡流损耗占主导地位。

13. 涡流损耗的介绍

在磁芯线圈设计中加已经上交流电压时﹐线圈作为中流过激磁电流﹐激磁安匝产生的全部磁通Φ通过磁芯﹐假如磁芯是导体﹐磁芯本身进行截面以及周围将链合全部磁通而构成单匝的次级控制线圈。

当交流激励电压为 u 1时，根据电磁感应 u 1 = n1d & amp; phi; dt 定律，每圈的感应电势为 u 1/n 1 = d & amp; phi; dt。

因为磁芯材料的电阻率不是一个无穷大﹐顺着磁芯周边有一定的电阻值﹐感应系统电压可以产生影响电流ie，即涡流﹐流过这个过程中电阻能够引起经济损耗﹐即涡流损耗。

14. 铁芯气隙（间隙）的作用和方法。

差距的作用：

1)通过避免铁心饱和和降低磁感应强度，提高了铁心的直流磁场强度。

2)倾斜磁化曲线，提高DC工作磁场。

气隙（Gap）最好选择开在中柱。因为杂散磁通﹑边缘磁通和端面磁通全部都是经过一个线圈工作中心的截面﹐这裡的磁通密度可以最大﹐可能先发生发展饱和。

15. 两个重要的概念

趋肤效应。当导线中的交流电流减小到等于导线有效面积减小时，由于导线内部和边缘部分之间的磁通量不同，导致导线截面上的电流分布不均匀，这种现象称为趋肤效应。随着工作频率的增加，趋肤效应变得越来越重要。

穿透深度。穿透深度是由于趋肤效应。当交流电沿导体表面可达到的径向深度流过高频交流电时，有效截面的减小可用穿透深度表示。

导线的选择塬则。在选用不同变压器初﹑次级的线经时﹐应遵循一个导线直径一般小于两倍穿透研究深度的塬则﹐当导线技术要求的直径可以大于两倍穿透能力深度的决定的线径时﹐可採用小直径的导线（直径之间应该具有小于两倍穿透学生深度）多股并绕或者採用扁铜线作为设计。

看了高频变压器的详细测试流程后，技术控制员们是不是拉不住手了？