高频电路的变压器

变压器是靠磁通交链，或者说是靠互感进行耦合的。

(1)为了减少损耗，高频变压器常用导磁率μ高、高频损耗小的软磁材料作磁芯。

(2)高频变压器一般用于小信号场合，尺寸小，线圈的匝数较少。

图1—14高频变压器的磁芯结构

(a)环形磁芯；(b)罐形磁芯；(c)双孔磁芯

图1—15高频变压器及其等效电路

(a)电路符号；(b)等效电路图1—16(a)是一中心抽头变压器的示意图。

初级为两个等匝数的线圈串联，极性相同，设初次级匝比n=N1/N2。作为理想变压器看待，线圈间的电压和电流关系分别为

图1—16中心抽头变压器电路

（a）中心抽头变压器电路；（b）作四端口器件应用32传输线变压器 传输线变压器就是利用绕制在磁环上的传输线而构成的高频变压器。图1—17为其典型的结构和电路图。

图1—17传输线变压器的典型结构和电路

(a)结构示意图；（b）电路

图1—18传输线变压器的工作方式

(a)传输线方式；(b)变压器方式

图1—19传输线变压器的应用举例

(a)高频反相器；(b)不平衡—平衡变换器；(c)1∶4阻抗变换器；(d)3分贝耦合器

高频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。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈

在高频变压器设计[3]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。通常变压器的漏感，控制为初级电感量的1%～3%。

初级线圈的漏感----变压器的漏感是由于初级线圈和次级线圈之间，层与层之间，匝与匝之间磁通没有完全耦合而造成的。

分布电容----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，绕组与屏蔽层之间形成的电容称为分布电容。

初级绕组----初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。

次级绕组----初级绕组绕完，要加绕(3～5)层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，符合绝缘耐压的要求。

偏压绕组----偏压绕组绕在初级和次级之间，还是绕在最外层，和开关电源的调整是根据次级电压还是初级电压进行有关。

高频线圈在逆变器中的工作原理是，高频逆变器中高频变压器的绕制包括两方面：

第一是：要注意每个绕组要采用多股细铜线并在一起绕,不要采用单根粗铜线,因为高频交流电有集肤效应。

所谓集肤效应,简单地说就是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的(实际是越靠近导线中轴电流越弱,越靠近导线表面电流越强)。高频线圈采用多股细铜线并在一起绕,实际就是为了增大导线的表面积,从而更有效地使用导线。例如初级的3T+3T,你如果用直径250mm的单根漆包线,导线的截面积为49平方毫米,而如果用直径041mm的漆包线(单根截面积0132平方毫米)38根并绕,总的截面积也达到要求。这种导线方法有两种

第一种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=25×314×1×L=785L,第二种方法导线的表面积为:单股导线截面周长×股数×绕组总长度=041×314×38×L=4892L,第二种方法导线的表面积大得多，因为后者是前者的4892L/785L=62倍。导线有效使用率更高,电流更通畅,并且因为细导线较柔软,更好绕制，次级75T高压绕组用3~5根并绕即可。

第二是：高频逆变器中高频变压器最好采用分层、分段绕制法,这种绕法主要目的是减少高频线圈的漏感和降低分布电容。

例如高频变压器的线圈的绕法,初级分两层,次级分三层三段，具体是:

1、绕次级高压绕组第一段，接好引出线(头),先用5根并绕次级高压绕组25T,线不要剪断,然后包一层绝缘纸(绝缘纸要薄,包一层即可,否则由于以下多次要用到绝缘纸,有可能容不下整个线包),准备绕初级低压绕组的一半。

2、绕初级低压绕组的一半，预留引出线(头),注意是预留,因为后面要统一并接后再接引出线,以下初级用“预留”一词时同理用19根并绕3T,预留中心抽头,再并绕3T,预留引出线(尾),线剪断在具体操作时这里还有一个技巧,即由于股数多,19股线一次并绕不太方便,扭矩张力也大,就可以分做多次,如这里可分做三次,每次用线6到7股,这样还可绕得更平整注意三次的头、中、尾放在一起,且绕向要相同，然后又包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第二段。

3、绕次级高压绕组第二段将前面没有剪断的次级高压绕组线翻转上来(注意与前面的初级绕组线不要相碰,必要时可用绝缘纸隔开),又并绕25T,注意绕向要与前面的第一段相同,线仍不剪断又包一层绝缘纸,准备绕初级低压绕组的另一半。

4、绕初级低压绕组的另一半，再按步骤2同样的方法绕一次初级低压绕组,注意绕向要与前面的一半相同同样线剪断,包一层绝缘纸,准备绕次级高压绕组第三段。

5、绕次级高压绕组第三段，再按步骤3提示的方法绕完剩下的次级高压绕组25T,仍注意绕向与前面的两段相同。接好引出线(尾),线剪断。至此,所有的绕组都绕完了。

6、合并初级低压绕组，将前面两次绕的初级低压绕组,头与头并接,中心抽头与中心抽头并接,尾与尾并接(这样绕组匝数仍是3T+3T,而总的并线为38根),接好引出线,即得到初级低压绕组的头、中、尾三个引出端最后缠一层绝缘胶带,至此线包制作完成。