大功率高压高频变压器的设计
大功率高压高频变压器的设计
大家都知道，在高压开关电源中，实现能量的存储和传递、用以隔离和升压的高频变压器是项目设计的关键和难点，其性能的好坏不仅直接影响到输出是否产生波形的畸变及能量传输的效率，它在绝缘、寄生、损耗、电晕放电及整流等方面与其它普通变压器有着明显的不同，我在这里抛砖引玉，请大家就就如何提高此类变压器的可靠性、降低分布参数（漏感、分布电容），提高生产工艺进行探讨。
那我只好自己先说几句，如有不对之处欢迎批评谢绝拍砖，先从分布电容说起：
在变压器中，由于两个导体之间分布或寄生的电气耦合，绕组线匝之间、同一绕组上下层之间、不同绕组之间、绕组对屏蔽层之间沿着某一线长度方向的电位分布是变化的，这样就形成了分布电容，由下式表示：
式中：M为分段的段数；N为每段的层数；Co为静态电容（pf）；U为层间的电位差；UP为初级电压。
高频变压器的分布电容主要是由绕组对磁芯（或对屏蔽层）分布电容、各绕组之间分布电容、绕组与绕组之间分布电容、以及初、次级之间分布电容四部分组成（其中初、次级之间的分布电容由于高频高压变压器基本都设有屏蔽绕组，由于屏蔽层的存在，大大减小了原副边耦合电容，其影响可以忽。
35w12v高频变压器绕制
35w12v高频变压器绕制
35W12V高频变压器绕制通常指的是需要制作一个输出功率为35W、输入电压为12V的高频变压器。
高频变压器通常用于电子设备中，将一个电压级别转换为另一个电压级别，或者用于实现电气隔离等功能。
要绕制一个35W12V的高频变压器，需要考虑以下几个关键因素：
1.铁芯材料和尺寸：选择适当的铁芯材料和尺寸是关键，因为它们将决定变
压器的性能和效率。
2.线圈匝数：根据输入和输出电压的要求，确定适当的线圈匝数。
3.线材规格：选择适当线材规格以承载所需的电流，并保持适当的绝缘。
4.绕制方式：确定合适的绕制方式，如层绕、分布式绕制等，以提高变压器
的效率。
5.绝缘处理：确保线圈之间的绝缘和线圈与铁芯之间的绝缘，以确保电气性
能和安全。
6.磁芯选择：选择合适的磁芯材料和尺寸，以确保变压器的性能和稳定性。
总之，35W12V高频变压器绕制是指根据特定的要求和规格，设计和制造一个能够实现特定功能的高频变压器。
这个过程需要充分了解变压器的原理和设计方法，并考虑到各种因素，以确保最终的变压器性能达到要求。
开关电源之高频变压器设计
开关电源之高频变压器设计发表时间：2019-06-18T17:24:32.980Z 来源：《科技研究》2019年4期作者：张升[导读] 本文主要介绍高频变压器具体参数的确定、及其在设计过程应当注意的问题及并提出相应的解决办法。
（中山市木林森光电有限公司 528415）摘要：开关电源设计中的难点之一就是高频变压器的设计，由于高频变压器是开关电源中进行能量储存和能量传输的重要部件，其合理性与参数计算的正确性将直接影响到开关电源的整体性能。
而衡量高频变压器的好坏，除了要考虑一般变压器中涉及的效率、运行特性等方面，还要考虑到其交直流损耗、漏感、线圈本身分布参数等诸多方面影响。
本文主要介绍高频变压器具体参数的确定、及其在设计过程应当注意的问题及并提出相应的解决办法。
关键词：开关电源；高频变压器；设计要点1 开关电源之高频变压器的主要构成及分类从广义上来说，凡以半导体功率的开关器件为开关管，经对开关管进行高频开通以及关断控制，会将电能形态转化为其他电能形态装置，这就是所谓的开关转换器。
用开关转换器作为主要的组成部件，以闭环自动控制来稳定它的输出电压，并且在电路中增加保护环节电源，此为开关电源。
若用高频DC/DC 转换器作为开关电源工作时的开关转换器则就成为高频开关电源。
高频开关电源基本的路线是由开关型的功率变换器，整流滤波电路，交流直线转换电路以及控制电路组成。
高频开关电源变压器分类方式：(1)按照驱动方式的不同可以分为他激式和自激式；(2)按照电路的拓扑结构可以分为隔离式和非隔离式；前者包括正激式，反激式与半桥式，全桥式，推挽式；后者包括降压型与升压型等；(3)按照输出输入间是否有着电器隔离，可将其分为隔离式与非隔离式；(4)按照DC 转换器/DC 开关条件，可将其分为硬开关以及软开关。
2 开关电源之高频变压器的设计要点2.1 整体设计对于实用的可调开关电源，需能控制输出电压在合适的范围内调节，并且保证电流不超过所设计的最大值。
高频高压变压器参数设计
作者： 吴玲虹
作者机构： 闽西职业技术学院
出版物刊名： 科学中国人
页码： 29-30页
年卷期： 2017年 第2Z期
主题词： 高压变压;稳定性;可靠性
摘要：本文主要介绍高频高压变压器的一部分参数的设计思路,先从最重要的变压器磁性材料入手,分析市场上各种磁性材料的特点并从中选取铁氧体作为磁芯材料,并以EE240磁芯的规格来设计。
接下来通过高频高压变压器参数算式得出其绕组规格、低压侧匝数、漏感的具体设计值,最终根据参数设计出高频高压变压器模型。
高频高压变压器是高频电源系统的关键部分起着升压,能量传递和绝缘隔离的作用。
对于电除尘器高频电源来说,对变压器频率、电压等级和频率都有特殊要求,因此高频高压变压器的设计难度很大。
高频高压变压器性能不但影响变压器本身效率,还会影响电源系统的可靠性和稳定性。
基于散热分析的大功率电力电子变压器结构设计
基于散热分析的大功率电力电子变压器结构设计摘要：在新型的电力电子变压器逐步得到推广应用的大背景下，本文通过对新型的电力电子变压器电路拓扑及散热分析提出一种结构设计方案。
关键词：电力电子变压器、散热、结构设计电力电子变压器是智能的电力变压器，随着经济社会的快速发展，电力系统出现了新的特点，比如分布式发电系统广泛应用，电动汽车、直流空调等直流负载的迅猛增长，用户对电能质量的要求也越来越高。
同时逐步走向碳达峰、碳中和的大环境下，衍生出了更多样的用能场景，传统的变压器已难以满足电力系统发展的需求，新型的电力电子变压器将逐步得到推广应用。
电力电子变压器以电力电子器件为基础，其结构上与传统变压器完成不同，随着设备功率越来越大，功率器件的发热量也随即增大而导致热源集中。
散热分析与结构设计对于电力电子变压器能否长期稳定运行有着重要影响，本文通过对新型的电力电子变压器电路拓扑及散热分析提出一种结构设计方案，供读者参考。
1电力电子变压器的基本原理随着电力电子技术不断往大功率方向发展，一种基于电力电子变换技术的新型变压器得到了广泛关注，该新型变压器普遍称为电力电子变压器。
电力电子变压器结合电力电子变换技术和高频电能变换技术，其核心为电力电子开关器件，通过对开关器件与常规电路元件、变压器的应用与组合，可实现如电气隔离、电压变换、能量传输、功率调节等诸多功能[1]。
半桥或全桥结构是电力电子变压器拓扑中最基本的结构，也是最常用的拓扑结构，但不能对变换器一次侧和二次侧的电流、电压实现灵活调节能力。
随着电力电子变压器的进一步发展，在变换环节中间增加了直流环节，结构虽然复杂一些，但其可控性能更好，同时由于采用了高频变压器，变压器的体积也得到了大幅度缩小。
目前常用的电力电子变压器采用双有源桥加H桥的结构，单个变换电路如图 1 所示，根据图中所示，电力电子变压器的工作原理为：高压10kV交流电，经过输入端的电力电子变换器将高压低频交流变换成高频交流，而后经高频变压器将高频交流电进行降压，传输至输出端的整流变换器，变换成所需的低压直流电，再向负载供电[2]。
高频变压器的设计与制作
(12)
B (4)一般来说，采用铁氧体磁芯 E128 时，要把 m 控制在 3kGs 以下。
图 1 开关电源原理图 本文介绍了一款如图 1 所示的 DC—DC 变换器，输入电压为直流 24V，输出电压分别为 5V 及 12V 的多 路直流输出。要求各路输出 电流都在 lA 以上，核心器件是美国 Unitrode 公司生产的一种高性能单端输出 式电流控制型脉宽调制器芯片 UC3842，最高工作频率可达 200kHz。根据锌锰铁氧体合金的优异电磁性能， 通过具体示例介绍工作频率为 100kHz 的高频开关电源变压器的设计及注意事项。
小，但存在副边二极管的反向恢复问题，需要给二极管加吸收 电路。这两种工作模式可根据实际需求来选 择，本文采用了后者。
f U U 设计变压器时大多需要考虑下面问题：变换器 频率 (H2)；初级电压 1(V)，次级电压 2(V)；次级电 i n n u 流 2(A)；绕组线路参数 1、， 2；温升 τ (℃)；绕组相对电压降 ；环境温度 τ HJ(℃)；绝缘材料密度 γ
W W E ＝ 2i
0 2i
7)初级绕组电流
(2) (3)
(4) (5)
(6) 8)次级绕组电流
(7)
n n 其中， 1、 2：分别是初级绕组和次级绕组的每层匝数。
9)初级绕组线径
(8) 10)次级绕组线径(来自)j 其中， 是电流密度。
详细的变压器设计方法与计算相当复杂，本文参照经验公式，依据下面的步骤设计了本例转换器中的 高频变压器。 3．1 确定变压器的变比
高频变压器设计范本
Corp：xxx Designer：xxx TEL：xxx Date：2010-2-26
变压器型号：xxxxxx VER： 2.0
CHE200-30GT1
NP8NP7NP6NP5NP4NP3
图1、变压器原理图
技术要求：
1、绕制要求紧密、均匀，不同绕组间要用绝缘胶带隔开(见图3)
2、NS2、NS3并绕，NP3~NP8并绕。
3、引出线要套高压铁氟龙套管，套管伸至边空内。
4、原副边耐压要求：各绕组-绕组之间及绕组-磁芯之间3000V AC/1分钟，要求无闪
烙，漏电流<1mA 。
(NP为原边绕组，NS为副边绕组)
5、磁芯型号：PC40
6、骨架：采用我司最新开模骨架：ETD34 (18+18PIN)
7、NP1绕组电感：3.5 mH±5%
8、漏感：<80 uH(1kHz，1V，短NP2~NP8、NS1~NS4，测NP1)
9、变压器要浸漆烘干并拔掉不用的引脚
10、变压器铁芯最外层加焊宽12mm的铜铂，并外包一层绝缘胶带。
请标示出第
1脚。
11、标明变压器型号和生产日期。
图2、变压器骨架引脚图(引脚朝下，俯视图)
1T 1T
1T 1T 1T 1T 1T
2T
绕组
绝缘胶带
边空档带
图3、内部绕线示意图
注： 1、各层之间的绝缘胶带必须要绕；（尤其NP1绕组层间绝缘胶带必须有）； 2、内层NP1绕60匝，最外层NP1绕38匝。
3、NP1、NP2均留边墙胶带。
请打样 10 PCS ，希望3月5日前完成。
谢谢合作！ 如有疑问，请电话联系。
大功率高频高压整流电源的研制
３ 运 行 方 式
采用上述主 电路及 驱动电路结构 ．研制 出输
出为 １６Ａ ８ Ｖ 的 电除尘 用 高 频 高压 整 流 电源 。 ． ／０ｋ 电源 实 际运 行 波 形 如 图 ５ 示 ．其 中 ｉ 谐 振 电 ａ所 为
驱动器主要采用 ２ Ｄ ０Ｃ ７Ｓ提供 了 ２ 驱 Ｅ ３ ０ １一 个
串联 谐 振 频 率 的 １２时 。谐 振 电流 会 出 现 连 续 现 １ 象 ，Ｇ Ｔ开通 时就 处 于 非 零 电流 开 通 状 态 ，导 致 ＩＢ 开 通 损 耗 较 大 ． 容 易造 成 较 高 的 电压 尖 峰 。 流 且 整
作者 简 介 ： 陈 颖 （９ ０ ， ， 建 龙 岩 人 ， １７ 一） 男 福 高级 工 程 师 ，
ＣＯ Ｍ Ａ ４ ２
Ｖ ． Ａ ４ ０ Ｓ ｎｅ ｅ ｓ Ａ ３ ９ ＲＣ Ａ ２ ＥＤ３ Ｏ ７ Ｓ Ｏ Ｃ１ ． ＣＯ Ｍ Ｂ ３ ０
，
的大幅波动和 因 电场闪络带来的 电流冲击 ，从而 迅 速 熄 灭 闪络 并 且 快速 恢 复 电场 能 且 【 ， １ 。
图 ２ 主 电 路 原 理 图
其 中整 流 电路 为不 可控 整流 桥 。滤 波 电路 由 滤波 电感 及 滤 波 电容 Ｃ 组成 。 可 抑 制 ｄ／ｔ ｉ ， ｄ 保 护 Ｃ， 同 时 起 到 调 节 系 统 功 率 因 数 的 作 用 ， Ｃ 可保 证 后 面 的 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ能够 安 全 稳 定 运 行 。 桥 逆变 全 电路 由 ４个 ＩＢ Ｇ Ｔ模 块 组 成 。Ｇ Ｔ模 块 内 部 集 成 ＩＢ 有 续 流 二 极 管 。 输 出 功 率 由 ＩＢ Ｇ Ｔ的 开 关 频 率 调 节 。 串 联 谐 振 电 路 由谐 振 电感 Ｌ 和 谐 振 电容 Ｃ 组成。 减小 ＩＢ 为 Ｇ Ｔ开 关 时 的损 耗 ，Ｇ Ｔ需 要 做 到 ＩＢ 零 电流 开通 和 零 电压 关 断 ，即 要 求 其 开 关 频 率 小 于 串联谐 振 频 率 的 １２ 当 Ｉ Ｂ １。 Ｇ Ｔ的开 关 频 率 大 于
面向电力电子变压器应用的大容量高频变压器技术综述
4、大容量高频变压器的检测与 维护
4、大容量高频变压器的检测与维护
为了保证大容量高频变压器的可靠性和稳定性，需要进行严格的检测和维护。 检测主要包括电气性能测试、机械性能测试和环境适应性测试等。电气性能测试 主要包括电压比、阻抗、绝缘电阻等测试项目，以检验变压器的电气性能是否符 合设计要求。机械性能测试则主要包括振动测试、冲击测试和寿命测试等，以检 验变压器的机械强度和稳定性。环境适应性测试则主要包括高温、低温、湿度等 环境因素对变压器性能的影响。
参考内容
内容摘要
电力电子变压器是现代电力系统中不可或缺的重要组成部分，而高频变压器 在其中扮演着关键的角色。本次演示将深入探讨电力电子变压器中高频变压器磁 芯和绕组特性的相关问题，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
内容摘要
在过去的研究中，高频变压器得到了广泛的。它的基本原理是通过在变压器 铁芯上绕制线圈，利用电磁感应原理实现电能的传递。由于高频变压器的频率较 高，因此具有小型化、高效化和轻量化等优点。在电力电子变压器领域，高频变 压器的设计主要涉及到磁芯和绕组的特性，这些特性对变压器的性能和稳定性有 着至关重要的影响。
谢谢观看
1、可以实现交直流的自由转换，提高电网的灵活性和稳定性； 2、可以实现能量的双向传递，提高能源利用效率；
一、交直流配电网电力电子变压器的概念和应用背景
3、具有较宽的调节范围，可以满足不同负荷的需求；
4、具有较高的效率，可以减少 能源损耗。
4、具有较高的效率，可以减少能源损耗。
在实际应用中，交直流配电网电力电子变压器已经得到了广泛的应用，例如 风力发电、太阳能发电、直流微电网、智能楼宇等领域。
主体部分
1、大容量高频变压器的技术概 述
一种80kV高压脉冲变压器设计
Telecom Power Technology设计应用kV高压脉冲变压器设计邹祖娇（合肥华耀电子工业有限公司，安徽合肥介绍了一款用于电除尘设备脉冲高压电源中高压脉冲变压器的设计方法，主要分析脉冲变压器的关键设计点，并建模进行电场仿真。
结果表明，产品上机工作正常并可靠运行。
高压电源；脉冲变压器；电场仿真Design of an 80 kV High Voltage Pulse TransformerZOU Zu-jiaoECU Electronics Industrial Co.，Ltd.，HefeiThe design method of a high voltage pulse transformer used in pulse high voltage power supply of electrostatic precipitator is introduced. The key design points of the pulse transformer are mainly analyzedis carried out based on the model. The results show that the product works normally and reliably on the computer.pulse transformer；electric field simulationVoltage [V]1.2000e+0051.1249e+0051.0498e+0059.7476e+0048.9968e+0048.2460e+0047.4951e+0046.7443e+0045.9935e+0045.2427e+0044.4919e+0043.7411e+0042.9903e+0042.2395e+0041.4887e+0047.3787e+003-1.2935e+002。
高频变压器的设计方法
高频变压器设计方法高频变压器的设计包括：线圈参数的设计，磁芯材料的选择，磁芯结构的选择，磁芯参数的设计，组装结构的选择等内容。
下面对高频变压器线圈参数的计算与选择、磁芯材料的选择、磁芯结构的选择、磁芯参数的设计和组装结构的选择进行详细介绍。
(1) 高频变压器线圈参数的计算与选择高频变压器的线圈参数包括：匝数、导线截面(直径)、导线形式、绕组排列和绝缘安排。
原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定，匝数不能过多也不能过少。
如果匝数过多，会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少，在外加激磁电压比较高时，有可能使匝间电压降和层间电压降增大，而必须加强绝缘[5]。
副绕组匝数由输出电压决定。
导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。
还要注意的是导线截面(直径)的大小还与漏感有关。
高频变压器的绕组排列形式有：①如果原绕组电压高，副绕组电压低，可以采用副绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组，原绕组在最外层的绕组排列形式，这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排;②如果要增加原和副绕组之间耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式，这样有利于减少漏感。
另外，当原绕组为高压绕组时，匝数不能太少，否则，匝间或者层间电压相差大，会引起局部短路。
对于绝缘安排，首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。
等级低，满足不了耐热要求，等级过高，会增加不必要的材料成本。
其次，对在圆柱形磁路上绕线的线圈，最好采用线圈骨架，既可以保证绝缘，又可以简化绕线工艺。
另外，线圈最外层和最里层，高压和低压绕组之间都要加强绝缘。
如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜，加强绝缘应垫2～3层绝缘薄膜。
(2) 高频变压器磁芯材料的选择高频变压器磁芯一般使用软磁材料。
软磁材料有较高磁导率，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有较高的磁感应强度，线圈就能承受较高的外加电压，因此在输出功率一定的情况下，可减轻磁芯体积。