高频变压器磁芯的设计原理
高频变压器磁芯截面积和匝数的关系
高频变压器磁芯截面积和匝数的关系高频变压器磁芯截面积与匝数的关系在高频变压器的设计中，磁芯截面积和匝数是两个重要的参数。
磁芯截面积决定了磁通量的传导能力，而匝数则决定了电压的变换比。
它们之间的关系对高频变压器的性能有着重要的影响。
让我们来了解一下高频变压器的工作原理。
高频变压器是利用电磁感应的原理将输入电压变换成输出电压。
当输入电压通过主线圈时，会在磁芯中产生磁通量。
这个磁通量会通过副线圈传导，从而在副线圈中产生感应电动势，从而实现电压的变换。
磁芯截面积和匝数的关系可以通过磁通量的传导来解释。
磁芯的截面积越大，磁通量的传导能力就越强。
这意味着更多的磁通量可以通过磁芯传导到副线圈中，从而产生更大的感应电动势。
而匝数的增加会导致磁通量的进一步增加，因为匝数的增加会增加主线圈中的电流，从而增加磁通量。
因此，磁芯截面积和匝数的增加都会导致高频变压器输出电压的增加。
然而，磁芯截面积和匝数的增加也会带来一些问题。
首先，磁芯截面积的增加会导致磁芯的尺寸变大，从而增加了变压器的体积。
而匝数的增加会导致主线圈和副线圈的绕组变得更加复杂，增加了制造成本。
此外，磁芯截面积和匝数的增加还会增加变压器的损耗，因为更多的磁通量需要传导，从而增加了能量的损耗。
高频变压器的磁芯截面积和匝数之间存在着一定的关系。
增加磁芯截面积和匝数可以提高变压器的输出电压，但也会增加变压器的体积、制造成本和损耗。
因此，在设计高频变压器时，需要权衡这些因素，选择合适的磁芯截面积和匝数，以满足实际需求。
只有在综合考虑了这些因素后，才能设计出性能优异的高频变压器。
高频变压器工作原理
高频变压器工作原理开关电源中的拓扑结构有许多。
比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮番导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输出沟通电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则打算了输出电压的多少。
典型的半桥式变压电路中最为惹眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和帮助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于35mm。
而帮助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。
变压器的主要参数有电压比、频率特性、额定功率和效率等。
电压比n：变压器的电压比n与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下：n=V1/V2=N1/N2式中N1为变压器一次（初级）绕组，N2为二次（次级）绕组，V1为一次绕组两端的电压，V2是二次绕组两端的电压。
升压变压器的电压比n小于1，降压变压器的电压比n大于1，隔离变压器的电压比等于1。
额定功率P：此参数一般用于电源变压器。
它是指电源变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的输出功率。
变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关。
变压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大。
频率特性:是指变压器有肯定有工作频率范围，不同工作频率范围的变压器，一般不能互换使用。
由于变压器有其频率范围以外工作时，会消失工作时温度上升或不能正常工作等现象。
效率:是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值。
该值与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越高；变压器的输出功率越小，效率也越低。
变压器的效率值一般在60%~100%之间自耦变压器：一般变压器的一、二次线圈是相互绝缘的，只有磁的耦合而没有电的直接联系。
假如将双绕组变压器的一、二次绕组串联起来作为新的一次侧，而二次绕组仍作二次侧与负载阻抗相连接，便得到一台降压自耦变压器，的原副线圈共用一个线圈使用时，转变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。
高频变压器设计原理
摘要：阐述了高频开关电源热设计的一般原则，着重分析了开关电源散热器的热结构设计。
关键词：高频开关电源；热设计；散热器1 引言电子产品对工作温度一般均有严格的要求。
电源设备内部过高的温升将会导致对温度敏感的半导体器件、电解电容等元器件的失效。
当温度超过一定值时，失效率呈指数规律增加。
有统计资料表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％；温升50℃时的寿命只有温升为25℃时的1/6。
所以电子设备均会遇到控制整个机箱及内部元器件温升的要求，这就是电子设备的热设计。
而高频开关电源这一类拥有大功率发热器件的设备，温度更是影响其可靠性的最重要的因素，为此对整体的热设计有严格要求。
完整的热设计包括两方面：如何控制热源的发热量；如何将热源产生的热量散出去。
最终目的是如何将达到热平衡后的电子设备温度控制在允许范围以内。
2 发热控制设计开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管（如MOSFET、IGBT、GTR、SCR等），大功率二极管（如超快恢复二极管、肖特基二极管等），高频变压器、滤波电感等磁性元件以及假负载等。
针对每一种发热元器件均有不同的控制发热量的方法。
2.1 减少功率开关的发热量开关管是高频开关电源中发热量较大的器件之一，减少它的发热量，不仅可以提高开关管自身的可靠性，而且也可以降低整机温度，提高整机效率和平均无故障时间（MTBF）。
开关管在正常工作时，呈开通、关断两种状态，所产生的损耗可细分成两种临界状态产生的损耗和导通状态产生的损耗。
其中导通状态的损耗由开关管本身的通态电阻决定。
可以通过选择低通态电阻的开关管来减少这种损耗。
MOSFET的通态电阻较IGBT的大，但它的工作频率高，因此仍是开关电源设计的首选器件。
现在IR公司新推出的IRL3713系列HEXFET(六角形场效应晶体管)功率MOSFET已将通态电阻做到3mΩ，从而使这些器件具有更低的传导损失、栅电荷和开关损耗。
美国APT公司也有类似的产品。
什么是高频变压器
什么是高频变压器高频变压器是一种专门用于高频电路中的变压器。
它是一种隔离器件，通过变换输入电压和电流的值，输出需要的电压和电流。
高频变压器的作用是将电源 (input) 的高频电压转换为适合电路要求的低电压输出 (output)，通常在数十千赫范围内工作。
高频变压器的原理高频变压器原理类似于普通变压器，但也存在区别。
在高频电路中，由于其频率高，传统的铁芯变压器的磁芯和绕组的损耗就会相对较高，导致效率低下，功率损耗很大，同时由于磁芯的饱和特性，频率越高，铁芯的容量就会越小，产生越来越大的热量，进一步影响变压器的效率。
因此，高频变压器使用高导磁材料 (如氧化锌) 来作为磁芯，这种材料能够在高频下呈现出良好的电性能力，让变压器的效率得以提高。
同时，高频变压器的绕组采用细导线，使得能够承受更高的电流，并且相互之间的耦合能够减少。
高频变压器的使用场景高频变压器通常应用于无线电、通信、医疗、工业自动化、电力电子、航天航空等领域。
它在信号调节和滤波方面的作用也非常重要，因此在许多电子仪器中，高频变压器也起到了至关重要的作用。
高频变压器的优缺点优点： - 适合于高频电路中的使用 - 能够提高电路效率 - 可以获得较高的电流输出 - 相对于普通变压器，具有小体积和轻质的特点缺点： - 制造成本相对较高 - 不容易进行维修 - 选用的材料和制造工艺要求非常高，否则会影响变压器的效率和寿命结论高频变压器是一种专用于高频电路中的变压器，通过变换输入电压和电流的值，输出需要的电压和电流。
其优点包括：适合高频电路中的使用，能够提高电路效率，可以获得较高的电流输出，并且相对于普通变压器具有小体积和轻质等特点；缺点包括：制造成本较高，不容易进行维修，选用的材料和制造工艺要求非常高。
在无线电、通信、医疗、工业自动化、电力电子、航天航空等领域，高频变压器应用十分广泛。
高频变压器工作原理
高频变压器工作原理在电力传输和电子设备中，变压器是一种常见且重要的电气设备。
变压器用于将电流从一个电路传输到另一个电路，同时改变电流的电压和电流大小。
在高频电子设备中，高频变压器起着至关重要的作用。
高频变压器相较于低频变压器有着一些独特的特点，下面将为您介绍高频变压器的工作原理。
1. 基本结构高频变压器的基本结构由两个或多个线圈组成，它们通过一个铁芯相互连接。
这些线圈分别称为主线圈（Primary winding）和副线圈（Secondary winding）。
主线圈接收到高频电流，而副线圈则传输变压器输出的电流。
2. 互感耦合原理高频变压器的工作原理基于互感耦合原理。
当主线圈中通入高频电流时，它会产生一个变化的磁场。
这个变化的磁场会传导到副线圈中，导致副线圈中的电压和电流发生变化。
这种通过磁场传输电能的现象称为互感耦合。
3. 磁芯为了提高变压器的效率和性能，高频变压器通常采用铁芯作为磁路传导材料。
铁芯的存在可以集中磁场并减少能量的损耗。
常见的铁芯材料包括硅钢片。
硅钢片由硅和钢材料组成，具有较高的导磁性能和低磁滞损耗。
4. 磁通和电压变换当高频电流通过主线圈时，产生的磁场会由铁芯传导到副线圈。
根据有关电磁感应定律，当磁场变化时，副线圈中将会产生电压。
这个电压的大小与主线圈和副线圈的匝数比例相关。
高频变压器通过改变主线圈和副线圈的匝数来实现电压的变换。
如果主线圈的匝数大于副线圈的匝数，那么变压器称为升压变压器。
反之，如果主线圈的匝数小于副线圈的匝数，则称为降压变压器。
通过这种方式，高频变压器能够在不改变电流大小的情况下改变电压大小。
总结：高频变压器的工作原理基于互感耦合的原理。
它通过主线圈产生的变化磁场来传导能量到副线圈，实现电流和电压的变换。
铁芯作为磁路传导材料，能够提高变压器的效率。
通过改变线圈的匝数比例，高频变压器实现电压的变换。
高频变压器在电力传输和电子设备中扮演着重要的角色，为我们的生活和工作提供了便利和支持。
磁材功率及损耗（ＰＤＦ）
高频电源变压器磁芯的设计原理摘要：开关电源正向高频化发展，作为主变压器使用的软磁铁氧体磁芯，从材料性能、尺寸形状等均应作相应改进。
本文讨论了磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热阻系数等参数，并提出了降低材料高频损耗的微观设计方法。
1．引言电子信息产业的迅速发展，对高频开关式电源不断提出新的要求。
据报导，全球开关电源市场规模已超过100亿美元。
通信、计算机和消费电子是开关电源的三大主力市场。
庞大的开关电源市场主要由AC/DC和DC/DC开关电源两部分组成。
据预测，AC/DC开关电源全球销售收入将从1999年的91亿美元增加到2004年的122亿美元，年平均增长率为5.9%。
低功率的AC/DC（0～300W）将面向增长平衡的消费电子和计算机市场；大功率的AC/DC电源（750～1500W）将面向增长强劲的电信市场。
DC/DC电源约占整个开关电源市场的30%，但计算机与通信技术的快速融合，带动了DC/DC模块式电源的迅速增长，预计今后几年，DC/DC电源模块增长速度将超过AC/DC电源，如有人估计，中国今后五年，DC/DC电源模块市场年增长将达15%，增长主要是在电信部门。
开关式电源技术发展趋势是高密度、高效率、低噪声，以及表面贴装化。
无论是AC/DC或 DC/DC电源，除了功率晶体管外，由软磁铁氧体磁芯制成的主变压器、扼流圈及其它电感器（如抗噪声滤波器）是极重要的元件，其磁性能和尺寸直接关系到电源的转换效率和功率密度等。
在变压器设计中，主要包括绕组设计和磁芯设计。
本文拟重点讨论涉及主要变压器磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热阻等参数，并对降低磁芯总损耗提出了材料微观设计应考虑的方法。
2．电源变压器磁芯性能要求及材料分类为了满足开关电源提高效率和减小尺寸重量的要求，需要一种高磁通密度和高频低损耗的变压器磁芯。
虽然有高性能的非晶态软磁合金竞争，但从性能价格比考虑，软磁铁氧体材料仍是最佳的选择；特别在100kHz到1MHz的高频领域，新的低损耗的高频功率铁氧体材料，更有其独特的优势。
电子变压器磁设计的基本原理
电子变压器磁设计的基本原理基本原理如下：1.磁感应强度和磁通密度：磁场是由磁感应强度H和磁通密度B组成的。
磁感应强度H是单位长度上的电流，磁通密度B是通过截面上的磁通量。
通过控制磁感应强度和磁通密度的大小，可以控制变压器的输入电压和输出电压之间的变换比例。
2.磁芯材料：磁芯材料的选择对变压器的性能起着重要作用。
常见的磁芯材料有硅钢和铁氧体。
硅钢具有低磁导率和高磁饱和磁导率的特性，适用于低频变压器；铁氧体具有高磁导率和低磁饱和磁导率的特性，适用于高频变压器。
磁芯材料的选择要考虑变压器的工作频率和功率损耗。
3.匝数：一个变压器通常由两个绕组组成，即输入绕组和输出绕组。
输入绕组的匝数与输出绕组的匝数之比称为变压器的变压比。
变压器的变压比决定了输入电压和输出电压之间的关系。
变压比的选择要根据实际需求和电路设计要求进行确定。
4.线径：绕组的线径会影响变压器的损耗和效率。
对于高电流的绕组，需要选择较大的线径以减少电阻损耗；对于低电流高频的绕组，可以选择较小的线径以减小铜损耗。
线径的选择要根据变压器的功率、电流和工作频率进行合理的设计。
5.电感和磁耦合：电感是变压器的重要参数，它与绕组的匝数和磁芯的磁性质相关。
磁耦合是指输入绕组和输出绕组之间的磁连接程度，它决定了输入电流和输出电流之间的传递效率。
通过合理设计变压器的电感和磁耦合，可以达到理想的电压变换效果。
总之，电子变压器的磁设计是基于磁场的基本原理，在给定的输入电压和输出电压条件下，通过选择合适的磁芯材料、匝数和线径，以实现电压的变换。
这一设计过程需要考虑变压器的工作频率、功率要求、损耗和效率等方面的因素，以满足实际应用的需求。
高频变压器的原理
高频变压器的原理
高频变压器是一种将高频交流电能转化为不同电压的装置。
它由一个或多个线圈组成，主要包括一个主线圈（也称为原线圈或一次线圈）和一个副线圈（也称为次级线圈或二次线圈）。
在高频变压器中，主线圈通常是由大直径的导线绕成圈，而副线圈由细丝绕成。
当高频交变电压通过主线圈时，会在主线圈中产生一个变化的磁场。
这个变化的磁场会穿透到副线圈中，导致副线圈中的电流产生变化。
由于副线圈的绕组方式和主线圈不同，因此副线圈中的电流和电压会有不同的改变。
这样，高频变压器就实现了输出不同的电压。
高频变压器的工作原理涉及到电磁感应和电压的变化。
当高频交流电通过主线圈时，高频的交变电流会产生一个交变磁场。
这个交变磁场会导致主线圈和副线圈之间产生电磁感应现象。
根据法拉第电磁感应定律，当磁通量的变化率发生变化时，会在导线中产生感应电动势。
在高频变压器中，这个变化的磁通量会产生变化的电动势，从而导致副线圈中的电流和电压发生变化。
除了电磁感应原理，高频变压器还涉及到传输功率和磁耦合。
传输功率是指输入和输出之间的电能转化，通过磁耦合实现。
当主线圈中的电流产生变化时，会在主线圈和副线圈之间产生磁场耦合。
这种耦合会导致主线圈中的能量传输到副线圈中，从而实现功率的传递。
总之，高频变压器通过电磁感应和磁耦合的原理，将高频交流
电能转化为不同的电压。
这种装置在许多电子设备中广泛应用，例如无线通信、电源适配器和放大器等。
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式中，Rth即为热阻，定义为每瓦特总消散时规定热点处的温升（k/W）。铁氧体材料 的热传导系数，磁芯尺寸及开关对热阻有影响，并可用下述经验公式来表示：
Rth=
) (6)
式中，S：磁芯表面积；d:磁芯尺寸；α：表面热传导系数；λ：磁芯内部热传导系 数。
由上式可见，对电源变压器用的铁氧体材料，必须具有低的功率损耗和高的热传导 系数。实际测量表明，图5所示的N67材料显示高的热导性。从微观结构考虑，高的烧结 密度，均匀的晶粒结构，以及晶界里有足够的Ca浓度，将是有高的热导性。从磁芯尺寸 形状考虑，较大磁芯尺寸给出低的热阻，其中ETD磁芯具有优良的热阻特性，见图6；另 外无中心孔的RM磁芯（RM14A）显示出比有中心孔磁芯（RM14B）更低的热阻。
4．工作磁通密度
变压器工作磁通密度（可允许磁通密度偏移）受两方面限制：首先要受磁芯损耗引 起的可允许温升ΔθFe的限制；另一方面，也受铁氧体材料饱和磁通密度值的限制。
对单端正向型变换器，工作磁通密度ΔB=Bm-Br；对推挽式变换器，工作磁通密度Δ B=2Bm。
根据公式（2），当工作磁通密度提高时，磁芯损耗将以2.5次方比例上升，从而造 成变压器温升，因此设计的工作磁通密度首先受磁芯温升值限制，其关系式为：
对高频电源变压器磁芯，磁芯设计时应尽量增加暴露表面，如扩大背部和外翼，或 制成宽而薄的形状（如低矮形RM磁芯，PQ型磁芯等），，均可降低热阻提高通过功率。
7．磁芯总损耗
软磁铁氧体磁芯总损耗通常细分为三种类型：磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗 Pr。每种损耗贡献的频率范围是不同的，磁滞损耗正比于直流磁滞回线的面积，并与频 率成线性关系，即
Ph=f∮BdH （7）
这里，∮BdH等于最大磁通B下测得的直流磁滞回线的等值能。对于工作在频率 100khz以下的功率铁氧体磁芯，降低磁滞损耗是最重要的。为获得低损耗，要选择铁氧
高频电源变压器磁芯的设计原理
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体成分具有最小矫顽力Hc和最小各向异性常数K，理想情况是各向异性补偿点（即K≈0）
注：1）fmax是该类材料适用的最高频率。 2）B是该类材料适用的磁通密度。
3）μa100℃的振幅磁导率，B和f见表1。 4）功率损耗在100℃测量，B和f见表1。 5）是25℃初始磁导率。
高频电源变压器磁芯的设计原理
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这里，我们重点讨论（fBmaxAe）参数（暂不讨论绕组设计参数Wd）。增大磁芯尺寸 （增大Ae）可提高变压器通过功率，但当前开关电源的目标是在给定通过功率下要减小 尺寸和重量。假定固定温升，对一个给定尺寸的磁芯，通过功率近似正比于频率。图1示 出变压器可传输功率Pth与频率f的关系。提高开关频率除了要应用快速晶体管以外，还受 其它电路影响所限制，如电压和电流的快速改变，在开关电路中产生扩大的谐波谱线， 造成无线电频率干扰，电源的辐射。对变压器磁芯来说，提高工作频率则要求改进高频 磁芯损耗。图1中N67材料（西门子公司）比N27材料有更低的磁芯损耗，允许更大的磁通 密度偏移ΔB，因而变压器可传输更大的功率。磁芯总损耗PL与工作频率f及工作磁通B的 关系由下式表示：
最近发现，当电源变压器磁芯工作达MHz频段时，剩余损耗已占支配地位，采用细晶 粒铁氧体已成功地缩小了此损耗的贡献。对MnZn铁氧体来说，在MHz频率出现铁磁谐振，
形成了铁氧体的损耗。最近有人提出，当铁氧体的磁导率μi随晶粒尺寸减小而降低时， Snoek定律仍是有效的，也就是说，细晶粒材料显示出高的谐振频率，因此可用于更高频 率。另外，对晶粒尺寸减小到纳米级的铁氧体材料研究表明，在此频段还应考虑晶粒内 畴壁损耗。
(100× 100)
PW4a 1000 300 50 >2000
PW4b
1500
(50× 300)
PW5a 3000 1000 25 >1000
PW5b
2500
(25× 1000)
功耗损耗
4）
kW/m3
≤300 ≤200
≤300 ≤150
≤300 ≤150
≤300 ≤150
≤300 ≤150
μi 5) 2000 2000 2000 1500 800
3．变压器可传输功率
高频电源变压器磁芯的设计原理
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众所周知，变压器的可传输出功率正比于工作频率f，最大可允许磁通Bmax，（或可 允许磁能偏移ΔB）和磁路截面积Ae，并表示为：
Pth=CfBmaxAeWd (1)
式中，C棗与开关电源电路工作型式有关的系数（如推挽式C=1；正向变换器C=0.71；反 向变换器C=0.61）Wd棗绕组设计参数（包含电流密度S，占空因子fcu，绕组截面积AN 等）。
表1 功率铁氧体材料分类
性能因
fmax 类别 1)
f
B 2) μa 3)
kHz mT
kHz
子
（B× f）
mT×kHz
PW1a
4500
100 PW1b
15
300 >2500
(300× 15)
PW2a
5000
200 PW2b
20
200 >2500
(200× 25)
PW3a
10000
PW3b
300
100 100 >3000
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磁芯体积；反之，相同磁芯尺寸的变压器，采用高（fBmax）乘积的铁氧体材料，可传输 更大的功率。我们将此乘积称为“性能因子”，这是与铁氧体材料有关的参数，良好的 高频功率铁氧体显示出高的（fBmax）值。图3示出德国西门子公司几种铁氧体材料性能 因子（PF）与频率关系，功率损耗密度定为300mW/cm3（100℃），可用来度量可能的通过 功率。可以看到，经改进过的H49i材料在900kHz时达到最大的（fBmax）乘积为 37000H2T，比原来生产的H49材料有更高的值，而N59材料则可使用到f=1MHz以上频率。
变压器更为重要。随着频率提高，涡流损耗在总损耗中所占比例逐步增大，当工作频率 达200～500kHz时，涡流损耗常常已占支配地位。从图7所示R2KB1材料磁芯总损耗（包括 磁滞和涡流损耗）与频率关系实测曲线，可得到证明。减小涡流损耗主要是提高多晶铁 氧体的电阻率。从材料微观结构考虑，应用均匀的小晶粒，以及同电阻的晶界和晶粒； 因为小晶粒具有最大晶界表面而增大电阻率，而附加CaO+SiO2，或者Nb2O5、ZrO2和Ta2O5 匀对增高电阻率有益。
2．电源变压器磁芯性能要求及材料分类
为了满足开关电源提高效率和减小尺寸重量的要求，需要一种高磁通密度和高频低 损耗的变压器磁芯。虽然有高性能的非晶态软磁合金竞争，但从性能价格比考虑，软磁 铁氧体材料仍是最佳的选择；特别在100kHz到1MHz的高频领域，新的低损耗的高频功率 铁氧体材料，更有其独特的优势。为了最大程度地利用磁芯，对于较大功率运行条件下 的软磁铁氧体材料，在高温工作范围（如80～100℃），应是有以下最主要的磁特性：
新发布的“软磁铁氧体材料分类”行业标准（等同IEC1332-1995），将高磁通密度 应用的功率铁氧体材料分为五类，见表1。每类铁氧体材料除了对振幅磁导率和功率损耗 提出要求外，还提出了“性能因子”参数（该参数将在下面进一步叙述）。从PW1～PW5 类别，其适用工作频率是逐步提高的，如PW1材料，适用频率为15～100kHz，主要应用于 回扫变压器磁芯；PW2材料，适用频率为25～200kHz，主要应用于开关电源变压器磁芯； PW3材料，适用频率为100～300kHz；PW4材料适用频率为300kHz～1MHz；PW5材料适用频 率为1～3MHz。现在国内已能生产相当于PW1～PW3材料，PW4材料只能小量试生产，PW5材 料尚有待开发。
PL=KfmBnVe(W) （2）
这里，n是steinmetz指数，对功率铁氧体来说，典型值是2.5。指数m=1～1.3，当磁 损耗单纯地由磁滞损耗引起时，m=1; 当f=10～100kHz时，m=1.3, 当f>100kHz时，m将随 频率增高而增长，见图2，这个额外损耗是由于涡流损耗或剩余损耗引起的。很明显，对 于高频运行的铁氧体材料，要努力减小m值。
图1 ETD磁性可传输功率Pth与频率关系 (Siemens)-N67......N27
图2 磁损与频率关系
图3 材料性能因子与频率关系(Siemens) 图4 性能因子最大值频率与d2/ρ之间关
高频电源变压器磁芯的设计原理
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高频电源变压器磁芯的设计原理
摘要：开关电源正向高频化发展，作为主变压器使用的软磁铁氧体磁芯，从材料性能、 尺寸形状等均应作相应改进。本文讨论了磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热 阻系数等参数，并提出了降低材料高频损耗的微观设计方法。
1．引言
电子信息产业的迅速发展，对高频开关式电源不断提出新的要求。据报导，全球开 关电源市场规模已超过100亿美元。通信、计算机和消费电子是开关电源的三大主力市 场。庞大的开关电源市场主要由AC/DC和DC/DC开关电源两部分组成。据预测，AC/DC开关 电源全球销售收入将从1999年的91亿美元增加到2004年的122亿美元，年平均增长率为 5.9%。低功率的AC/DC（0～300W）将面向增长平衡的消费电子和计算机市场；大功率的 AC/DC电源（750～1500W）将面向增长强劲的电信市场。DC/DC电源约占整个开关电源市 场的30%，但计算机与通信技术的快速融合，带动了DC/DC模块式电源的迅速增长，预计 今后几年，DC/DC电源模块增长速度将超过AC/DC电源，如有人估计，中国今后五年， DC/DC电源模块市场年增长将达15%，增长主要是在电信部门。开关式电源技术发展趋势 是高密度、高效率、低噪声，以及表面贴装化。无论是AC/DC或 DC/DC电源，除了功率晶 体管外，由软磁铁氧体磁芯制成的主变压器、扼流圈及其它电感器（如抗噪声滤波器） 是极重要的元件，其磁性能和尺寸直接关系到电源的转换效率和功率密度等。在变压器 设计中，主要包括绕组设计和磁芯设计。本文拟重点讨论涉及主要变压器磁芯设计中应 考虑的通过功率、性能因子、热阻等参数，并对降低磁芯总损耗提出了材料微观设计应 考虑的方法。