【OFweek電源網(wǎng)】在開關(guān)電源中，高頻變壓器是進(jìn)行能量儲(chǔ)存和傳輸?shù)闹匾考?。一個(gè)高頻變壓器應(yīng)具有漏感小、線圈分布電容小，各線圈之間的耦合電容也要小的特點(diǎn)。本文闡述通過改善變壓器的加工工藝來減小漏感和線圈本身的分布電容，提高開關(guān)電源的可靠性。

初級(jí)線圈的漏感和分布電容

在高頻變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，變壓器的漏感和分布電容必須減至最小，因?yàn)殚_關(guān)電源中高頻變壓器傳輸?shù)氖歉哳l脈沖方波信號(hào)。在傳輸?shù)乃沧冞^程中，漏感和分布電容會(huì)引起浪涌電流和尖峰電壓，以及頂部振蕩，造成損耗增加。雖然在開關(guān)晶體管的漏極上增加鉗位和吸收電路可以克服尖峰電壓，但過大的尖峰會(huì)導(dǎo)致鉗位和吸收電路損耗的增加，使開關(guān)電源的效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致功率開關(guān)管的損壞。通常變壓器的漏感，控制為初級(jí)電感量的1%～3%。

1、初級(jí)線圈的漏感

變壓器的漏感是由于初級(jí)線圈和次級(jí)線圈之間，層與層之間，匝與匝之間磁通沒有完全耦合而造成的。在變壓器繞制加工中可采取下列措施。

(1)盡量減少繞組的匝數(shù)，選用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度、低損耗的磁性材料。

(2)增加線圈尺寸的高度和寬度之比。

(3)盡可能減小繞組間的絕緣厚度，但必須保證變壓器本身有足夠絕緣強(qiáng)度。

(4)采用分層交叉繞制方式繞制初級(jí)、次級(jí)繞組。

(5)采用環(huán)型磁心變壓器時(shí)，不管初級(jí)、次級(jí)繞組的匝數(shù)有多少，在繞制繞組時(shí)，均沿環(huán)型圓周均勻分布地繞制。對于大電流工作狀態(tài)下的環(huán)型磁心變壓器，采用多繞組并聯(lián)方式繞制，并且盡可能地減小線徑。

(6)改善線圈之間的耦合程度。

(7)在輸入電壓不太高的情況下，初級(jí)、次級(jí)繞組采用雙線并繞的加工工藝。

其中減少初級(jí)線圈的匝數(shù)及增加線圈尺寸的高度和寬度之比，與所選擇的磁心形狀有關(guān)。如果磁心放置線圈的心柱尺寸足夠大，足以能使初級(jí)繞成兩層，甚至繞成一層的話，就可以有效地減小初級(jí)的漏感及分布電容的值。高頻變壓器適于采用中間心柱較長的磁心，不適合采用矮胖形狀的磁心。在上述措施中變壓器繞組的匝數(shù)不能減得太少，否則當(dāng)輸入電壓太高，或者脈沖太寬時(shí)，會(huì)引起磁心飽和，導(dǎo)致變壓器繞組的電感值急劇降低，繞組對交流電流的限流作用降低，嚴(yán)重時(shí)進(jìn)入短路狀態(tài)，在微秒的時(shí)間里，有幾十乃至幾百安培的電流通過半導(dǎo)體器件，使之失效。