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高頻變壓器在開(kāi)關(guān)電源中的加工工藝
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zui小,，因?yàn)?strong>開(kāi)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^(guò)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(kāi)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(guò)大的尖峰會(huì)導(dǎo)致鉗位和吸收電路損耗的增加,，使開(kāi)關(guān)電源的效率降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致功率開(kāi)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(méi)有*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(duì)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(huà),，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(zhǎng)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(duì)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(guò)半導(dǎo)體器件,，使之失效。
2 分布電容
變壓器繞組線匝之間,，同一繞組的上,、下層之間，不同繞組之間,，繞組與屏蔽層（或磁心）之間形成的電容稱(chēng)為分布電容,。開(kāi)關(guān)變壓器分布電容主要由下面幾部分組成。
（1） 各繞組與屏蔽層（或磁心）之間的分布電容,。
（2）各繞組線匝之間的分布電容,。
（3）繞組與繞組之間的分布電容。
（4）各繞組的上,、下層之間的分布電容,。
在開(kāi)關(guān)電源的晶體管通,、斷期間，線圈的分布電容被反復(fù)地充電和放電,，其能量都被鉗位和吸收電路所消耗,，降低了開(kāi)關(guān)電源的效率。此外,，線圈的分布電容還與線圈的漏感一起形成LC振蕩,，產(chǎn)生振鈴噪聲。要減小分布電容可以采取下列措施：
（1） 繞組進(jìn)行分段繞制;
（2）正確安排繞組的極性,，以減小各繞組之間的電位差;
（3）初級(jí),、次級(jí)繞組之間增加靜電屏蔽措施;
（4）選擇漏磁勢(shì)組數(shù)M=4。
3 初級(jí)繞組
初級(jí)繞組應(yīng)放在zui里層,，這樣可使變壓器初級(jí)繞組每一匝用線長(zhǎng)度zui短,，從而使整個(gè)繞組的用線為zui少，這有效地減小了初級(jí)繞組自身的分布電容,。在通常情況下,，變壓器的初級(jí)繞組被設(shè)計(jì)成兩層以下的繞組，可使變壓器的漏感為zui小,。
初級(jí)繞組放在zui里面,，使初級(jí)繞組得到了其他繞組的屏蔽，有助于減小變壓器初級(jí)繞組和鄰近器件之間電磁噪聲的相互耦合,。
初級(jí)繞組放在zui里面,，使初級(jí)繞組的起始端作為連接開(kāi)關(guān)電源功率晶體管的漏極或集電極驅(qū)動(dòng)端，可減少變壓器初級(jí)對(duì)開(kāi)關(guān)電源其他部分電磁騷擾的耦合,。
4. 次級(jí)繞組
初級(jí)繞組繞完,，要加繞（3～5）層絕緣墊襯再繞制次級(jí)繞組。這樣可減小初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間分布電容的電容量,，也增大了初級(jí)和次級(jí)之間的絕緣強(qiáng)度,，符合絕緣耐壓的要求。減小變壓器初級(jí)和次級(jí)之間的電容有利于減小開(kāi)關(guān)電源輸出端的共模騷擾,。
如果開(kāi)關(guān)電源的次級(jí)有多路輸出,，并且輸出之間是不共地的，為了減小漏感,，讓功率zui大的次級(jí)靠近變壓器的初級(jí)繞組,。如果這個(gè)次級(jí)繞組只有相對(duì)較少幾匝，則為了改進(jìn)耦合情況,，還是應(yīng)當(dāng)設(shè)法將它布滿(mǎn)完整的一層,，如可以采用多根導(dǎo)線并聯(lián)的辦法,，有助于改進(jìn)次級(jí)繞組的填充系數(shù),。其他次級(jí)繞組緊密的繞在這個(gè)次級(jí)繞組的上面,。
當(dāng)開(kāi)關(guān)電源多路輸出采用共地技術(shù)時(shí)，處理方法簡(jiǎn)單一些,。次級(jí)可以采用變壓器抽頭形式輸出,，次級(jí)繞組間不需要采取絕緣隔離，從而使變壓器的繞制更加緊湊,，變壓器的磁耦合得到加強(qiáng),，能夠改善輕載時(shí)的穩(wěn)壓性能。
5. 偏壓繞組
偏壓繞組繞在初級(jí)和次級(jí)之間,，還是繞在zui外層,，和開(kāi)關(guān)電源的調(diào)整是根據(jù)次級(jí)電壓還是初級(jí)電壓進(jìn)行有關(guān)。如果電壓調(diào)整是根據(jù)次級(jí)來(lái)進(jìn)行的,，則偏壓繞組應(yīng)放在初級(jí)和次級(jí)之間,，這樣有助于減少電源產(chǎn)生的傳導(dǎo)騷擾發(fā)射。如果電壓調(diào)整是根據(jù)初級(jí)來(lái)進(jìn)行的,，則偏壓繞組應(yīng)繞在變壓器的zui外層,，這可使偏壓繞組和次級(jí)繞組之間保持zui大的耦合，而與初級(jí)繞組之間的耦合減至zui小,。初級(jí)偏壓繞組能布滿(mǎn)完整的一層,，如果偏壓繞組的匝數(shù)很少，則可以采取加粗偏壓繞組的線徑,，或者用多根導(dǎo)線并聯(lián)繞制,，改進(jìn)偏壓繞組的填充情況。這一改進(jìn)措施實(shí)際上也改進(jìn)了采用次級(jí)電壓來(lái)調(diào)節(jié)電源的屏蔽能力,，同樣也改進(jìn)了采用初級(jí)電壓來(lái)調(diào)節(jié)電源時(shí),，次級(jí)繞組對(duì)偏壓繞組的耦合情況。