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　　一、高頻變壓器的作用

　　1、提高轉(zhuǎn)換效率，使用高頻變壓器的電源， 由于電源管工作在瞬間導(dǎo)通-截止的狀態(tài)，也就是一開(kāi)一關(guān)不停轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，因此我們稱之“開(kāi)關(guān)電源”。比傳統(tǒng)鐵芯變壓器損耗低30%左右。遺憾的是故障率相對(duì)要高一些。

　　2、可以對(duì)高頻脈沖進(jìn)行變壓，普通變壓器鐵芯沒(méi)有鐵氧體磁芯的導(dǎo)磁率高。做不到這一點(diǎn)

　　3、提高轉(zhuǎn)換效率，使用高頻變壓器的電源， 由于電源管工作在瞬間導(dǎo)通-截止的狀態(tài)，也就是一開(kāi)一關(guān)不停轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，因此我們稱之“開(kāi)關(guān)電源”。比傳統(tǒng)鐵芯變壓器損耗低30%左右。遺憾的是故障率相對(duì)要高一些?？梢越梃b的是老式鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器的對(duì)比。

　　二、高頻變壓器測(cè)量

　　高頻變壓器一定有很多親們沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)吧，其實(shí)高頻變壓器的作用還是很大的，但是一直是“幕后英雄”沒(méi)有那么高調(diào)，所以知道它的朋友并不多啦。高頻變壓器對(duì)于開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)是很重要的一部分，因?yàn)楦哳l變壓器的銅絲纏繞多少圈，那么開(kāi)關(guān)的電流就能有多大，這么說(shuō)應(yīng)該朋友們好理解一些吧。雖然大部分人不太了解高頻變壓器，但是一些技術(shù)控就對(duì)它很感興趣，下面就來(lái)學(xué)習(xí)一下如何測(cè)試高頻變壓器吧。

　　1、高頻變壓器測(cè)試方法

　　一般而言高頻變壓器所要求測(cè)試的項(xiàng)目有:

　　1.電感

　　2.漏感

　　3.耐壓

　　4.絕緣電阻　　

　　2、電感以及電感的測(cè)試方法

　　概念:變壓器初級(jí)電感指次級(jí)開(kāi)路時(shí)初級(jí)繞組的有效電感

　　測(cè)試條件:變壓器的測(cè)試條件與其工作條件相一致。由于變壓器鐵心磁化曲線的非線性,當(dāng)頻率﹑交流電壓﹑直流磁化電流變化時(shí)﹑鐵心的有效磁導(dǎo)率也隨著變化,從而引起電感的變化。

　　測(cè)試電感必須規(guī)定的測(cè)試條件:

　　1.測(cè)試頻率;

　　2.變壓器或電感器兩端交流電壓;

　　3.直流磁化電流。

　　3、漏感及漏感的測(cè)試方法

　　概念:漏感指的是線圈間相互不交鏈的漏磁通所產(chǎn)生的電感,它與線圈尺寸﹑繞組排列及匝數(shù)等因素有關(guān)系。漏感是一個(gè)線性電感,與測(cè)試電壓無(wú)關(guān)。

　　漏感的分類:

　　1.初級(jí)漏感。指次級(jí)所有繞組短路時(shí),在初級(jí)測(cè)得的電感。

　　2.次級(jí)漏感。指變壓器初級(jí)繞組短路時(shí)在次級(jí)測(cè)的電感。

　　3.初級(jí)對(duì)次級(jí)任一繞組的漏感。對(duì)于有幾個(gè)繞組的變壓器(如多阻抗輸出變壓器),將初級(jí)一半短路時(shí),在初級(jí)測(cè)的電感。

　　4、安全性試驗(yàn)

　　絕緣電阻。變壓器各繞組及繞組與鐵芯﹑靜電屏蔽層之間的絕緣電阻在常態(tài)下均應(yīng)大于1000MΩ，在高溫試驗(yàn)和恆定溫?zé)嵩囼?yàn)后應(yīng)不低于10MΩ(IEC-65規(guī)定為不低于4MΩ)，測(cè)試絕緣電阻的直流電壓為500V。

　　5、耐壓測(cè)試

　　變壓器初級(jí)與次級(jí)繞組﹑鐵芯﹑靜電屏蔽層之間應(yīng)能承受50Hz，3500V(有效值)電壓作用(IEC-65規(guī)定為3000V有效值)。次級(jí)繞組與鐵芯﹑靜電屏蔽層之間能承受50Hz,1000V(有效值)電壓的作用而無(wú)擊穿和飛弧(arcing)。限定電流為1mA(該值視變壓器功率而言,最大不超過(guò)10mA。

　　6、輸出端配線技術(shù)

　　高頻變壓器(如FLYBACK)將能量供給負(fù)載系統(tǒng)的過(guò)程中,當(dāng)引線長(zhǎng)且配線不合理時(shí)線間所產(chǎn)生的寄生電容就會(huì)增加到不可忽視的程度,共模雜聲就會(huì)通過(guò)這個(gè)寄生電容轉(zhuǎn)播和導(dǎo)入到負(fù)載系統(tǒng)使負(fù)載系統(tǒng)不能正常工作。

　　試驗(yàn)證明,採(cǎi)用交紐線比并行線傳輸效果要好,即將輸出端的兩根線直接交紐在一起,再經(jīng)過(guò)濾波電容傳輸給負(fù)載這就能得到很好的濾波效果。這種方法是最經(jīng)濟(jì)﹑效果又好﹑是實(shí)際應(yīng)用中用得最多的一種。

　　7、屏蔽及屏蔽技術(shù)

　　目的:消除繞組間通過(guò)分布電容產(chǎn)生的電耦合防止外部高頻信號(hào)對(duì)變壓器工作信號(hào)和負(fù)載的干擾。

　　措施:靜電屏蔽﹑磁心接地、變壓器加金屬罩

　　方法:對(duì)于靜電屏蔽,用銅薄帶或金屬絕緣膜隔離圍繞在初級(jí)和次級(jí)之間,構(gòu)成電氣屏蔽。屏蔽厚度必須遠(yuǎn)小于穿透深度,一般為穿透深度的叁分之一，屏蔽應(yīng)當(dāng)以最小的引線電感直接焊接到變壓器初級(jí)線圈的“靜止”(輸入電源+或-)電壓端或大地并屏蔽本身絕緣不能構(gòu)成短路匝才能起屏蔽作用。

　　8、漏感以及漏感的影響

　　一般而言,變壓器的初級(jí)或多或少存在漏感,而一部分高頻變壓器用在開(kāi)關(guān)電源(switching)上,開(kāi)關(guān)電源使用一片IC，一般稱為電源開(kāi)關(guān)管。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)管由導(dǎo)通到截止時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì),反電動(dòng)勢(shì)又會(huì)對(duì)變壓器初級(jí)線圈的分布電容進(jìn)行充放電從而產(chǎn)生阻尼振蕩,即產(chǎn)生振鈴。漏感產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的幅度也很高,其能量也很大因此漏極鉗位電路的損耗大,電源的效率低。如果不采取保護(hù)措施反電動(dòng)勢(shì)力產(chǎn)生的阻尼振蕩還會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁輻射不但對(duì)機(jī)器本身造成嚴(yán)重干擾對(duì)機(jī)器周圍環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾。

　　對(duì)于一個(gè)符合絕緣及安全性國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的高頻變壓器,其漏感量應(yīng)為次級(jí)開(kāi)路時(shí)初級(jí)電感的1%~3%。

　　9、減少漏感的措施

　　為了減少變壓器漏感對(duì)周圍電路產(chǎn)生電磁感應(yīng)的影響一方面要求變壓器的漏感要做得小另一方面一定要在變壓器的外圍包一層薄銅箔，以構(gòu)成一個(gè)低阻抗短路線圈把漏感產(chǎn)生的感應(yīng)能量通過(guò)渦流損耗掉。

　　如何把變壓器的漏感做到最小呢?

　　1.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.減少繞組的厚度,增加繞組的高度;

　　3.盡可能減少繞組間的絕緣厚度;

　　4.初次級(jí)采用分層式交叉繞制;

　　5.對(duì)于環(huán)行磁心變壓器,均應(yīng)沿環(huán)行磁心周圍均勻繞制。

　　10、分布電容的影響以及減少措施

　　分布電容的影響:分布電容是引起開(kāi)關(guān)初級(jí)到次級(jí)之間共模噪聲的通道,它不僅能使開(kāi)關(guān)電源效率降低,還與繞組的分布電感構(gòu)成LC振蕩器,產(chǎn)生振鈴噪聲,其中初級(jí)繞組分布電容的影響尤為顯著。

　　減少分布電容的方法：

　　1.盡量減少每匝導(dǎo)線的長(zhǎng)度;

　　2.在初級(jí)繞組間加絕緣層。

　　11、高頻變壓器的損耗

　　一個(gè)高效率的高頻變壓器應(yīng)該具備以下條件:直流損耗和交流損耗低,繞組本身的分布電容以及各繞組間的耦合電容要小。

　　變壓器的損耗:

　　1.直流損耗。是由線圈的銅損耗造成的。為提高效率,應(yīng)該盡量選較粗的導(dǎo)線,并使其電流密度在4~10A/MM2范圍內(nèi)。

　　2.交流損耗。是由于高頻電流的趨膚效應(yīng)以及磁心損耗引起的。高頻電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)總是趨向于從導(dǎo)線表面流過(guò)的現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。

　　變壓器的損耗就是兩者之和。

　　12、磁芯損耗的分類

　　軟磁鐵氧體磁心總損耗通常分為叁種類型:磁滯損耗﹑渦流損耗Pc和剩余損耗Pr。

　　磁滯損耗正比于直流磁滯回線的面積,與頻率成線性關(guān)系。

　　渦流損耗Pc=Cef2B2/ρ，其中Ce是尺寸常數(shù),ρ是在測(cè)量頻率f時(shí)的電阻率。隨著頻率提高,渦流損耗在總損耗中的比重逐步增大,當(dāng)工作頻率達(dá)到200~500kHZ時(shí)渦流損耗已經(jīng)占支配地位。

　　13、渦流損耗的介紹

　　在磁芯線圈中加上交流電壓時(shí),線圈中流過(guò)激磁電流,激磁安匝產(chǎn)生的全部磁通Φ通過(guò)磁芯,假如磁芯是導(dǎo)體,磁芯本身截面周圍將鏈合全部磁通而構(gòu)成單匝的次級(jí)線圈。

　　當(dāng)交流激磁電壓為U1時(shí),根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知,U1=N1dΦ/dt，每一匝的感應(yīng)電勢(shì),既磁芯截面最大周邊等效一匝感應(yīng)電勢(shì)為U1/N1=dΦ/dt.。

　　因?yàn)榇判静牧系碾娮杪什皇菬o(wú)窮大,順著磁芯周邊有一定的電阻值,感應(yīng)電壓產(chǎn)生電流ie，即渦流,流過(guò)這個(gè)電阻引起損耗,即渦流損耗。

　　14、鐵芯氣隙(Gap)的作用和方法

　　氣隙(Gap)的作用:

　　1.避免磁芯飽和,降低剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度就提高磁芯工作的直流磁場(chǎng)強(qiáng)度。

　　2.使磁化曲線傾斜,以提高直流工作磁場(chǎng)。

　　氣隙(Gap)最好開(kāi)在中柱。因?yàn)殡s散磁通﹑邊緣磁通和端面磁通全部經(jīng)過(guò)線圈中心的截面,這裡的磁通密度最大,可能先發(fā)生飽和。

　　15、兩個(gè)重要的概念

　　趨膚效應(yīng)。導(dǎo)線中有交流電通過(guò)時(shí),因?qū)Ь€內(nèi)部和邊緣部分所交鏈的磁通量不同,導(dǎo)致導(dǎo)線截面上的電流產(chǎn)生不均勻分布,相當(dāng)于導(dǎo)線有效面積減少,這種現(xiàn)象稱為趨膚效應(yīng)。隨著工作頻率的提高,趨膚效應(yīng)影響越大。

　　穿透深度。穿透深度是由于趨膚效應(yīng),交流電沿導(dǎo)線表面開(kāi)始能達(dá)到的徑向深度導(dǎo)線流過(guò)高頻交變電流時(shí),有效截面的減少可用穿透深度來(lái)表示。

　　導(dǎo)線的選擇塬則。在選用變壓器初﹑次級(jí)的線經(jīng)時(shí),應(yīng)遵循導(dǎo)線直徑小于兩倍穿透深度的塬則,當(dāng)導(dǎo)線要求的直徑大于兩倍穿透深度的決定的線徑時(shí),可採(cǎi)用小直徑的導(dǎo)線(直徑應(yīng)該小于兩倍穿透深度)多股并繞或者採(cǎi)用扁銅線設(shè)計(jì)。

　　看完高頻變壓器的測(cè)試詳細(xì)過(guò)程，技術(shù)控們是不是按壓不住自己的雙手了呢?其實(shí)大家有興趣的話，也可以自己做一個(gè)小小的高頻變壓器進(jìn)行測(cè)試，看看合不合格。高頻變壓器并不是固定的電壓或者電流，而是通過(guò)開(kāi)關(guān)的需要來(lái)變換的，可以輕松的控制輸出的電流，所以高頻變壓器是開(kāi)關(guān)的好朋友，不能分開(kāi)，因?yàn)榉珠_(kāi)就有可能會(huì)出事故，容易發(fā)生危險(xiǎn)。