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高頻變壓器在開關(guān)電源中的加工工藝
在高頻變壓器設(shè)計(jì)時，變壓器的漏感和分布電容必須減至zui小，因?yàn)?strong>開關(guān)電源中高頻變壓器傳輸?shù)氖歉哳l脈沖方波信號。在傳輸?shù)乃沧冞^程中，漏感和分布電容會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)重時會導(dǎo)致功率開關(guān)管的損壞。通常變壓器的漏感，控制為初級電感量的1%～3%。
1 初級線圈的漏感
變壓器的漏感是由于初級線圈和次級線圈之間，層與層之間，匝與匝之間磁通沒有*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、次級繞組。
（5）采用環(huán)型磁心變壓器時，不管初級、次級繞組的匝數(shù)有多少，在繞制繞組時，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、次級繞組采用雙線并繞的加工工藝。
其中減少初級線圈的匝數(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，足以能使初級繞成兩層，甚至繞成一層的話，就可以有效地減小初級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，會引起磁心飽和，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)重時進(jìn)入短路狀態(tài)，在微秒的時間里，有幾十乃至幾百安培的電流通過半導(dǎo)體器件，使之失效。
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）之間形成的電容稱為分布電容。開關(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、次級繞組之間增加靜電屏蔽措施;
（4）選擇漏磁勢組數(shù)M=4。
3 初級繞組
初級繞組應(yīng)放在zui里層，這樣可使變壓器初級繞組每一匝用線長度zui短，從而使整個繞組的用線為zui少，這有效地減小了初級繞組自身的分布電容。在通常情況下，變壓器的初級繞組被設(shè)計(jì)成兩層以下的繞組，可使變壓器的漏感為zui小。
初級繞組放在zui里面，使初級繞組得到了其他繞組的屏蔽，有助于減小變壓器初級繞組和鄰近器件之間電磁噪聲的相互耦合。
初級繞組放在zui里面，使初級繞組的起始端作為連接開關(guān)電源功率晶體管的漏極或集電極驅(qū)動端，可減少變壓器初級對開關(guān)電源其他部分電磁騷擾的耦合。
4. 次級繞組
初級繞組繞完，要加繞（3～5）層絕緣墊襯再繞制次級繞組。這樣可減小初級繞組和次級繞組之間分布電容的電容量，也增大了初級和次級之間的絕緣強(qiáng)度，符合絕緣耐壓的要求。減小變壓器初級和次級之間的電容有利于減小開關(guān)電源輸出端的共模騷擾。
如果開關(guān)電源的次級有多路輸出，并且輸出之間是不共地的，為了減小漏感，讓功率zui大的次級靠近變壓器的初級繞組。如果這個次級繞組只有相對較少幾匝，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)次級繞組的填充系數(shù)。其他次級繞組緊密的繞在這個次級繞組的上面。
當(dāng)開關(guān)電源多路輸出采用共地技術(shù)時，處理方法簡單一些。次級可以采用變壓器抽頭形式輸出，次級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)，能夠改善輕載時的穩(wěn)壓性能。
5. 偏壓繞組
偏壓繞組繞在初級和次級之間，還是繞在zui外層，和開關(guān)電源的調(diào)整是根據(jù)次級電壓還是初級電壓進(jìn)行有關(guān)。如果電壓調(diào)整是根據(jù)次級來進(jìn)行的，則偏壓繞組應(yīng)放在初級和次級之間，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)初級來進(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繞組之間保持zui大的耦合，而與初級繞組之間的耦合減至zui小。初級偏壓繞組能布滿完整的一層，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)了采用次級電壓來調(diào)節(jié)電源的屏蔽能力，同樣也改進(jìn)了采用初級電壓來調(diào)節(jié)電源時，次級繞組對偏壓繞組的耦合情況。