高频变压器简介

　　高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多。比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输出交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器(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。而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。

　　高频变压器设计原理

　　在高频变压器设计时，变压器的漏感和分布电容必须减至最小，因为开关电源中高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。在传输的瞬变过程中，漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压，以及顶部振荡，造成损耗增加。通常变压器的漏感，控制为初级电感量的1%～3%。

　　初级线圈的漏感----变压器的漏感是由于初级线圈和次级线圈之间，层与层之间，匝与匝之间磁通没有完全耦合而造成的。

　　分布电容----变压器绕组线匝之间，同一绕组的上、下层之间，不同绕组之间，绕组与屏蔽层之间形成的电容称为分布电容。

　　初级绕组----初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。

　　次级绕组----初级绕组绕完，要加绕(3～5)层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，符合绝缘耐压的要求。

　　偏压绕组----偏压绕组绕在初级和次级之间，还是绕在最外层，和开关电源的调整是根据次级电压还是初级电压进行有关。

　　高频变压器工作原理

　　变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。

　　变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

　　高频变压器用途

　　高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用 IGBT，由于IGBT存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低;传送功率比较小的，可以采用MOSFET，工作频率就比较高。

　　高频变压器制造工艺

　　高频变压器的制造工艺要点之一：

　　绕线

　　A 确定BOBBIN的参数

　　B 所有绕线要求平整不重叠为原则

　　C 单组绕线以单色线即可,双组绕线必需以双色线或开线浸锡来分脚位,以免绕错

　　D 横跨线必需贴胶带隔离

　　1. 疏绕完全均匀疏开

　　2. 密绕排线均匀紧密

　　3. 线圈两边与绕线槽边缘保持足够的安全距离A,B

　　4. 套管长度必须足够,一端伸入绕线管的安全胶带以内,另一端伸出BOBBIN上沿面,但不得靠近PIN

　　5. 最外层胶带切割在铁芯组合面,切割处必须被铁芯覆盖。

　　6. 胶带边缘与绕线槽平齐,胶带不歪斜,不反摺不破损。

　　7. 跨越线底下须贴胶带,保持跨越线与底下线圈绝缘。

　　高频变压器的制造工艺要点之二。

　　缠线

　　A 立式BOBBIN

　　粗线: 0.8φ以上缠线1圈

　　细线0.2-0.8φ缠线1.5圈

　　极细线0.2φ以下缠线2-3圈

　　立式BOBBIN缠法之原则:缠线尽量压到底以不超过凸点为原则。

　　B　卧式BOBBIN :约缠2-3圈,疏绕不要压到底,以免焊锡时烫伤BOBBIN,如果有宽度限制且规格严格时才用此方式，将缠线压到底后焊锡，再剪边PIN，以减少整个变压器的宽度。

　　C 横式(卧式，BOBBIN之缠法：约缠2-3圈疏绕，不要压到底以免焊锡时烫伤BOBBIN。

　　注：如果产品有宽度限制且规格紧必须将缠线部分剪短时为特例，此时即必须将缠线尽量压到底。

　　高频变压器的制造工艺要点之三：

　　套管

　　一般套管之位置规则：

　　A 外部：套管未端与PIN之距离愈短愈好，但切记绝对不可将套管缠在PIN上会造成空焊现象。

　　B 内部：a无边墙配合，平贴BOBBIN约1/2L的长度

　　B有边墙配合，套管一定要在档墙内。

　　档墙胶带(margin tape)其宽度及材料不可任意更换，因为在设计变压器时其宽度及材质都是涉及安规需特别注意。

　　档墙胶带之宽度：一般需与绕线绕组的高度等高，以防止在绕线时铜线叠在假墙上，但如果因装core困难时有时会包约1/2-3/4的高度,但以绕线不叠在假墙为原则.

　　技巧: 有时因出入线粗又有套管时如果会影响其厚度时可采用跳过引出线的做法,此时要特别注意套管的位置,一定要有足够安全距离(深入假墙之宽度)

　　此点一定要深入假墙内有时因假墙缺口较大时或铜箔与M/F并绕时,无明显判别是否深入假墙或线上M/T时必须选用与M/T同宽度的安全棒,每颗进行测量.

　　高频变压器的制造工艺要点之四：

　　铜片之绕制原则,一般有以下几种方式：

　　A 一圈不接引线,头尾不可短路,头尾之间有绝缘材料隔离

　　B 一圈接引线,胶带宽度必需大于铜片的宽度,

　　C 一圈以上之铜片两根引线

　　D 中间抽拓型之铜片,三根引线

　　高频变压器的制造工艺要点之五：

　　理线

　　1) 直立式理线标准

　　A细线，粗线均需理满一圈以上，理线位置介于底座与凸台的2/3高处(不足者增加理线圈数)

　　B线头长不可超过相邻两脚距离的一半且最长不可超过1mm。

　　C多组线并绕理线，细线放在最上层且不可理完一股再理另外一股。

　　D如有套管时，套管的长度不低于底座

　　E同槽不同脚理线时，同向而绕则。

　　2) 卧式理线标准

　　A理线平均分布在脚上，线头至少要超过线脚的一半(不足者增加理线圈数补足，但最多不可超过线脚长)

　　B理线自脚根部理起螺旋向上且最少理满一圈以上。

　　C线头长不可超过相邻两脚距离的一半且最长不可超过1mm。

　　D多组线并绕理线，细线放在最上层且不可理完一股再理另外一股。

　　E同槽不同脚理线时，同向而绕则可以且套管的长度不低于底座，不靠近PIN。

　　高频变压器的制造工艺要点之六：

　　焊锡

　　1) 焊锡后PIN脚平整光滑，不沾异物。

　　2) 线头不高于凸点。

　　3) 焊锡后BOBBIN完整，无容损及脚短现象 。

　　4) 焊油(助焊剂)残留少，无沾锡，无短路。

　　5) 胶带无容损 。

　　6) 焊锡最少焊满一圈 。

　　7) 焊锡后不能有横向锡尖 。

　　高频变压器的制造工艺要点之七：

　　组合

　　1) 铁芯组合面平整，无歪斜。

　　2) BOBBIN，CORE，接线脚保持整洁，无沾附杂质及胶类。

　　3) 认清有GAP的CORE放在哪个方向 。

　　4) EE，EI，UU型CORE最大歪斜不可大于0.5mm或1/10CORE宽度。

　　高频变压器技术参数

　　额定功率：1000/10000(KVA)

　　高频变压器 效 率(η)：97%

　　电 压 比：400/220(V)

　　外形结构：立式

　　冷却方式：自然冷式

　　防潮方式：开放式

　　绕组数目：双绕组

　　铁心结构：心式

　　冷却形式：干式

　　铁心形状：R型

　　电源相数：单相

　　频率特性：高频

　　应用范围：特种

　　高频变压器保护装置

　　高频变压器微机保护装置总结了国内外同行多年应用经验基础上，结合国内综合自动化系统的实际特点，开发研制的集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品，是构成智能化高频变压器的理想电器单元。

　　保护装置属性

　　适用范围：主要适用于10KV等用户工程;

　　保护功能：集20余种保护功能于一体，0.5级测量精度的通用型保护装置;

　　保护单元：线路、主变后备、电动机、电容器、电抗器、备自投、PT、非电量;

　　产品外观：100mm超薄机身特别适用于环网柜等柜体，也适用于KYN28等中置柜等;

　　产品材质：合金外壳，抗电磁干扰测试符合国家标准;

　　操作回路：不带防跳、可与各种自带防跳的开关配合使用;

　　通讯：自行选配带、或不带RS485通讯接口。