变压器磁心型式的选取原则与绕制方法（1） (2011-10-17 12:54)

分类： 开关电源

变压器的磁芯和结构参数，h取决于在装配中所选用的磁芯型式和绕制技术。当选择磁心时，通常其物理高度和成本是最重要的。这对于交流电网转换器中的开关电源是十分重要的，因为通常它们是封装在密闭的塑料盒内。当应用元件的高度允许的尺寸要求较小时，可以使用低成本的BE型或者是EI型磁心(如日本的 TDK和TOKIN公司产品，或者是欧洲的PHILIPS、SIEMENS和THOMSON公司产品)。

当设计应用需要较小的磁心截面积时，可以选用BPD型的磁心产品，如果要设计多重输出电源时，PER型磁心提供了一个大的窗口面积，它需要的匝数较少， 真绕线架的可用引出脚较多。当空间不是问题时，ETD型磁心通常用于较高的功率。PQ型磁心比较昂贵，但它所占据的印制板空间较少，并且比E型磁心需要的 匝数少些。对于安全绝缘要求高的场合，应选用罐型磁心、RM磁心。环型磁心通常不适合反激式开关电源变压器使用。 反激式变压器在绕制 时，应在初级与次级之间加入绝缘措施。例如，通信技术设各必须满足欧洲的IEC950和美国的UL1950的电气绝缘标准的要求。这些文件同时还详细地说 明了使用于变压器结构的绝缘系统的漏电和间隔距离。通常在变压器初级与次级之间需要有5～6 mm的漏电距离(符合规范和要求)。电气绝缘指标通常是指定电气强度的测试，施加典型值3000 V交流高压的时间长达60 s而不被击穿。如果每个绝缘隔层的电气强度不满足规范要求，那么在变压器初级与次级之间可以采用两个绝缘层，一层是基本的，另一层是补充的。如果两个绝缘 层组合仍不符合电气强度要求，也可以采用带增强的三个绝缘层。

图1给出了大多数反激式变压器在绕组两侧边缘使用的限制技术。通常，边缘 限制是用胶带来隔层的，胶带开缝的宽度要求留有边限，以便包裹封装，以足够的隔层来配合绕组

高度。在一般情况下，绕组单侧绝缘限度是半个初级绕组到次级绕 组的漏电距离(通常是2.5 mm)。磁心的骨架应当选择得足够大，实际上绕组的绝缘宽度最小是两倍的总漏电距离。注意保持变压器的耦合并减小漏感。初级绕组是在边框之内卷绕的。为了 减少因绝缘磨损而引起的隔层电压击穿，改进层与层之间的绝缘，并减少分布电容，初级绕组的隔层应最少用一层UL规范要求的聚酯薄膜胶带(3M1298)绝 缘隔离，在边框之间胶带应有适合的宽度。

用清漆或环氧树脂浸渍也可以改善隔层之间的绝缘性能与电气强度，但不能减少分布电容。偏置绕组可以随后卷绕在初级绕组之上。补充的或增强的绝缘，由两层 或三层符合UL规范要求的聚酯薄膜胶带剪成骨架的满宽度，然后再包裹在初级绕组与偏置绕组外。边缘部分还需要再三卷绕隔离。次级绕组被卷绕在边界之内。另 外，还要增加两层或三层胶带来固定绕组。绝缘套管常用于套隔导线跨越所有绕组时，以确保在导线穿越之处符合漏电距离的要求。

应采用最小 壁厚为0.41 mm的尼龙或四氟乙烯套管，使绕组符合安全的绝缘要求。考虑到因为变压器磁心是被隔离的无电压金属材料，也就是说磁心虽然导电，但没有任何部分接触电路， 因此它是安全的。从初级绕组(或者是导线通过之处)到磁心的距离，以及从磁心到次级绕组(或者是导线通过之处)增加的距离，必须等于或大于规范要求的漏电 距离。

当初级绕组有多个绝缘隔层时，图1给出了初级的Z形绕制法和C形绕制法。注意接漏极的初级端绕线，它被埋在第二个隔层之下，可以 做自身屏蔽，减少电磁干扰EMI(共模传导辐射电流)。Z形绕法减少了变压器的分布电容，也就减少了高频交变损耗，提高了效率，但绕制比较困难，成本较 高。而C形绕法比较容易实现，绕制成本也比较低，但它的损耗较大，效率较低。

变压器磁心型式的选取原则与绕制方法（2） (2011-10-17 12:55)

分类： 开关电源

图2给出了一种新的工艺：在次级采用了双重绝缘导线或三重绝缘导线，以消除所需的边缘限制(绝缘导线的规范，可在有关的资料中查到)。在双重绝缘导线中，通常每个绝缘隔层都能符合安全的电气强度要求;在三重绝缘导线中，每两个隔层之间都起绝缘效果，通常应符合电气强度要求。在变压器骨架的绕制和焊接过程中，特别要注意防止绝缘层的损伤，细心总结实际的制作工艺与技巧。

上述工艺减小了变压器的尺寸，并且降低了增加边缘界线的工作量，但其材料成本较高，增加了绕组的成本。初级绕组被卷绕在骨架边缘的全部宽度上，可以考虑 把偏置绕组覆盖在初级绕组上。在初级或偏置绕组与次级绕组之间，通常需有一层胶带，以防止绝缘导线的磨损。为了固定绝缘绕组，还需另外增加一层胶带。

图3还标出了卷绕偏置绕组的交替绕制位置，它直接覆盖了次级绕组，可以改进与次级绕组的耦合效果，并且减少漏感(即改进了偏置绕组反馈电路中的负载调整 率)。请注意，由于偏置绕组是属于初级电路，在次级绕组与交替的偏置绕组之间，应在卷绕变压器边缘界线时，必须加有另外的绝缘隔层，以补充或增强绝缘性 能。

阅读(280) 评论(0) 收藏(1)

第二篇：变压器绕制注意

所谓的反馈绕组，一般有激励绕组和取样绕组之分；

当电源电压加在开关管的瞬间，开关管电流为“零”而处于放大工作状态，在电路中会通过一个电阻给开关管注入一个不大的基极电流，当开关管电流上升时，在和初级绕组同相的激励绕组上感应出电压，这个电压加在基极上，给基极注入一个很大的电流而使开关管电流迅速增大达到饱和，当然，为了使开关管在整个导通期内都保持深度饱和，以维持变压器初级的输入电压，这个激励电压在整个导通时间内都要保持一定的幅度。

取样绕组和输出绕组同相，当次级输出时，感应出一个和输出电压成比例的电压，这个电压将和一个预设的稳定电压比较；当负载变轻输出电压高于规定电压，或当负载加重输出电压低于规定电压时，控制电路将利用差值电压对导通时间（导通占空比）进行调整，控制初级储能，稳定输出电压。

在自激电路电路中，激励和取样都是需要的，而在它激电路中，由于激励有独立的电路产生，不设激励绕组，而只有取样绕组。

激励绕组直接和开关控制电路连接，和主侧处于同一电位（俗称热电位）；而取样绕组有的和开关控制电路直接连接（俗称热机芯），有的通过光电管和初级耦合（俗称冷机芯），由于和电源主侧连接方式不同，对绕组的绝缘耐压也就有不同的要求。

在变压器绕制时，一般要求将取样绕组紧靠次级的主输出绕组绕制，目的和输出强耦合，使取样准确；而激励绕组同样需要和初级绕组有稳定的耦合，但因开关管进入饱和所需的电流只在毫安级，主要要求的激励电压，一般情况下，只要绕组匝数足够，间绕密绕都是可以的。

但是，现在的电源大多都要求在宽输入电源电压范围使用，当在低压下限工作时，开关管需要较大的激励电流，而此时变压器激励绕组的电压最低，有可能满足不了激励的要求，此时，间绕的方式会有最大的耦合，可以改善电源的低压特性；另外，处于放大态的开关管，对基极的绕动电压非常灵敏，激励绕组上有一些扰动电压可能更有利于开关管的启动（关于此现象可以参考场效应器件的焊接要求，在焊接场效应管时，要求必须断电操作，并且必须将引脚线短路，否则，栅极上感应的外界电压很可能会使场效应管损坏）。

当变压器对电源的工作有影响时，在低电压下，一般是初级电感值大，初级储能电流达不到要求，或是激励绕组匝数少，电压不足；在高压时，由于导通时间缩短，绕组的分布电容，漏感等对开关脉冲产生的上升滞后和下降拖尾，使矩形开关脉冲产生严重变形；因此，绕制变压器时，一是要适当控制初级电感，尽量控制在中心值附近；二是减小绕组分布电容（初级匝数有分层时，根据需要增加层间胶带等等）；三是保证激励绕组有足够的激励电压（间绕，或必要时增加匝数）；四是。。。。

因此，反馈绕组具体是间绕还是密绕，并没有定规（顺带一句，反馈绕组一般都要求的是电压值，电流都不大，设计时，线径以尽量和其他绕组用线统一和便于绕制为准），但是，实际变压器都开有磁路间隙，绕组和磁隙的相对位置对绕组的磁参数会产生影响，比如，匝数相同的绕组，和磁隙的相对位置不同，其电感量也会不同，所以，为了避免磁隙的影响，保证激励电压稳定，激励绕组往往采用间绕的方法（即占满整个骨架绕制长度）。

关于绕组间的绝缘，不光需要注意初级和次级及磁芯间的足够绝缘，还要注意与初级处于同电位的激励绕组和磁芯及次级间的绝缘，激励绕组往往间绕在变压器绕组的最外层，好的设计，会加有挡墙，以保证绝缘强度，而小型的变压器难于使用挡墙胶带，绕制时就必须注意起始匝和结尾匝不能掉入下层的次级绕组中去，以避免组间耐压击穿（当然使用三重绝缘线最好）。

上面的所说，仅供参考