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开关变压器设计与制造

开关变压器是开关电源的关键与，其质量好坏直接影响开

关电源的运行质量。开关变压器的原边与开关器件构成振荡回路，

形成稳定的高频脉冲，向其它各绕组传递能量，各绕组所需

的电压值。同时，开关变压器亦起着原边与副边的作用，确保

副边用电

的安全。

开关变压器的设计应以开关电源主电路计算出的下列参数为依

据：

（1）开关振荡频率国如果是调频式，则必须给出最高工作频率；

（2）副边总额定消耗功率；

（3）原边线圈的电感量；

（4）原边线圈、反馈线圈、各副边线圈数与相位；

（5）原边线圈、反馈线圈、各副边线圈所通过的额定电流有效值。

有可能还应提供所需磁芯的截面积及饱和磁通密度。

1磁芯的选择

常见的开关变压器使用的磁性材料为软磁铁氧体，其成分为

MnZn。由于配方及生产工艺的不同，各公司制成了特性参数不同的

多种牌号的磁性材料，并提供各牌号磁性材料的特性参数，如使用

频率范围、初始导磁率、比损耗因数、比温度系数、饱和磁通密

度、居里温度、电阻率、密度以及某些参数随频率、温度变化的曲

线。

磁芯按形状又分EI、EE、EC、U、UF等多种型号。每种型号又

有多种规格，各生产公司亦提供各种型号规格磁芯的几何尺寸。

选择磁芯的任务就是确定变压器选用磁芯的材料牌号及型号规

格。材料牌号的选择，主要依据开关变压器的最高工作频率。例如

898厂生产的R2KD适用于30kHz以下，R2KBD适用于50kHz以

下，R2KB1适用于200kHz以下。

型号规格的选用有以下几个原则：

（1）尽量利用现成（已用过或已有模具）变压

器骨架，EE、EC、EI均为常用的形状；

（2）符合电路设计给定的截面积及饱和磁通

密度；

（3）结构安装要求（高度、体积等）；

（4）总输出功率及开关频率的要求；

（5）窗口对线包及绝缘材料的可靠性。

表1列出EI（或EE）磁芯的尺寸与输出功率及开关频率的关系。

其中磁芯的A、B、C几何尺寸如图1所示。

图1EI（或EE）磁芯的几何尺寸

选择磁芯后，再从磁芯参数手册中查找该磁芯的AL值（指无气

隙时的）以及AL-啄曲线，啄为磁芯气隙。AL值的单位为nH/N2，

nH=10-9H为电感量，N为线圈圈数，根据设计的N1和L1，求出实

际所需的AL=L1N12值，再从曲线上找出理论的啄值，磁芯气隙设

计在0.8~1.2mm之间比较合适。按理论计算出气隙，制作出来实测

电感量误差比较大。因此，必须根据L1，磨合适的气隙，而且每批

磁芯其气隙也有差异。所以，批量生产时，必须用实际线试磨

磁芯，定气隙大小，再批量磨。L1的一般定在依10%，要求严格

的开关变压器也只能定为依5%。一般情况，EI型磁芯磨E中柱，

EC、EE型磁芯，则磨其中一只的中柱。

2骨架的选择或设计

开关变压器的骨架与一般变压器的骨架不同，除了作为线圈的

绝缘与支撑材料外，还承担整个变压器的安装固定作用，因此，制

作骨架的材料除了满足绝缘要求外，还应有相当高的抗拉强度和抗

冲击强度。为了承受引出端插针的焊接热量，其热变形温度应高于

380益，并且阻燃和易于加工。满足上述要求最理想材料是开关变压

器骨架的PBT塑料及电木粉。

开关变压器骨架的形状以立式为主。即引脚都在磁芯的一端，

当高度受到限制时，也有采用卧式，即磁芯平放。选