高频变压器磁芯拆解技巧

高频电源变压器磁芯的设计原理

2005-10-12 E道理电子技术工作室

摘 要：开关电源正向高频化发展，作为主变压器使用的软磁铁氧体磁芯，从材料性能、尺寸形状等均应作相应改进。讨论了磁芯设计中应考虑的通过功率、性能因子、热阻系数等参数，并提出了降低材料高频损耗的微观设计方法。

关键词：开关电源变压器；磁芯；损耗通过功率；性能因子；热阻

1、引言

电子信息产业的迅速发展，对高频开关式电源不断提出新的要求。据报导，全球开关电源市场规模已超过100亿美元[1]。通信、计算机和消费电子产品是开关电源的三大主力市场。庞大的开关电源市场主要由AC/DC和DC/DC开关电源两部分组成。据预测，AC/DC开关电源全球销售收入将从1999年的91亿美元增加到2004年的122亿美元，年平均增长率为5.9%。低功率（0～300W）的AC/DC将面向增长平稳的消费电子产品和计算机市场；大功率（750～1500W）的AC/DC电源将面向增长强劲的电信市场。DC/DC电源约占整个开关电源市场的30%，但计算机与通信技术的快速融合，带动了DC/DC模块式电源的迅速增长。预计今后几年，DC/DC电源模块增长速度将超过AC/DC电源，有人估计，中国今后五年，DC/DC

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工作指令标题

制订部门

变压器磁芯承认标准

1、目的 制定铁芯认可规范，使铁芯认可过程中有依据可循。 2、适用范围 公司产品用到硅钢片、合金片、环形等铁芯。 3、职责 参照《材料认可程序》执行。 4、定义 4.1 铁芯：硅钢片(矽钢片),合金片等之总称。 4.2IO:标准变压器入铁后，次级开路时的空载电流。 4.3PO:标准变压器入铁后，次级开路时的空载损耗。 4.4L:标准变压器入铁后的电感值。 4.5 白片：未经过退火处理的铁片。 4.6 黑片：经过退火处理的铁片。 4.7 国内铁芯材料牌号及国外硅钢片牌号对照表：中 国 日 本 新日铁 日本工业 NSC(1975) JIS(1975) Z8H Z9H Z9 G09 Z10 35Z155 G10 美国 川 崎 AISI 英国 BS601 西德 DIN46400 俄罗斯

Q122G-30 Q137G-35 Q133-30 Q147-30 Q162-30 Q179-30 Q196-30 W270-35 W315-50 W360-50 W360-50 W400-50 W465-50 W540-50 W620-50 W800-50 W1050-50 W1300-50

M5

变压器磁芯的种类及应用

1.磁性材料的磁化曲线

磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数

饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs

矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

居里温度Tc：铁磁物

变压器磁芯的种类及应用

1.磁性材料的磁化曲线

磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的，在外加磁场H 作用下，必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B，它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M～H或B～H曲线)。磁化曲线一般来说是非线性的，具有2个特点：磁饱和现象及磁滞现象。即当磁场强度H足够大时，磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms，继续增大H，Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后，外磁场H降低为零时，M并不恢复为零，而是沿MsMr曲线变化。材料的工作状态相当于M～H曲线或B～H曲线上的某一点，该点常称为工作点。 2.软磁材料的常用磁性能参数

饱和磁感应强度Bs：其大小取决于材料的成分，它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。

剩余磁感应强度Br：是磁滞回线上的特征参数，H回到0时的B值。 矩形比：Br∕Bs

矫顽力Hc：是表示材料磁化难易程度的量，取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。 磁导率μ：是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值，与器件工作状态密切相关。 初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。

居里温度Tc：铁磁物

主要介绍高频变压器的设计步骤及方法

Technology Lecture·技术讲座铁氧体磁心高频变压器设计（一）

王全保

中图分类号：TM4 文献标识码：B 文章编号：1606-7517（2007）08-13-107

1 慨述2 用于高频变压器中的铁氧体材料

1.1 高频变压器的定义与分类2.1高频变压器用铁氧体材料的特性和主要用途

高频变压器是相对于音频和工频变压器而言的。但用于高频变压器中的铁氧体材料均为软磁铁氧体材是，由于高频的范围太广，要明确的划分是困难的。因料。由于软磁铁氧体材料的电阻率高，高频损耗小，易于此，我们可将工作频率在音频以上的变压器统称为高频变大批量生产，产品的一致性好，成本低，是目前高频变压压器。应该说，这种叫法是不严格的。为此，根据其工作器中使用量最大的一种磁性材料。软磁铁氧体材料主要分频率，我们将高频变压器分为以下几类：为Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体和Ｎｉ－Ｚｎ铁氧体两大类。Ｍｎ－Ｚｎ铁氧体用

①　按频率范围分为于工作频率在０．５￣１ＭＨｚ以下的高频变压器中，Ｎｉ－Ｚｎ铁氧ａ．　ｋＨｚ级高频变压器，它是指工作频率在２０ｋＨｚ至几百体用于工作频率在１ＭＨｚ以上的高频变压器中。Ｍｎ－Ｚｎ和

Transformer Specification

Core type：EE16 (16*7.2*4.8mm)

Core material：Ferrite core PC47（TDK or Equivalent）

Bobbin type：BOBBIN EE16 6P 立式 (UL RATING: 94V-0)

Bobbin dimension：（备注：无气隙）

Schematic：(脚位号需标识清楚，以便我司进行生产和相关测试)

Structure:

高频变压器的制作流程

高频变压器的制作流程

一.審圖：從圖面資料初步確出定進， 從圖面資料初步確出定進，出線腳位 數腳位的方向(順時針/逆時針) 數腳位的方向(順時針/逆時針) 繞線的層次與順序 各種材料的規格與材質 每層繞組需注意的地方

高频变压器的制作流程

二.確認材料:BOBBIN CORE 銅線的耐溫等級 膠帶的規格材質 銅箔的規格, 銅箔的規格,特性及材質 擋牆膠帶的規格 材質 各種TUBE的規格與材質 各種TUBE的規格與材質

高频变压器的制作流程

三.試樣並反映問題：依圖面要求從頭至尾試樣1PCS,從這顆樣品上反映產 依圖面要求從頭至尾試樣1PCS,從這顆樣品上反映產 品問題,可得到在下答案: 品問題,可得到在下答案: 1.是否需加TUBE來避免短路 1.是否需加TUBE來避免短路 2.各腳位的入槽方式 2.各腳位的入槽方式 3.各部分的套管長度 3.各部分的套管長度 4.線包大小 4.線包大小 5.量產是否會有隱患性不良, 5.量產是否會有隱患性不良,應如何避免 6.尺寸要求是否合理,電器特性是否OK 6.尺寸要求是否合理,電器特性是否OK 7. 各部分的安規要求是否合理,需不需疊線等 各部分的安規要求是否合理, 圖面與樣品有任何不符之處

高频变压器真空含浸

真空含浸适用于高频变压器、低频变压器、电感线圈、电机、电感器、整流器、五金铸件以及C型铁芯的浸漆处理的设备，具有提高线圈的机械强度，绝缘强度及防潮、防霉、降低噪音等功能；各类金属膜电容的树脂填充，电解电容，中/小型树脂工艺品的真空脱气工艺，及各类塑胶PU原材料真空脱气工艺。能提高产品质量，降低生产成本，节约增效，保护环境。 1主要功能和工作原理

1、将需含浸的高频变压器放入缸内，关缸盖并由缸盖锁紧装置锁紧。

2、抽真空负压，保压一段时间；将储液桶的液体在大气作用下压入缸内，液体达到一定的高度后关闭进液管道。

3、（继续）抽真空：达到一定的负压后保压维持。

4、平衡（吸气），打开吸（呼）管口，空气在大气压的作用下自然进入缸内，使缸体内压力与缸体外压力相等。

5、需要加正压时就可以加正压，不需要 加正压时，通过抽真空将液体浸入高频变压器内。（主要使缸内的液体进入物体内。使缸体内物体浸液均衡或浸透）， 6、 排气（呼出放空），打开（吸）呼出管口使缸体内的空气呼出。压力达到与缸体外部相等。

7、加压排液，通过加正压将缸内液体全部压出，这时排液口关闭（缸内保持压力）

8、再次排气，使缸内与缸外压力平衡。

9、甩干，缸内的甩干桶转动。

电源高频变压器的设计方法简介

设计高频变压器是电源设计过程中的难点，下面以反馈式电流不连续电源高频变压器为例，向大家介绍一种电源高频变压器的设计方法。

设计目标：电源输入交流电压在180V~260V之间，频率为50Hz，输出电压为直流5V、14A，功率为70W，电源工作频率为30KHz。 设计步骤：

1、计算高频变压器初级峰值电流Ipp

由于是电流不连续性电源，当功率管导通时，电流会达到峰值，此值等于功率管的峰值电流。由电感的电流和电压关系V=L*di/dt可知：

输入电压：Vin(min)=Lp*Ipp/Tc 取1/Tc=f/Dmax，则上式为：

Vin(min)=Lp*Ipp*f/Dmax

其中： V in ： 直流输入电压，V

Lp ： 高频变压器初级电感值，mH

Ipp ： 变压器初级峰值电流，A

Dmax： 最大工作周期系数

f ： 电源工作频率，kHz

在电流不连续电源中，输出功率等于在工作频率下的每个周期内储存的能量，其为：

Pout=1/2

单端反激高频变压器

知识问答

由上图可见：变压器主要由骨架、磁芯、铜线、绝缘胶带、挡墙胶带、套管、铜箔、凡立水和胶组成。其它的这里就不说了，只介绍一下骨架。

变压器骨架，或变压器线架，英文统称为Bobbin，是变压器的主体结构组成部分，“骨架”形象的形容了其在变压器中的作用。变压器在当今社会被广泛的使用，对应的主体也必不可少，所以目前骨架有着无可取代的作用。 骨架在变压器中的作用以及各部分名称：

1 为变压器中的铜线提供缠绕的空间，骨架提供这个功能的部位叫做绕线槽。

2 固定变压器中的磁芯，骨架插磁芯的部位叫磁芯孔，有圆孔、方孔、异形孔之分，由其配套磁芯决定。

3 骨架中的过线槽为变压器生产绕线时提供过线的路径。

4 骨架中的金属针脚为变压器之铜线缠绕的支柱；经过焊锡后与PCB板相连接，在变压器工作时起到导电的作用。

5 骨架底部的挡墙，可使变压器与PCB板产生固定的作用；为焊锡时产生的锡堆与PCB板，和磁芯与PCB板，提供一定距离空间；隔离磁芯与锡堆，避免发生耐压不良。--增加爬电距离。

6 骨架中的凸点、凹点或倒角，可决定变压器使用时放置方向或针脚顺序。

档墙一般用在高频变压器中用来增加安全距离，保证安规要求。参考国标GB4943-2