1. 主要特性：

1.1高频逆变式弧焊变压器主要特性：

高频大功率变压器具有效率高、节能、体积小、重量轻等优点，已经成为一种新型的高频变压器。其高频变压器(对高频变压器而言，主要是因工作频率在20KHz及其以上的频率即可称为高频)主要作用是电压变换、功率传递和输入输出之间的隔离。因其传递的是矩形交替脉冲。故可称为“脉冲功率变压器”。但是由于$高频变压器工作在高频，高压、脉动传输状态，而且又与较为脆弱的高压开关器件相连，因此，其性能的优劣不仅关系到变压器本身的效率、发热，而且会左右整个逆变器的技术性能。

1.2磁芯的选择

高频电源高频变压器的频率特点决定了其磁芯材料一般选用铁氧体或非晶、微晶合金高导磁的磁芯。铁氧体饱和磁通密度不高(约4000Gs)，温度特性较差，居里点较低，机械性能不好。易损而碎。但其电阻率很高，高频铁损极小，而且相对价格比较便宜，目前高频化逆变电源中高频变压器大多采用铁氧体。但是由于非晶、纳米晶合金具有饱和磁通密度Bs高、温度特性好，居里点高等优点(但电阻率低于铁氧体的电阻率)。是高频化逆变式变压器较为理想的磁芯材料，国内已有单位将非晶材料用于逆变电源。表1为铁氧体、非晶态和纳米晶合金主要的电磁性能。

表一：三种磁性材料性能比较

1.3、 磁芯规格及磁通密度B的选取：

我们知道：逆变电源$高频变压器磁芯材料结构的先择，应考虑漏磁尽可能小，便于绕制、安装以及有利通风散热等几个原则。目前，用于逆变式高频变压器磁芯结构铁氧体主要为环形，EE型，非晶、纳米晶态合金多为CD型。

1.4、 磁芯规格的选取通常可先估算效率，求得高频变压器的输入功率，然按制选厂家给出的磁芯规格和功率的关系数据，查出所需的磁芯，进行计算所得。也可通过原边匝数N1和磁芯有效截面的乘积N1 可从绕组计算公式 得到。

1.5、虽然高频变压器与普通变压器一样，若工作磁通密度选择不当，刚会产生合闸瞬间饱和。由于高频变压器与高压开关器件直接连接，高频高压的工作条件，即使只有几个周期的瞬间饱和，也会导致高压开关器件的损坏。为此，设计中一般选择 。既可避免合闸时瞬间磁饱和现象，同时又可减小励磁电流，降低磁芯损耗，提高变压器效率，降低变压器温升。

但是科技术不断发展，采用以下铁粉磁已应用各个领域高频电抗器。其主要特性如下：(见表）

2、变压器计算

一般来说高频变压器的设计可划分为以下六个步骤：

a、选择磁芯材料和磁芯结构形式。

b、确定工作频率，工作最大磁感应强度B_m。

c、计算并初选磁芯型号。

d、计算并调整原、副边匝数。

e、计算并确定导线线径。确定匝数后，根据电流有效值选取导线线径，电流较大时，仍需采用多股并绕，但由于电感电流中交流成份比较小，集肤效应不明显，必要时可选用较粗的导线绕制。

f、校核窗口面积和最大磁感应强度Bm。

h、电感设计完成后，可在实验中进一步调整气隙，以达到最佳的电感量和工作磁通。

3、 例：高频变压器的设计：

选高频变压器材料为铁基非晶态合金，设计主要技术参数如下：

原边绕组电压幅值： V₁=V_max=310V

次级电压：V₂=50V ;

逆变频率：

次级额定电流：I₂ =230A;

额定负载持续率：70%;

额定输出功率：P=7500W ;

变压器效率：　　 以上;

功率因数： 。

绕组匝数计算：

逆变式电源的高频变压器为方波转换$高频变压器，可用导通脉冲宽度公式来设计计算：即 14、式中，为绕组原边匝数(T);V₁为施加在绕组上的电压幅值，即整流滤波后的电压值，B为工作磁通密度(G); 为磁芯有效截面积(cm²); 为半周期内导通脉冲宽度( )。

取工作磁通密度B=3100GS 则：

选取CD型磁芯规格为AC—5(S)，有效截面积Sc=6.4cm₂,饱和磁通密度Bc=1.35T,故 。

由 值可算出原边绕组匝数 为：

取整数N₁=18T；

副边绕组匝数 ：

取整数N₂=3T；

原边绕组重新修正为：

仍取 ，则V₂略低于设计电压，V₂=51.6V，对电源无不利影响。

 绕组导线线径的计算：

由于电流的集肤效应，相当于导线有效截面积减少。因此在导线选择上应循原副边绕组导线线径小于两倍穿透深度。当导线要求截面大于穿透深度决定的最大有效直径时，应采用小直径的多股导线并绕，尤其是副边大电压器磁芯窗口的高度接近，厚度则以穿透深度的两倍来限制。

变压器原边绕组电流有效值为 ;

j为电流密度，其可为2～5A/mm²

这里取电流密度j=5A/mm².则： ;

表2 高频电流穿透铜导线的深度

由表2知频率为20KHz时电流最大穿透深度Δ=0.4926mm，故允许最大线径dmax=0.934mm。其有效截面积Sm=0.685mm².取直径为0.7mm x2，高强度漆包铜线，则需8.7 3股。取16股0.7高强漆包铜线并绕之。

变压器副边电流有效值为：

导线截面积 34、取标称直径为0.7mm x2的高强漆包铜线，则需23.2股，取24股。

取48股0.7高强漆包铜线并绕之.

结束语：

高频$大功率电子变压器是一种特殊类型变压器，有其它特有设计方法和思路，要考虑温升条件进行选取线径，以及由于高效率要求，选取磁芯材质也关键一步，随着电源技术高频化、体积小型、功率大的特点，性能进一步提高，它将会在电子变压器领域中有更广阔的应用前景。

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