高频链中高频变压器的分析与设计

电源技术论文高频链中高频变压器的分析与设计摘要:高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器,大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中,高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。实验结果证明该设计满足要求。关键词:高频链;高频变压器;逆变器引言MESPELAGE于1977年提出了高频链逆变技术的新概念[1]。高频链逆变技术与常规的逆变技术最大的不同,在于利用高频变压器实现了输入与输出的电气隔离,减小了变压器的体积和重量。近年来,高频链技术引起人们越来越多的兴趣。1概述图1是传统的逆变器框图。其缺点是采用了笨重庞大的工频变压器和滤波电感,导致效率低,噪音大,可靠性差。另外,谐波含量大,波形畸变严重,与要求的优质正弦波相差甚远。图2所示为电压源高频链逆变器的框图,该方案是当今研究的最先进方案[2],也是本文中采用的方案。采用此方案有其一系列的优点,诸如,以小型的高频变压器替代工频变压器;只有两级功率变换;正弦波质量高;控制灵活等。高频变压器是高频链的核心部件,肩负着隔离和传输功率的重任,其性能好坏直接决定逆变器的性能好坏。不合格的变压器温升高,效率低,漏感严重,输出波形畸变大,直接影响电路的稳定性和可靠性,甚至损坏开关器件,导致实验失败。2高频变压器的设计设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料,它有较高磁导率,低的矫顽力,高的电阻率。磁导率高,在一定线圈匝数时,通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压,因此,在输出一定功率要求下,可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低,磁滞面积小,则铁耗也少。高的电阻率,则涡流小,铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比如表1所列。铁氧体材料是复合氧化物烧结体,电阻率很高,适合高频下使用,但Bs值比