高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì):高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器的優(yōu)化設(shè)計(jì)*
王京梅** 蘭中文 余 忠 王豪才
(電子科技大學(xué)微電子與固體電子學(xué)院 成都 610054)
【摘要】在開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)中，功率變壓器的設(shè)計(jì)是極為關(guān)鍵的，尤其當(dāng)工作頻率提高后，若沒(méi)有新的變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，是無(wú)法達(dá)到提高整個(gè)電源功率密度的目的。該文在深入分析了高頻變壓器的設(shè)計(jì)原理后，提出了一種有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可降低變壓器的功率損耗，提高開(kāi)關(guān)電源的效率。
關(guān) 鍵 詞 高頻電源; 開(kāi)關(guān)電源; 變壓器; 優(yōu)化設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào) TN86
Optimum Design of Transformer in High Frequency
Switch Mode Power
Wang Jingmei Lan Zhongwen Yu Zhong Wang Haocai
(Dept. Of Microelectronics and Solid-State Electronics, UEST of China Chengdu 610054)
Abstract The design of power transformer is almost the most important issue in switch mode power supply. If the transformer in switch mode power supply working at high frequency isn’t designed carefully, the ultimate goal cannot reach. In this paper, we analyzed the design theory of high frequency transformer, and proposed a optimum design procedure which used in this case. With its help, we can decrease power loss and enhance the performance of the switch mode power supply.
Key words high frequency power supply; switch mode power supply; transformer; optimum design procedure
開(kāi)關(guān)電源(Switch Mode Power Supply——SMPS)以其高效率、小體積等優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今電子領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在不斷提高SMPS功率密度的研究過(guò)程中，采用高的變換頻率是必然的選擇；在高頻下，變壓器的體積理論上應(yīng)比20～150 kHz時(shí)小得多，但其前提是在高頻、同等工作磁通密度下磁性材料具有與低頻下可比的磁芯損耗，而目前的功率鐵氧體材料在頻率高于200 kHz時(shí)，允許工作磁通密度急劇下降，一般僅為百分之幾甚至千分之幾特時(shí)才能達(dá)到可接受的磁芯損耗。因此，高頻下變壓器的設(shè)計(jì)主要受功率損耗的限制，即在給定傳輸功率下，選取盡可能小的磁芯和繞組參數(shù)，使得整個(gè)變壓器由損耗所引起的溫升在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。本文分析開(kāi)關(guān)電源變壓器的設(shè)計(jì)理論，并討論一種優(yōu)化設(shè)計(jì)原理和SMPS變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì)。