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单片开关电源高频变压器的设计要点
[发布时间]:2016年4月5日 [来源]:河北科技大学 [点击率]:3720
【导读】: 单片开关电源集成电路具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等优点,能构成高效率无工频变压器的隔离式开关电源。在1994~2001年,国际上陆续推出了TOPSwitch、TOPSwitc...

  3.2 绕组排列
  为减小漏感,绕组应按同心方式排列,如图2所示。图2(a)中次级采用三重绝缘线绕制;图2(b)中全部用漆包线绕制,但须留出安全边距,且在次级绕组与反馈绕组之间加上强化绝缘层。对于多路输出的开关电源,输出功率最大的那个次级绕组应靠近初级,以增加耦合,减小磁场泄漏。当次级匝数很少时,为了增加与初级的耦合,宜采用多股线平行并绕方式均匀分布在整个骨架上,以增加覆盖面积。在条件允许的情况下,用箔绕组作为次级也是增加耦合的一种好办法。

 

  在开关电源的工作过程中,绕组的分布电容反复被充、放电,其上的能量都被吸收掉了。分布电容不仅使电源效率降低,它还与绕组的分布电感构成LC振荡器,会产生振铃噪声。初级绕组分布电容的影响尤为显著。为减小分布电容,应尽量减小每匝导线的长度,并将初级绕组的始端接漏极,利用一部分初级绕组起到屏蔽作用,减小相邻绕组的耦合程度。

  4 抑制高频变压器音频噪声
  4.1 抑制高频变压器的音频噪声
  高频变压器EE或EI型磁芯之间的吸引力,能使两个磁芯发生位移;绕组电流相互间的引力或斥力,也能使线圈产生 偏移 。此外 ,受机械振 时能导致周期性的 变 。 上述因素会使高频变压器在工作时发出音频噪声。10 W以 下单片开关电源的音频噪声频率 约为10 kHz~ 20 kHz。
  为防止磁芯之间产生相对位移,通常以环氧树脂作胶合剂,将两个磁芯的3个接触面(含中心柱)进行粘接。但这种刚性连接方式的效果并不理想。因为这无法将音频噪声减至最低,况且胶合剂过多,磁芯在受机械应力时还容易折断。国外最近采用一种特殊的“玻璃珠”(glass beads)胶合剂,来粘合EE、EI等类型的铁氧体磁芯,效果甚佳。这种胶合剂是把玻璃珠和胶着物按照1:9的比例配制而成的混合物,它在100℃以上的温度环境中放置1h即可固化。其作用与滚珠轴承有某种相似之处,固化后每个磁芯仍能独立地在小范围内产生形变或移位,而总体位置不变,这就对形变起到了抑制作用。用玻璃珠胶合剂粘接的高频变压器内部结构如图3所示。采用这种工艺可将音频噪声降低5dB。

  4.2 高频变压器的屏蔽
  为防止高频变压器的泄漏磁场对相邻电路造成干扰,可把一铜片环绕在变压器外部,构成如图4所示的屏蔽带。该屏蔽带相当于短路环,能对泄漏磁场起到抑制作用,屏蔽带应与地接通。

  5 结语

  单片开关电源高频变压器的设计要点分3个方面:

  1)尽量降低高频变压器的损耗;

  2)尽量减少高频变压器的漏感;

  3)尽量抑制高频变压器的音频噪声。

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