研究高频变压器设计中需注意的相关问题

李世涛

摘 要：在如今的社会生活中，电力系统发挥着不可或缺的重要作用，随着社会经济和科学技术的快速发展，电力元件的升级换代已经成为提升电力系统运行稳定性的有效途径。就如今的研究而言，高频变压器在电力系统中扮演着十分重要的角色，对于提升电力运输的稳定性与利用效率有着极大的积极作用，而设计环节是决定高频变压器质量的关键，若是在设计环节出现问题，将会大大降低高频变压器的质量。基于此，为了提升高频变压器的质量和利用价值，本文将探讨高频变压器设计过程中需要注意的问题，旨在为相关技术工作者提供有益借鉴。

关键词：高频变压器;设计环节;相关问题

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.182

高频变压器是目前电力系统中非常常见的电力装置，其结构形式、技术要求与设计方案和材料组成都直接影响着变压器运行的稳定性，对其进行深入、具体的设计研究，有利于大大提升高频变压器的利用价值。在实际的高频变压器设计工作中，具有技术参数分析和材料选择等方面的关键问题，这些问题都直接影响着高频变压器的自身质量，严重制约着高频变压器质量的提升和电力系统运行稳定性的增强，如何规避高频变压器设计环节的不良问题已经成为相关设计工作者关注的热点话题。因此，广大高频变压器设计人员必须要积极关注设计环节存在的诸多不良问题，并采取切实可行的措施给予解决和优化，这对提升高频变压器的质量与应用价值有着十分重要的意义。

1 高频变压器所在工作电路

通常情况下，高频变压器工作在放大电路中，是放大器不可或缺的构成装置，因此在设计高频变压器时，设计工作人员需要把高频变压器与放大器相互结合，以此来准确、高效地确定变压器的相关技术要求。例如我们生活中常见的电源变压器，变压器的次级一般是由技术人员根据实际情况来决定的，而在具体设计高频变压器的环节，需要深入了解阻抗匹配的基础理论，按照负载阻抗合理给出匝数比，从而科学地算出电流与电压，与此同时，电流与电压计算还需要按照输出功率和负载阻抗的实际值。高频变压器设计和研究过程、模式与音频变压器有很多地方是一样的，等效电路都是用来分析的必要条件，区别之处是高频变压器的频率得到了提升，所以在设计高频变压器时，需要充分考虑一些参数分布情况，并在具体的设计计算中简化。

2 高频变压器的铜心选择

非晶、超微晶合金材料、软磁铁氧体材料是高频变压器最为常见的磁性材料，在具体应用时有着很大的区别，而且不同位置元件的基本特性也有着很大的区别，设计人员需要深入分析各个部件的具体需求，才能更快地选出合适的材料，主要通过以下四种方式来选择：其一，按照工作频率选择磁芯材料。尽管高频变压器都是高频，但是频率却存在着的很大的差异，设计工作者需要按照工作频率来确定磁芯的材料，如工作频率在100kHz范围内，通常选取Mn-Zn铁氧体材料，若是工作频率高于1MHz，通常选取Ni-Zn材质;其二，按照变压器具体的种类来确定铁氧体磁心的种类。高频变压器的类型与种类不同将直接影响着铁氧体中品种的选择，若是高频变压器需要具有较高的饱和磁感应强度，必须需要大大降低材料的损耗，这样就能够使用国内自产的JP3、R2KD等等，也可以使用其他国家生产的PC40等;其三，按照變压器的具体技术要求采用合适形状的铁心;而且铁氧体磁心的形状不同，所制作高频变压器的电气参数也有着显著差别，在深入了解各种形状磁心参数的好处与弊端的基础上，更好地确定变压器的电气技术要求，需要将磁心生产为参数最合理、最适用的形状，如高频变压器要有较高的品质因数和很小的漏感，则能够选择罐形磁心亦或是PQ型磁心;其四，按照电力企业可以接受的耗损来合理给定变压器的磁感应强度。在实际使用环节显示，高频变压器的温升会受到很大的制约，要想大大提升变压器的使用效率，提升经济效益，需要将变压器的铜损与磁心损耗维持在一样的状态，在合理温升的基础上，高频变压器磁心损耗就能够给定了，在此工作频率的基础上，按照磁心的损耗线路图便能够获取变压器的磁感应强度。

3 注意线圈在高频下的损耗

在高频变压器实际应用的过程中，由于趋肤效应和邻近效应的影响，其线圈交流电阻要比直流电阻增大很多，交流电阻会有相应的增大，直接影响着高频变压器的损耗和升温，相关设计工作者需要采取有效措施最大限度地降低趋肤效应和邻近效应带来的不良作用，在高频的基础上算出交流电阻的具体数值。在实际的设计工作中，若想降低趋肤效应带来的影响，可以采取直径大大小于趋肤深度的导线，在电流比较大时应用双线、多根绞线的模式;为了降低邻近效应的消极作用，能够利用减小导线直径的办法，最大限度地减小绕组的层数，此外，技术人员还可以通过初、次级交叉绕制的方式降低邻近效应的影响。

4 结论

总而言之，高频变压器在电力系统中的有效运用，为我国电力事业的发展提供了显著力量，相关设计工作者要着重思考高频变压器所在电路适应性、相关运行参数和铜心选择等方面的关键问题，全面提升高频变压器设计的科学性与合理性，为电力事业的发展创造良好的条件。

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