低频变压器和高频变压器的区别和原理分析

　　本文主要是关于低频变压器和高频变压器的相关介绍，并着重对低频变压器和高频变压器的区别进行了详尽的描述。

　　低频变压器

　　低频变压器用来传播信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。高频变压器与低频变压器原理上没区别。但由于高频和低频的频率不同，变压器所用的铁芯不同。低频变压器一般用高导磁率的硅钢片，高频变压器则用高频铁氧体磁芯。

　　工作原理

　　舌口32 mm、厚34 mm、宽96 mm，最大功率使用要多粗的线，舌口是指，EI型变压器铁芯截面积是指E片中间那一横（插入Satons变压器骨架中间方口里的）的宽度即铁芯舌宽与插入变压器骨架方口里所有E片的总厚度即叠厚的乘积最简单的就是指变压器骨架中间方口的面积，变压器铁芯截面积是指线圈所套着的部分：舌宽×叠厚=截面积，单位：cm2。 ［2］

　　第一种计算方法

　　（1）变压器矽钢片截面：3.2 cm*3.4cm*0.9=9.792cm2

　　（2）根据矽钢片截面计算变压器功率：P=S/K^2=（9.79/1.25）^2=61.34瓦（取60瓦）

　　（3）根据截面计算线圈每伏几匝：W=4.5*105/BmS=4.5*105/（10000*9.79）=4.6匝/伏

　　（4）初级线圈匝数：220*4.6=1012匝

　　（5）初级线圈电流：60W/220V=0.273A

　　（6）初级线圈线径：d=0.715 =0.37（mm）

　　（7）次级线圈匝数：2*（51*4.6*1.03）=2*242（匝）（1.03是降压系素，双级51V=2*242匝）

　　（8）次级线圈电流：60W/（2*51V）=0.59A

　　（9）次级线径：d=0.715 =0.55（mm）

　　第二种计算方法

　　E形铁芯以中间舌为计算舌宽的。计算公式：输出功率：P2=UI

　　考虑到变压器的损耗，初级功率：P1=P2/η（其中η=0.7～0.9，一般功率大的取大值）

　　每伏匝数计算公式：N（每伏匝数）=4.5×105/B×S（B=硅钢片导磁率，一般在8000～12000高斯，好的硅钢片选大值，反之取小值。S=铁芯舌的面积，单位是cm2）如硅钢片质量一般可选取10000高斯，那么可简化为：

　　N=45/S

　　计算次级绕组圈数时，考虑变压器漏感和导线铜损，须增加5% 绕组余量。初级不用加余量。

　　由电流求线径：I=P/U （I=A，P=W，U=V）

　　以线径每平方毫米≈2.5～2.6A选取。

　　第三种计算方法

　　首先要说明的是变压器的截面积是线圈所套住位置的截面积。如果你的铁心面积（线圈所套住位置）为32*34=1088 mm2=10.88 cm2

　　小型变压器的简易计算：

　　1，求每伏匝数

　　每伏匝数=55/铁心截面

　　例如，你的铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米

　　故，每伏匝数=55/5.6=9.8匝

　　2，求线圈匝数

　　初级线圈 n1=220╳9.8=2156匝

　　次级线圈 n2=8╳9.8╳1.05=82.32，可取为82匝

　　次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降

　　3，求导线直径

　　你未说明你要求输出多少伏的电流是多少安？这里我假定为8V，电流为2安。

　　变压器的输出容量=8╳2=16伏安

　　变压器的输入容量=变压器的输出容量/0.8=20伏安

　　初级线圈电流I1=20/220=0.09安

　　导线直径 d=0.8√I

　　初级线圈导线直径 d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米

　　次级线圈导线直径 d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米

　　要注意层间电压绝缘，引出端绝缘问题。

　　高频变压器

　　高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多。比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输出交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于35mm。而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。

　　工作原理

　　变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

　　变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 ［1］

　　设计原理

　　在高频变压器设计时，变压器的漏感和分布电容必须减至最小，因为开关电源中高频变压器传输的是高频脉冲方波信号。在传输的瞬变过程中，漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压，以及顶部振荡，造成损耗增加。通常变压器的漏感，控制为初级电感量的1%～3%。

　　初级线圈的漏感----变压器的漏感是由于初级线圈和次级线圈之间，层与层之间，匝与匝之间磁通没有完全耦合而造成的。

　　分布电容----变压器绕组线匝之间，同一绕组的上、下层之间，不同绕组之间，绕组与屏蔽层之间形成的电容称为分布电容。

　　初级绕组----初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。

　　次级绕组----初级绕组绕完，要加绕（3～5）层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，符合绝缘耐压的要求。

　　偏压绕组----偏压绕组绕在初级和次级之间，还是绕在最外层，和开关电源的调整是根据次级电压还是初级电压进行有关。

　　低频变压器和高频变压器的区别

　　1、一般情况下，低频变压器是指“工频变压器”的。它是工作在工频（50Hz）下，改变电压用。你说的用硅钢片的变压器，就是这一类。

　　2、关于高频变压器，是指工作在高频率中的、起换能作用的变压器。因为磁场的频率很高，硅钢片中会产生涡流（硅钢片中的小磁体转换速度跟不上），所以高频变压器一般使用“高频铁氧体”为磁芯的。

　　3、由于高频变压器中通过的高频电流，绝大部分是“非正弦波”因此，习惯上称为“换能器”比较准确。

　　低频变压器和高频变压器技术参数

　　低频变压器

　　（一）电压比n

　　变压器的电压比n与一次、二次绕组的匝数和电压之间的关系如下：n=V1/V2=N1/N2式中N1为变压器一次（初级）绕组，N2为二次（次级）绕组，V1为一次绕组两端的电压，V2是二次绕组两端的电压。 升压变压器的电压比n小于1，降压变压器的电压比n大于1，隔离变压器的电压比等于1。

　　（二）额定功率P 此参数一般用于电源变压器。它是指电源变压器在规定的工作频率和电压下，能长期工作而不超过限定温度时的输出功率。 变压器的额定功率与铁心截面积、漆包线直径等有关。变压器的铁心截面积大、漆包线直径粗，其输出功率也大。

　　（三）频率特性 频率特性是指变压器有一定有工作频率范围，不同工作频率范围的变压器，一般不能互换使用。因为变压器有其频率范围以外工作时，会出现工作时温度升高或不能正常工作等现象。

　　（四）效率 效率是指在额定负载时，变压器输出功率与输入功率的比值。该值与变压器的输出功率成正比，即变压器的输出功率越大，效率也越高；变压器的输出功率越小，效率也越低。 变压器的效率值一般在60%~100%之间。

　　在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即

　　η= x100%

　　式中η为变压器的效率;P1为输入功率，P2为输出功率。

　　当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率η等于100%，变压器将不产生任何损耗。但实际上这种变压器是没有的。变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损。

　　铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。

　　变压器的铁损包括两个方面。一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗。另一是涡流损耗，当变压器工作时。铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗。

　　变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

　　高频变压器

　　

　　额定功率：1000/10000（KVA）

　　效 率（η）：97%

　　电 压 比：400/220（V）

　　外形结构：立式

　　冷却方式：自然冷式

　　防潮方式：开放式

　　绕组数目：双绕组

　　铁心结构：心式

　　冷却形式：干式

　　铁心形状：R型

　　电源相数：单相

　　频率特性：高频

　　应用范围：特种

　　结语

　　关于低频变压器和高频变压器的区别介绍就到这了，希望通过本文能让你对低频变压器和高频变压器有更全面的认识。

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