许多电源工程师对开关电源中高频磁性组件的规划存在过错的概念，其规划出来的高频磁性组件不能满意运用场合的要求，影响了研制的进展和项目的如期完结。依据开关电源及高频磁性组件规划经历，对一些概念性过错进行了剖析，期望能给咱们供给学习，顺利完结高频磁性组件的规划以及整个项目的研制。
导言
开关电源中高频磁性组件的规划关于电路的正常作业和各项功能指针的完结十分要害。加之高频磁性组件规划包含许多细节常识点，而这些细节内容很难被一本或几本所谓的“规划大全”逐个罗列清楚[1-3]。为了优化规划高频磁性组件，有必要依据运用场合，归纳考虑多个规划变量，重复核算调整。正由于此，高频磁性组件规划一直是令初涉电源范畴的规划人员头疼的难题，乃至是困扰有多年作业经历的电源工程师的问题。
许多文献及相关技能数据给出的磁性组件规划办法或公式往往直接疏忽了某些规划变量的影响，作了假定简化后得出一套公式;或许并未告知清楚公式的运用条件，乃至有些文献所传达的信息自身就不正确。许多电源规划者并没有意识到这一点，直接套用规划手册中的公式，或把规划手册中某些话望文生义，尊为“规划纲要”，而没有进行透彻的剖析和考虑，以及试验的验证。其成果往往是规划出来的高频磁性组件不能满意运用场合的要求，影响了研制的进展和项目的如期完结。 为了使电源规划者在规划进程中，防止犯相同的过错，为此，咱们针对在学习和研制中遇到的一些概念性的问题进行了总结，期望能给咱们供给一个学习。
一些过错概念的剖析 这儿以小标题方法给出开关电源高频磁性组件规划中8种常见的过错概念，并加以具体的剖析。
1)填满磁芯窗口——优化的规划 许多电源规划人员以为在高频磁性组件规划中，填满磁芯窗口能够取得最优规划，其实不然。在多例高频变压器和电感的规划中，咱们能够发现多添加一层或几层绕组，或选用更大线径的漆包线，不光不能取得优化的效果，反而会由于绕线中的附近效应而增大绕组总损耗。因而在高频磁性组件规划中，即便绕线没把铁芯窗口绕满，只绕满了窗口面积的25%，也没有联系。不用非得主意设法填满整个窗口面积。
这种过错概念主要是受工频磁性组件规划的影响。在工频变压器规划中，着重铁芯和绕组的整体性，因而不期望铁芯与绕组中心有空隙，一般都规划成绕组填满整个窗口，然后确保其机械安稳性。但高频磁性组件规划并没有这个要求。
2)“铁损=铜损”——优化的变压器规划 许多电源规划者，乃至在许多磁性组件规划参考书中都把“铁损=铜损”列为高频变压器优化规划的规范之一，其实不然。在高频变压器的规划中，铁损和铜损能够相差较大，有时两者不同乃至能够到达一个数量级之大，但这并不代表该高频变压器规划欠好[4]。 这种过错概念也是受工频变压器规划的影响。
工频变压器往往由于绕组匝数较多，所占面积较大，因而从热安稳、热均匀视点动身，得出“铁损=铜损”这一经历规划规矩。但关于高频变压器，选用十分细的漆包线作为绕组，这一经历规律并不建立。在开关电源高频变压器规划中，确认优化规划有许多要素，而“铁损=铜损”其实是最少受重视的一个方面。
3)漏感=1%的磁化电感 许多电源规划者在规划好磁性组件后，把相关的技能要求提交给变压器制造厂家时，往往要对漏感巨细要求进行阐明。在许多技能单上，标示着“漏感=1%的磁化电感”或“漏感<2%的磁化电感”等相似的技能要求。其实这种写法或规划规范很不专业。
电源规划者应当依据电路正常作业要求,对所能承受的漏感值作一个数值约束。在制造变压器的进程中，应在不使变压器的其它参数(如匝间电容等)变差的状况下尽或许地减小漏感值，而非给出漏感与磁化电感的份额联系作为技能要求。由于漏感与磁化电感的联系随变压器有无气隙改变很大。无气隙时，漏感或许小于磁化电感的0.1%,而在有气隙时，即便变压器绕组耦合得很严密，漏感与磁化电感的份额联系却或许到达10%[5]。
因而，不要把漏感与磁化电感的份额联系作为变压器规划指针供给给磁性组件生产商。不然，这将标明你不了解漏感常识或并不真实关怀实践的漏感值。正确的做法是规矩清楚能够承受的漏感肯定数值，当然能够加上或减去必定的份额，这个份额的典型值为20%。
4)漏感与磁芯磁导率有联系 有些电源规划者以为，给绕组加上磁芯，会使绕组耦合更严密，可下降绕组间的漏感;也有些电源规划者以为，绕组加上磁芯后，磁芯会与绕组间的场彼此耦合，可添加漏感量。
而事实是，在开关电源规划中，两个同轴绕组变压器的漏感与有无磁芯存在并无联系。这一成果或许令人无法了解，这是由于，一种相对磁导率为几千的资料接近线圈后，对漏感的影响很小。经过几百组变压器的实测成果标明，有无磁芯存在，漏感改变值基本上不会超越10%，许多改变只要2%左右。
5)变压器绕组电流密度的优化值为2A/mm2～3.1A/mm2 许多电源规划者在规划高频磁性组件时，往往把绕组中的电流密度巨细视为优化规划的规范。其实优化规划与绕组电流密度巨细并没有联系。真实有联系的是绕组中有多少损耗，以及散热办法是否满足确保温升在答应的规模之内。
咱们能够想象一下开关电源中散热办法的两种极限状况。当散热别离选用液浸和真空时，绕线中相应的电流密度会相差较大。 在开关电源的实践研制中，咱们并不关怀电流密度是多大，而关怀的仅仅线包有多热?温升是否能够承受? 这种过错概念，是规划人员为了防止繁琐的重复试算，而人为所加的约束，来简化变量数，然后简化核算进程，但这一简化并未阐明运用条件。
6)原边绕组损耗=副边绕组损耗”——优化的变压器规划 许多电源规划者以为优化的变压器规划对应着变压器的原边绕组损耗与副边绕组损耗持平。乃至在许多磁性组件的规划书中也把此作为一个优化规划的规范。其实这并非什么优化规划的规范。在某些状况下变压器的铁损和铜损或许附近。但假如原边绕组损耗与副边绕组损耗相差较大也没有多大联系。有必要再次着重的是，关于高频磁性组件规划咱们所关怀的是在所运用的散热方法下，绕组有多热?原边绕组损耗=副边绕组损耗仅仅工频变压器规划的一种经历规矩。
7)绕组直径小于穿透深度——高频损耗就会很小 绕组直径小于穿透深度并不能代表就没有很大的高频损耗。假如变压器绕组中有许多层，即便绕线选用线径比穿透深度细得多的漆包线，也或许会由于有很强的附近效应而发生很大的高频损耗。因而在考虑绕组损耗时，不能仅仅从漆包线的粗细来判别损耗巨细，要归纳考虑整个绕组结构的组织，包含绕组绕制方法、绕组层数、绕线粗细等。
8)正激式电路中变压器的开路谐振频率有必要比开关频率高得多 许多电源规划人员在规划和检测变压器时以为变压器的开路谐振频率有必要比变换器的开关频率高得多。其实不然，变压器的开路谐振频率与开关频率的巨细并无联系。咱们能够想象一下极限状况：关于抱负磁芯，其电感量无穷大，但也会有一个相对很小的匝间电容，其谐振频率近似为零，比开关频率小得多。 真实与电路有联系的是变压器的短路谐振频率。一般状况下，变压器的短路谐振频率都应当在开关频率的两个数量级以上。
结语
为了使电源规划者在电源规划进程中，少犯相同的过错，就咱们在开关电源的研制中遇到的一些与高频磁性组件规划相关的概念性问题进行了总结，期望能起到抛砖引玉的效果。
