30kHz高频开关电源变压器的设计

30kHz高频开关电源变压器的设计:Design  of  30kHz  High－frequency  SMPS  Transformer在传统的高频变压器设计中，由于磁心材料的限制，其工作频率较低，一般在20kHz左右。随着电源技术的不断发展，电源系统的小型化，高频化和高功率比已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此，研究使用频率更高的电源变压器是降低电源系统体积，提高电源输出功率比的关键因素。本文根据超微晶合金的优异电磁性能，通过示例介绍30kHz超微晶高频开关电源变压器的设计。  1变压器的性能指标  电路形式：半桥式开关电源变换器原理见图1：工作频率f：30kHz  变换器输入电压Ui:DC300V  变换器输出电压U0:DC2100V  变换器输出电流I0.08A  整流电路：桥式整流  占空比D：1％～90％  输出效率η:≥80％  耐压：DC12kV  温升：＋50  ℃  工作环境条件:－55℃～＋85  ℃  2变压器磁心的选择与工作点确定  从变压器的性能指标要求可知，传统的薄带硅钢、铁氧体材料已很难满足变压器在频率、使用环境方面的设计要求。磁心的材料只有从坡莫合金、钴基非晶态合金和超微晶合金三种材料中来考虑，但坡莫合金、钴基非晶态价格高，约为超微晶合金的数倍，而饱和磁感应强度Bs却为超微晶合金2/3左右，且加工工艺复杂。因此，综合三种材料的性能比较（表1），选择饱和磁感应强度Bs高，温度稳定性好，价格低廉，加工方便的超微晶合金有利于变压器技术指标的实现。  图1（1）钴基非晶态合金和超微晶合金的主要磁性能比较。