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高频电子变压器正向高频方向发展

View: Date:2013-09-09
高频电子变压器主要有两个概念,一是“电子”,它区别于电力变压器和RF信号变压器,按我所从事的开关功率变换器领域, “电子”这里应该指“功率电子”(Power Electronics),二是“高频”, 在传统上,,20kHz以上即为高频,但目前,不同领域对高频的理解可能不同。对小功率(几十到几百瓦)变换器,几百kHz才算高频,而对大功率(几百瓦到几千瓦),大几十上百kHz才算高频,而对大功率变频传统,几十kHz就是高频了。但不管怎样,高频电子变压器应该指的是“应用于频率范围从几十kHz到几兆kHz的开关功率变换器电路中的功率变压器”,其工作频率范围有别于工频和射频,应用于开关功率变换器中,有别于电力变压器和无线电变压器,是传递一定功率能量的,有别于信号处理变压器。

简单地说,目前高频电子变压器正向高频方向发展,即高功率密度和低平面。高功率密度是市场发展的需求,而高频是提高功率密度的最有效办法。随着高频磁性材料的不断发展,也为变压器高频化创造了条件。而在高频下,要提高变压器的功率密度,关键是变压器的设计技术。因为在高频下,高频涡流损耗变得很重要,传统的设计方法已经满足不了高频的要求,使得铁心和绕组的设计变得越来越重要。而低平面变压器的要求使得PCB绕组被广泛应用,但低平面也给变压器设计带来新的困难,尤其是带气隙的变压器,如反激式变压器,谐正变压器,PFC电感器等。总之,电子变压器正向着高频、低平面和新的设计技术方面发展。

目前,高频电子变压器主要应用于高频功率变换领域。概括来讲,电子变压器向着高频化、平面化、集成化、模快化、数组化和混合化方向发展, 并随之带来新的分析方法,如电磁场分析方法和新的设计技术,如优化设计、多场型集成综合设计,以及新的制造工艺对传统工艺的挑战。因为由于频率的提高和磁性材料的发展,许多半导体工艺技术就可以应用于高频变压器的制造,或者说,变压器已经不是一个分立的器件,它可能与功率变换器通过厚膜或薄膜等工艺已经融为一体了。在小功率情况下,这一趋势已经非常明显。
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