变压器磁心的选取与绕制

变压器在装配中所选择的磁心型式与绕制方法决定了变压器的磁心及结构参数。物理高度和成本是磁心选择重要的两个性能指标，它们对开关电源的性能影响非常大。变压器通常被封装在密闭的箱体内，当产品设备要求的规格尺寸较小时，可以使用低成本的BE型或者是EI型磁心;当设计应用需要的磁心截面积较小时，也可以选用BPD型的磁心产品。如果要设计多重输出电源时，PER型磁心提供了一个大的窗口面积，而且它需要绕制的线圈匝数较少，绕线架的可用引出脚较多。当空间不是问题时，ETD型磁心通常用于较高的功率。PQ型磁心虽然比较昂贵，但它体积小，节省PCB板的占用空间，并且比E型磁心需要的匝数少些。对于安全绝缘要求高的场合，应选用罐型磁心、RM磁心。环型磁心通常不适合反激式开关电源变压器使用。

反激式变压器在绕制时为了满足各安规标准的绝缘要求，应在初级与次级之间加入绝缘措施。除此之外使用于变压器结构的绝缘系统的漏电流和间隔距离也要考虑。电气绝缘指标通常是指定电气强度的测试，施加典型值3000 V交流高压的时间长达60 s而不被击穿。如果每个绝缘隔层的电气强度不满足规范要求，那么在变压器初级与次级之间可以采用两个绝缘层，一层是基本的，另一层是补充的。如果两个绝缘层组合仍不符合电气强度要求，也可以采用带增强的三个绝缘层。通常在符合规范和要求的标准内在变压器初级与次级之间需要有5～6 mm的漏电距离。

通常变压器两侧的边缘限制是用胶带来隔层的，胶带开缝的宽度要求留有边限，以便包裹封装，以足够的隔层来配合绕组高度。在一般情况下，绕组单侧绝缘限度是半个初级绕组到次级绕组的漏电距离，大约为2.5 mm左右。磁心的骨架应尽量选择足够大的，实际上绕组的绝缘宽度最小是两倍的总漏电距离。注意保持变压器的耦合并减小漏感。初级绕组是在边框之内卷绕的。为了减少因绝缘磨损而引起的隔层电压击穿，改进层与层之间的绝缘，并减少分布电容，初级绕组的隔层应最少用一层UL规范要求的聚酯薄膜胶带(3M1298)绝缘隔离，在边框之间胶带应有适合的宽度。

用清漆或环氧树脂浸渍也可以改善隔层之间的绝缘性能与电气强度，但不能减少分布电容。偏置绕组可以随后卷绕在初级绕组之上。补充的或增强的绝缘由两层或三层符合UL规范要求的聚酯薄膜胶带剪成骨架的最大宽度，然后再包裹在初级绕组与偏置绕组外，而且边缘部分还需要再次卷绕隔离及次级绕组被卷绕在边界之内。另外，还要增加两层或三层胶带来固定绕组。绝缘套管常用于套隔导线跨越所有绕组时，以确保在导线穿越之处符合漏电距离的要求。绝缘套管一般采用最小壁厚为0.41 mm的尼龙或四氟乙烯套管，使绕组符合安全的绝缘要求。考虑到因为变压器磁心是被隔离的无电压金属材料，也就是说磁心虽然导电，但没有任何部分接触电路，因此它是安全的。从初级绕组(或者是导线通过之处)到磁心的距离，以及从磁心到次级绕组(或者是导线通过之处)增加的距离，必须等于或大于规范要求的漏电距离。

当初级绕组有多个绝缘隔层时，可采用初级的Z形绕制法和C形绕制法。注意接漏极的初级端绕线，它被埋在第二个隔层之下，可以做自身屏蔽，减少电磁干扰共模传导辐射电流。Z形绕法减少了变压器的分布电容，也就减少了高频交变损耗，提高了效率，但绕制比较困难，成本较高。而C形绕法比较容易实现，绕制成本也比较低，但它的损耗较大，效率较低。

审核编辑：汤梓红