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高频变压器设计之如何提率

提率是对电源和电子设备的普遍要求.虽然从单个高频变压器来看,损耗不大.例如,100VA高频变压家具家电效率为98%时,损耗只有2W,并不多.但是成十万个,成百万个高频变压器,总损耗可能达到上100kW,甚至上MW.高频电源变压器一直长期运行,年总损耗相当可观,有可能达到上10GW·h.这样,提高高频电变压器效率,可以节约电力.节约电力后,可以少建发电站.少建发电站后,可以少消耗煤和石油,可以少排放CO2,SO2,NOx,废气,废水,减少对环境的污染.既具有节约能源,又具有环境保护的双重社会经济效益.因此,提率是高频电源变压器重要的设计要求,一般效率要提高到95%以上,损耗要减少到5%以下.高频电源变压器损耗包括磁芯损耗(铁损)和绕组（铜损）.有人关心变压器的铁损和铜损的比例.这个比例是随变压器的工作频率发生变化的.如果变压器的外加电压越低,绕组匝数越多,铜损越大.因此在50Hz工频下,铜损远远超过铁损.例如:50Hz,100kVAS9型三相油浸式硅片变压器,铜损为铁损的5倍左右.50Hz,100kVASH11型三相油浸式非晶合金电力变压器,铜损为铁损的20倍左右.

在某一段工作频率下,高频电源变压器的绕组损耗(铜损)与铁损相接近时,例如,铜损/铁损=～25%范围量，也不能忽视,也应当考虑采取措施来减少铜损.由于原绕组和副绕组承担的功率相近,往往在设计中取原绕组的铜损来减少铜损,以便简化设计计算过程,不能只强调依靠温升来设计高频电源变压器,由于热阻不容易准确确定,因此,为了简化计算,有时根据经验预先推荐一些原则和数据是必要的.同样,为了简化计算,对不同工作频率的高频电源变压器推荐不同的绕组电流密度,也是必要的,但不限于某一个电流密度值,例如,2A/mm2～3A/mm2.现高频电源变压器设计要求的方法并不限于一种,应当允许进行多种多样的探索.

高频变压器安全性的试验

高频变压器平安性实验需求在IEC-65及UL1411规范中已有具体的规则，平安性实验首要包括以下内容：

　　一、绝缘电阻

　　高频变压器各绕组及绕组与铁心、静电屏蔽层之间的绝缘电阻在常态下均应大于1000M欧，高温实验和稳定温热实验后应不10M欧(IEC-65规则为不4M欧)测试绝缘电阻的直流电压为500V。

　　二、抗电强度

　　变压器初级与次级绕组、铁心、静电屏蔽层之间应能接受频度50Hz、3500V有效值)电压效果(IEC-65规则的实验电压为3000V有效值)次级绕组与铁心、静电屏蔽之间应能接受频率50Hz1000V有效值)电压的效果而无击穿和飞弧。首先我们来看种常见的高频电源变压器绕法，即初级夹次级的绕法。限制电流为1mA 该值视变压器功率而定，a大不超过10mA。

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