高频开关电源变压器的设计方法(4)

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为了研究边缘效应与初次级绕组宽度的关系，作者设计了以下三种绕组分布情况，如图3a所示。其中初级采用24AWG圆铜线，次级采用0.127mm(5mil)铜薄带，绕组排列按“次-初-次-初”顺序。通过有限元分析，作者给出了对应I 和III的磁场分布和电流分布，如图3b所示，由此，作者得出结论：当初次级宽度一样时，可大大减小漏感和交流电阻。

图4 变压器铜损与电流波形的关系

A：

（I）

（II）

B：

(III)

(a)

(a)

A：

B：

Field Distribution

Field Distribution

(b)

Current Distribution

Current Distribution

A：

B：

（I）

（Ⅲ）

(b)

图3 边缘效应与初次级绕组宽度的关系:(a)三种绕组分 布情况，(b)对应 I和III的磁场分布和电流分布

Lavers等人[21]通过二维有限元方法，研究了变压器铜损与电流波形的关系。通过大量的分析，作者得到图4所示的结果。由此指出波形对绕组的交流电阻有很大的影响，在同样条件下，正弦波比梯形波引起的铜损要大。 2.2.2 定量分析

teNyenhuis等人[22]通过二维有限元分析，研究了变压器的温升。图5a为分析模型，作者通过分析给出了磁芯A处和B处的温度分布图，如图

(c)

图5 变压器的温升分析：(a)分析模型，(b) A、B两处 有限元分析温度分布，(c) A、B两处实测温度分布

5b所示；并且作者测试了以上两处的温度，如图5c所示。比较图5b和c中的温度值可知有限元分析的结果与实测值一致性非常好。在测试变压器温升不方

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