許多文獻及相關(guān)技術(shù)資料給出的磁性元件規劃方法或公式往往直接忽略了某些應用場(chǎng)所的變量影響，作了假定簡(jiǎn)化后得出一套公式；或許并未交代清楚公式的運用條件，甚至有些文獻所傳達的信息自身就不正確。許多開(kāi)關(guān)電源規劃并沒(méi)有意識到這一點(diǎn)，直接套用規劃手冊中的公式，或把規劃手冊中某些話(huà)斷章取義，而沒(méi)有進(jìn)行透徹的分析和考慮，以及試驗的驗證。其成果往往是規劃出來(lái)的高頻磁性元件不能滿(mǎn)足運用場(chǎng)合的要求，影響了研制的發(fā)展和項目的如期結束。
為了使開(kāi)關(guān)電源規劃在規劃進(jìn)程中，避免犯同樣的錯誤，為此，我們針對在學(xué)習和研制中遇到的一些概念性的問(wèn)題進(jìn)行了總結，期望能給我們供給一個(gè)學(xué)習。
一些錯誤概念的剖析
這兒介紹開(kāi)關(guān)電源高頻磁性元件規劃中8種常見(jiàn)的錯誤概念，并加以具體的剖析。
開(kāi)關(guān)電源
1、優(yōu)化的規劃
許多規劃人員認為在高頻磁性元件規劃中，填滿(mǎn)磁芯窗口可以獲得最優(yōu)規劃，其實(shí)否則。在多例高頻變壓器和電感的規劃中，我們可以發(fā)現多添加一層或幾層繞組，或選用更大線(xiàn)徑的漆包線(xiàn)，不但不能獲得優(yōu)化的作用，反而會(huì )因為繞線(xiàn)中的鄰近效應而增大繞組總損耗。因此在高頻磁性元件規劃中，即使繞線(xiàn)沒(méi)把鐵芯窗口繞滿(mǎn)，只繞滿(mǎn)了窗口面積的25％，也沒(méi)有聯(lián)絡(luò )。不必非得主見(jiàn)設法填滿(mǎn)整個(gè)窗口面積。
這種錯誤概念主要是受工頻磁性元件規劃的影響。在工頻變壓器規劃中，側重鐵芯和繞組的整體性，因此不期望鐵芯與繞組中心有空隙，一般都規劃成繞組填滿(mǎn)整個(gè)窗口，然后確保其機械安穩性。但高頻磁性元件規劃并沒(méi)有這個(gè)要求。
2、“鐵損=銅損”——優(yōu)化的變壓器規劃
許多開(kāi)關(guān)電源的規劃中甚至在許多磁性元件規劃參考書(shū)中都把“鐵損=銅損”列為高頻變壓器優(yōu)化規劃的標準之一，其實(shí)否則。在高頻變壓器的規劃中，鐵損和銅損可以相差較大，有時(shí)兩者不同甚至可以抵達一個(gè)數量級之大，但這并不代表該高頻變壓器規劃不好。
這種錯誤概念也是受工頻變壓器規劃的影響。工頻變壓器往往因為繞組匝數較多，所占面積較大，因此從熱安穩、熱均勻視點(diǎn)動(dòng)身，得出“鐵損=銅損”這一經(jīng)歷規劃規則。但關(guān)于高頻變壓器，選用十分細的漆包線(xiàn)作為繞組，這一經(jīng)歷規律并不樹(shù)立。在開(kāi)關(guān)電源高頻變壓器規劃中，確認優(yōu)化規劃有許多要素，而“鐵損=銅損”其實(shí)是最少受重視的一個(gè)方面。
3、漏感=1％的磁化電感
許多開(kāi)關(guān)電源在規劃好磁性元件后，把相關(guān)的技能要求提交給變壓器制造廠(chǎng)家時(shí)，往往要對漏感大小要求進(jìn)行說(shuō)明。在許多技能單上，標示著(zhù)“漏感=1％的磁化電感”或“漏感<2％的磁化電感”等類(lèi)似的技能要求。其實(shí)這種說(shuō)法很不專(zhuān)業(yè)。開(kāi)關(guān)電源規劃應當依據電路正常作業(yè)要求,對所能接受的漏感值作一個(gè)數值束縛。在變壓器的制造進(jìn)程中，應在不使變壓器的其它參數（如匝間電容等）變差的情況下盡或許地減小漏感值，而非給出漏感與磁化電感的比例聯(lián)絡(luò )作為技能要求。因為漏感與磁化電感的聯(lián)絡(luò )隨變壓器有無(wú)氣隙改變很大。無(wú)氣隙時(shí)，漏感或許小于磁化電感的0.1％,而在有氣隙時(shí)，即使變壓器繞組耦合得很?chē)烂?，漏感與磁化電感的比例聯(lián)絡(luò )卻或許抵達10％。
因此，不要把漏感與磁化電感的比例聯(lián)絡(luò )作為變壓器規劃指標供給給磁性元件生產(chǎn)商。否則，這將標明你不了解漏感知識或并不實(shí)在關(guān)心實(shí)踐的漏感值。正確的做法是規則清楚可以接受的漏感肯定數值，當然可以加上或減去一定的比例，這個(gè)比例的典型值為20％。
4、漏感與磁芯磁導率有聯(lián)絡(luò )
有些開(kāi)關(guān)電源規劃認為，給繞組加上磁芯，會(huì )使繞組耦合更嚴密，可下降繞組間的漏感；也有些開(kāi)關(guān)電源規劃認為，繞組加上磁芯后，磁芯會(huì )與繞組間的場(chǎng)互相耦合，可添加漏感量。而事實(shí)是，在開(kāi)關(guān)電源規劃中，兩個(gè)同軸繞組變壓器的漏感與有無(wú)磁芯存在并無(wú)聯(lián)絡(luò )。這一成果或許令人無(wú)法了解，這是因為，一種相對磁導率為幾千的材料接近線(xiàn)圈后，對漏感的影響很小。通過(guò)幾百組變壓器的實(shí)測成果標明，有無(wú)磁芯存在，漏感改變值基本上不會(huì )超越10％，許多改變只需2％左右。
5、變壓器繞組電流密度的優(yōu)化值為2A/mm2～3.1A/mm2
許多開(kāi)關(guān)電源規劃在規劃高頻磁性元件時(shí)，往往把繞組中的電流密度大小視為優(yōu)化規劃的標準。其實(shí)優(yōu)化規劃與繞組電流密度大小并沒(méi)有聯(lián)絡(luò )。實(shí)在有聯(lián)絡(luò )的是繞組中有多少損耗，以及散熱方法是否滿(mǎn)足確保溫升在容許的范圍之內。
我們可以想象一下開(kāi)關(guān)電源中散熱方法的兩種極限情況。當散熱分別選用液浸和真空時(shí)，繞線(xiàn)中相應的電流密度會(huì )相差較大。
在開(kāi)關(guān)電源的實(shí)踐研制中，我們并不關(guān)心電流密度是多大，而關(guān)心的只是線(xiàn)包有多熱？溫升是否可以接受？
這種錯誤概念，是規劃人員為了避免繁瑣的重復試算，而人為所加的束縛，來(lái)簡(jiǎn)化變量數，然后簡(jiǎn)化核算進(jìn)程，但這一簡(jiǎn)化并未說(shuō)明運用條件。
6、原邊繞組損耗=副邊繞組損耗”—優(yōu)化的變壓器規劃
許多開(kāi)關(guān)電源規劃認為優(yōu)化的變壓器規劃對應著(zhù)變壓器的原邊繞組損耗與副邊繞組損耗相等。甚至在許多磁性元件的規劃書(shū)中也把此作為一個(gè)優(yōu)化規劃的標準。其實(shí)這并非什么優(yōu)化規劃的標準。在某些情況下變壓器的鐵損和銅損或許相近。但如果原邊繞組損耗與副邊繞組損耗相差較大也沒(méi)有多大聯(lián)絡(luò )。有必要再次側重的是，關(guān)于高頻磁性元件規劃我們所關(guān)心的是在所運用的散熱方法下，繞組有多熱？原邊繞組損耗=副邊繞組損耗只是工頻變壓器規劃的一種經(jīng)歷規則。
7、繞組直徑小于穿透深度—高頻損耗就會(huì )很小
繞組直徑小于穿透深度并不能代表就沒(méi)有很大的高頻損耗。如果變壓器繞組中有許多層，即使繞線(xiàn)選用線(xiàn)徑比穿透深度細得多的漆包線(xiàn)，也或許會(huì )因為有很強的鄰近效應而產(chǎn)生很大的高頻損耗。因此在考慮繞組損耗時(shí)，不能僅僅從漆包線(xiàn)的粗細來(lái)判別損耗大小，要歸納考慮整個(gè)繞組結構的組織，包括繞組繞制方法、繞組層數、繞線(xiàn)粗細等。
8、正激式電路中變壓器的開(kāi)路諧振頻率有必要比開(kāi)關(guān)頻率高得多
許多開(kāi)關(guān)電源在規劃和檢測變壓器時(shí)認為變壓器的開(kāi)路諧振頻率有必要比變換器的開(kāi)關(guān)頻率高得多。其實(shí)否則，變壓器的開(kāi)路諧振頻率與開(kāi)關(guān)頻率的大小并無(wú)聯(lián)絡(luò )。我們可以想象一下極限情況：關(guān)于抱負磁芯，其電感量無(wú)窮大，但也會(huì )有一個(gè)相對很小的匝間電容，其諧振頻率近似為零，比開(kāi)關(guān)頻率小得多。實(shí)在與電路有聯(lián)絡(luò )的是變壓器的短路諧振頻率。一般情況下，變壓器的短路諧振頻率都應當在開(kāi)關(guān)頻率的兩個(gè)數量級以上。
