一、传统变压器篇

单路输出 Flyback 及常见的变压器绕组结构

红色：初级绕组

紫色：辅助绕组

黄色：次级绕组

特点：辅助绕组位夹在初级、次级中间

缺点：

1、临近效应很强，绕组交流损耗大；

2、 初、次级间的漏感较大，吸收回路损耗较大，效率较低。

优点：

1、工艺结构十分简单，易于制造；

2、初级外层接电位静止的V+端，易于实现无Y。

改进的 Flyback 变压器绕组结构（简易型）

红色：初级绕组

紫色：辅助绕组

黄色：次级绕组

特点：辅助绕组位于线包最里层，初级在中间、次级在最外边

缺点：临近效应很强，绕组交流损耗大

优点：

1、工艺结构十分简单，易于制造；

2、初级外层接电位静止的V+端，易于实现无Y3，初次级间漏感较小，吸收回路损耗较小，效率较高。

改进的 Flyback 变压器绕组结构(三明治型)

红色：初级绕组

紫色：辅助绕组

黄色：次级绕组

特点：辅助绕组位于线包最里层，然后分别是初级的一半，次级全部，初级的另一半。

缺点：

1、次级临近效应很强，绕组交流损耗大；

2、初级的一半绕组没有任何的静电位层供屏蔽用，无法实现无Y。

优点：

1、工艺结构复杂，不利于制造；

2、初次级间漏感较小，吸收回路损耗较小，效率较高；

3、初级临近效应较小，绕组交流损耗小。

L3 与L4 之间的漏感，引起交叉调整。

实用的多路输出型

高压输出绕组叠在低压绕组之上，双线并绕降低交叉调整

功率传输变压器（含正激、推挽、半桥、全桥）

合理的绕组结构，层厚小于2Δ

红色：初级绕组

紫色：辅助绕组

黄色：次级绕组

实际变压器的模型

虚线内为理想变压器

脉冲变压器信号传输失真由于原边及幅边漏感，电阻分量的存在，脉冲在经过变压器后，产生延迟、斜率变缓、振铃、顶降。

脉冲电流的分解

脉冲电流由基波电流及各高次谐波电流组成

占空比越小，基波分量越小，高次谐波分量越大，因此线径的选择（穿透深度*2）不能只考虑基波电流的频率。

输出功率与频率的关系（EE25 单端变换器为例）

1、频率升高，穿透深度下降，需要用较小的线径，窗口利用率下降，且绕组层厚与穿透深度的比值增大，交流电阻大增，有效输出功率下降；2、频率增加，绝缘材料的耐压下降，为保证同样的绝缘强度，需要加大绝缘层厚度，进一步降低窗口利用率；

3、频率到达某一程度后，磁芯损耗大增，需要适当降底磁通密度（具体请参考磁损表）。

LLC 电路结构

LLC 集成磁件

漏感由原边与副边之间的档墙宽度、磁芯的磁导率、以及中柱长度与窗口高度的比值决定。

红色：初级绕组

黄色：次级绕组

个别应用中，需要用到较小的漏感，挡墙的宽度较小，安全间距可利用下面的结构来满足。

红色：初级绕组

黄色：次级绕组

其它减小漏感的方法：

1、磁芯的磁导率，换用高导的磁芯，漏感会减小；

2、减小中柱长度与窗口高度（指上图中窗口的水平方向）的比值，漏感会减小；

3、采用逆磁性材料代替顺磁性材料制作档。

增大漏感的方法：

1、换用低导的磁芯；

2、增大中柱长度与窗口高度的比值；

3、用弱铁磁性的材料制作档墙，如混有磁粉的注塑垫片，可以大幅度降低档墙的占窗面积，增加变压器出力，具体实施需要考虑经济性。

中功率的 LLC 集中参数变压器，按正弦变压器设计，可采用简单绕制工艺。

红色：初级绕组

黄色：次级绕组

大功率的 LLC 集中参数变压器，按正弦变压器设计，需要采用夹层工艺，中各初次级绕组磁场的磁场，降低临近效应，保证最小的交流电阻。

红色：初级绕组

黄色：次级绕组

二、高功率密度变压器

由于铁损基本固定，而铜损与输出功率的平方成正比，因此高功率密度变压器的实现，主要是解决绕组的散热问题，但应用中的方向却是相反的，我们所见到的高功率密度变压器，都是将绕组的热量“闷”在磁件的内部，绕组的热阻比较大，不利于提高功率密度，如PQ，PM，以及平面变压器。

2、环形铜带绕组，低压绕组制成平面的环状，一个环为一匝，环的厚度为2~3倍穿透深度，初级绕组线径为1~1.5倍穿透深度，这样的组合交流电阻很小。图例中的 6个环，通过不同的铆接，可组合为6匝，3匝，2匝及1匝四种连接方式。环的倒角部份，通过云母片与散热器（可加风扇）连接散热，解决绕组的发热问题。