技术讲座·TechnologyLecture铁氧体磁心高频变压器设计（二）HighFrequencyTransformer’sDesignbaseonFerritecore王全保：T文献标识码：B：1606-7517（2007）09-08-1403高频变压器设计基础与电源变压器不同，高频变压器工作在放大器电路中，是放大器的组成部分。而且，工作在有一定带宽的频段上，其参数与放大器电路参数有关。因此，分析与设计高频变压器时，必须与放大器电路相结合，并根据其特点确定电参数。3.1高频变压器的主要作用3.1.1阻抗匹配变换信号电压，使前、后级放大器达到阻抗匹配，保证信号不失真、高效的传输。3.1.2隔离使用高频变压器可将两个电路隔离。3.1.3倒相通过改变变压器的极性，使输出信号的相位与输入信号的相位相反；或变为两个大小相等、相位相反的信号。3.1.4多路信号迭加或分解利用变压器可将两路或多路信号相迭加，或将一个信号分成几个信号传输给负载。3.2高频变压器的等效电路高频变压器的主要作用是将某一量值的阻抗变换成另一量值，使两个电路间达到阻抗匹配或使放大器获得最佳负载阻抗。利用变压器所得到的阻抗，与一个具体的电阻不同，它是包含了变压器自身参数（自感、漏感、分布电容、铜阻）在内的一个网络，其电抗成分会随着频率的变化而变化。在不同频率下的各种电路中，变压器可等效为一个具体的网络，称为等效电路。图８为高频变压器的等效电路，它与电源变压器等效电路的区别在于补充了电源内阻Ｒｉ，并把初、次级漏感合并在一起用ＬＳ表示，定义为初次级总漏感。图中：ｒ１——初级铜阻；ｒ２′——换算到初级的次级铜阻；Ｃ１——初级分布电容；Ｃ２′——换算到初级的次级分布电容；Ｌ１——初级自感（Ｈ）；ＬＳ——次级短路，从初级端测得的漏感（Ｈ）；Ｒｉ——电子管或晶体管内阻；Ｒ２′——换算到初级的次级负载电阻；ｒＣ——铁损分量等效电阻；Ｕ１——信号源电压（Ｖ）；Ｕ２′——换算到初级的次级电压（Ｖ）。图８基本上反映了高频变压器的各个参数，但直接用来进行计算是有一定困难的，也是不符合实际的，需要区别不同情况加以简化。通常将工作频带分成低、中和高三个频段，把信号源内阻与负载电阻分为高阻和低阻，在各140·2007.09TechnologyLecture·技术讲座等效电路，主要用于晶体管放大电路。由图１１可见，随着频率升高，漏感抗增大，使输出电压下降，因此，漏感ＬＳ的大小直接影响变压器的高频特性。当Ｒ１为低阻、Ｒ２′为高阻时，Ｃ１忽略、Ｃ２′不能忽略，得到图１２所示的等效电路。对于升压比较高的输入变压器，由于Ｃ２′不能忽略，故其等效电路也为图１２。由图１２可见，Ｃ２′、ＬＳ组成串联谐振电路，在谐振点附近，输出电压会有剧烈的起伏，因此，回路的谐振特性影响高频变压器在高频段的特性。3.3高频变压器的输入阻抗及其频率特性当变压器次级接上负载阻抗Ｒ２时，经阻抗变换后，从初级端看，呈现在初级两端子之间的阻抗为Ｚ，我们称Ｚ为变压器初级输入阻抗。对放大器而言，变压器的初级输入阻抗Ｚ就是放大器的负载阻抗Ｒａ，即Ｒａ＝Ｚ，如图１３所示。对每一个放大器，都存在着一个最佳负载。在最佳负个频段上，将Ｌ１、ＬＳ、Ｃ１、Ｃ２′所呈现的阻抗与Ｒ１、Ｒ２′进行比较，在串联参数中，忽略远小于Ｒ１、Ｒ２′的参数，在并联参数中，忽略远大于Ｒ１、Ｒ２′的参数。由此可得到低频、中频、高频三个频段，高阻电路和低阻电路两种情况的简化等效电路。在实际应用中，由于大多数电路为使用半导体器件的电路，Ｒ１、Ｒ２′均为低阻，因此，在实际应用中，常用的等效电路为四种，见图９、图１０、图１１和图１２。由图９电路可知，在低频段，Ｌ１的感抗随频率下降而下降，Ｌ１的大小直接影响输出电压Ｕ２′的大小。因此，Ｌ１是决定高频变压器的低频段特性的重要参数。由图１０电路可见，在中频段，只有与频率无关的电阻成分，输出电压Ｕ２′与输入电压Ｕ１之间的关系仅是简单的电阻分压关系。在高频段，当Ｒ１、Ｒ２′均为低阻时，Ｃ１、Ｃ２′可以忽略，得到图１１所示的等效电路。这是最常用的一种高频载时，放大器的输出功率最大，电压的波形失真最小。若偏离最佳负载，则输出功率减小，...