电源技术应用 徐泽玮

        摘　要：详细分析了变压器、电子变压器、高频电子变压器的概念，并从整体结构、磁芯和线圈几个方面，把高频电子变压器的发展方向具体化。

        关键词：高频电子变压器；整体结构；磁芯；线圈

        引言

        高频电子变压器和它的发展方向，最近成为电子变压器行业关注的一个焦点，一本专业技术杂志（以下简称杂志），对这个问题发表了“专题特写”，汇集了几位专业人士的一些看法。作者也来写一篇文章，和读者共同讨论，如果有错误的地方，敬请批评指正。

    1　高频电子变压器

        什么是高频电子变压器？有一个准确的定义，就是工作频率高的电子变压器，一般工作频率高于20kHz，就是高频。但是读了杂志发表的几位专业人士的意见后，把本来明确的高频电子变压器的概念，弄得糊涂了。如其中一位专业人士说：“行业内没有人准确下定义，也没有人做过学术的整合，因此，至今也没有一个准确的定义”。其实，高频电子变压器的定义是非常明确的，只不过被杂志上所发表的一些见解误导了。下面为了还高频电子变压器的本来面目，有必要弄清变压器、电子变压器、高频电子变压器的概念，以便消除那些误解。

        首先，弄清什么是变压器？以电磁感应原理工作的变压器，是指在线圈原边绕组加交变电压，产生交变磁通，在副边绕组感生输出电压，从而起到传输能量，变换电压（或信号），电气绝缘隔离的作用。

        要产生电磁感应，原边绕组必须加交变电压，不可能有直流电压作工作电源的变压器。那种把直流电压作工作电源的说法，是把直流变交流的逆变器，或者变频电源包括在变压器的范围内的一种误解。

        只要有电磁感应存在，变压器就可以工作，而不一定要有磁芯，例如，工作频率为MHz级的电子变压器，就是由印刷电路板制作的空心变压器。那种把高频电子变压器说成是“用在具有变频电路中的磁性变压器件”的说法，属于既把变频电路包括在变压器范围内，又认为变压器一定要有磁芯的双重误解。

        变压器不论工作频率高低，都是通过电磁感应来传输能量的。传输能量的大小，与变压器所用的材料、结构、尺寸和工作频率有关。如果传输的能量为定值，工作频率高，在一定时间内传输能量的次数多，每一次传输的能量可以少，则变压器用的材料少，结构尺寸小。那种认为变压器传输能量有限，要用高频来增加传输能量的说法，是一种本末倒置的误解。用脉宽调制（PWM）方式改变变压器传输能量和电压大小，只是一种外加控制方法，不单高频变压器可以用，低频变压器也可以用。那种认为有PWM控制后，高频变压器和低频变压器传输能量方式有差异，高频变压器和低频变压器改变电压的方式有差异的说法，也是一种误解。

        其次，弄清什么是电子变压器？电子变压器是在电子电路和电子设备中使用的变压器。如果把范围扩大一些，包括所有电子电路和电子设备中使用的变压器、电感器、互感器等电磁元件。电子并不只限于功率电子（国内更通用的术语是电力电子），还包括工业电子、信息电子、无线电子和微电子，电子变压器虽然区别于电力变压器，但是并不区别于射频信号变压器，也不只限于“开关功率变换器电路中的功率变压器”。功率变压器只是电子变压器中的一种。如果把电子变压器只看成功率变压器，难免会画地为牢。杂志专题特写中有位专业人士发表的有关电感器的内容，岂不是自己否定自己吗？所以，把电子只限于功率电子，把电子变压器只限于功率变压器的说法是一种误解。

再其次，弄清什么是高频电子变压器？现在，对电子变压器工作频率的高、中、低划分有一个通行的说法，即工作频率50Hz或60Hz叫工频，或者在它以下的叫低频；60Hz至20kHz叫中频， 400Hz是中频，而不是工频；20kHz以上叫高频。为什么选20kHz为界限？因为，20kHz是声频上限，超过它就听不见可闻噪声。所以，工作频率超过20kHz，从20kHz起到MHz级、GHz级是高频。那种把“应用频率范围从几十kHz到几兆kHz的”电子变压器的提法，有两个误解：一个是20kHz，不同于几十kHz。一个是几GHz，不是几兆kHz（作者注：请按规范的词头，不能自己乱造）。工作频率几GHz的开关功率变换电路中的功率变压器，作者未见过国内外的报导，希望杂志能指明其来源。

        高频中还可以划分