高頻變壓器，作為變換交流電壓、電流和阻抗的關(guān)鍵器件，其工作原理在于鐵芯(或磁芯)中產(chǎn)生的交流磁通。當(dāng)初級(jí)線圈中通入交流電流時(shí)，這一磁通便在鐵芯中形成，進(jìn)而在次級(jí)線圈中感應(yīng)出相應(yīng)的電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)與線圈共同構(gòu)成，其中線圈包含兩個(gè)或以上的繞組，接電源的繞組被稱為初級(jí)線圈，其余則為次級(jí)線圈。變壓器的磁芯種類繁多，如罐型磁芯、RM型磁芯、E型磁芯等，它們對(duì)變壓器的工作性能有著深遠(yuǎn)的影響。接下來(lái)，我們將深入探討這些磁芯形狀對(duì)變壓器工作的影響。

?開(kāi)關(guān)電源中高頻磁芯是一種用于高頻變壓器的磁芯材料，主要用于高頻導(dǎo)磁，提高電磁轉(zhuǎn)換效率并降低能量損耗?。高頻磁芯的主要類型包括鐵氧體磁芯、錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體。

鐵氧體磁芯

鐵氧體磁芯是一種高頻導(dǎo)磁材料，主要用于高頻變壓器和抗干擾磁環(huán)等。它具有高磁導(dǎo)率和低損耗的特性，特別適用于1kHz到1MHz的頻率范圍內(nèi)。錳鋅鐵氧體(Mn-Zn)和鎳鋅鐵氧體(Ni-Zn)是鐵氧體磁芯的兩種主要類型：

?錳鋅鐵氧體(Mn-Zn)?：具有高磁導(dǎo)率和低損耗的特性，適用于中小功率的開(kāi)關(guān)電源、UPS電源和功率因數(shù)校正(PFC)電路等?12。

?鎳鋅鐵氧體(Ni-Zn)?：適用于較高頻率(1MHz到100MHz)，具有高電阻率，能有效減少渦流損耗，常用于高頻變壓器、脈沖變壓器和射頻變壓器等?2。

非晶和納米晶磁芯

非晶磁芯通過(guò)快速冷卻工藝制備，原子排列呈現(xiàn)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，具有高磁導(dǎo)率和低損耗的特性。非晶材料的Bs·μ值是鐵氧體的10～15倍，意味著變壓器體積和重量可以大幅減小，適用于高頻開(kāi)關(guān)電源中的變壓器設(shè)計(jì)?。

開(kāi)關(guān)電源中高頻磁芯的形狀多種多樣，主要包括罐型、RM型、E型、EC/ETD/EER型、PQ型和環(huán)形磁芯等?。每種形狀的高頻磁芯都有其獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。

?罐型磁芯?：罐型磁芯對(duì)電磁干擾(EMI)的屏蔽效果非常好，尺寸符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，互換性好。但由于其形狀不利于散熱，不適合用于大功率變壓器和電感器?。

?RM型磁芯?：RM型磁芯設(shè)計(jì)上切掉了罐型的兩個(gè)對(duì)稱側(cè)面，有利于散熱和大尺寸引線的引出，節(jié)省了約40%的安裝空間。雖然屏蔽效果不如罐型，但仍具有良好的屏蔽效果。適用于平面變壓器或直接裝配到印制板電路上的設(shè)計(jì)?。

?E型磁芯?：E型磁芯成本較低，繞制和組裝簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。由于其良好的散熱性能和較大的窗口面積，適用于大功率電感器和變壓器。E型磁芯可以做成扁平形狀，適用于平面變壓器?。

?EC/ETD/EER型磁芯?：這些磁芯結(jié)構(gòu)介于E型和罐型之間，提供足夠的空間供大截面引線引出，散熱效果好。中心柱為圓柱形，減少了銅損，提高了輸出功率，適用于低壓大電流的開(kāi)關(guān)電源?。

?PQ型磁芯?：PQ型磁芯專為開(kāi)關(guān)電源電感器和變壓器設(shè)計(jì)，優(yōu)化了磁芯體積、表面積和繞組繞制面積的比率，使得在給定輸出功率下溫升和體積最小化。適用于需要高效散熱和緊湊設(shè)計(jì)的場(chǎng)合?。

?環(huán)形磁芯?：環(huán)形磁芯成本經(jīng)濟(jì)，適用于需要經(jīng)濟(jì)高效的場(chǎng)合?。

高頻變壓器是電子設(shè)備中不可或缺的元件，它負(fù)責(zé)變換交流電壓、電流和阻抗。當(dāng)變壓器中的初級(jí)線圈通入交流電流時(shí)，鐵芯或磁芯會(huì)產(chǎn)生交流磁通，從而在次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓或電流。變壓器的性能和穩(wěn)定性在很大程度上取決于其磁芯的形狀。

磁芯的形狀多種多樣，包括罐型磁芯、RM型磁芯、E型磁芯等。這些不同形狀的磁芯對(duì)變壓器的工作有著不同的影響。例如，罐型磁芯由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)，對(duì)電磁干擾(EMI)的屏蔽效果非常出色，同時(shí)其尺寸符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，制造時(shí)的互換性也很好。然而，由于其設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高，且散熱性能不佳，因此不適用于大功率變壓器電感器。

在選擇適合的磁芯形狀時(shí)，需要綜合考慮變壓器的應(yīng)用需求、成本、散熱性能以及制造工藝等因素。不同的磁芯形狀在變壓器中發(fā)揮著各自獨(dú)特的作用，共同影響著變壓器的工作性能和穩(wěn)定性。

RM型磁芯

RM型磁芯相較于罐型磁芯，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)在于去除了罐型的兩側(cè)對(duì)稱部分，這樣的設(shè)計(jì)不僅有利于散熱和方便大尺寸引線的引出，還節(jié)省了大約40%的安裝空間。此外，RM型磁芯提供了兩種類型的骨架選擇：無(wú)針型和插針型，使得安裝過(guò)程更加靈活，可以采用一對(duì)夾子進(jìn)行簡(jiǎn)便的安裝。特別值得一提的是，RM型磁芯可以制成扁平形狀，非常適合用于平面變壓器，或是直接將磁芯裝配到已設(shè)計(jì)好繞組的印制板電路上。盡管其屏蔽效果稍遜于罐型磁芯，但仍然表現(xiàn)出色。

E型磁芯

相較于罐型磁芯，E型磁芯以其低廉的價(jià)格和簡(jiǎn)單的繞制、組裝方式，成為了應(yīng)用最廣泛的磁芯形狀。然而，它也存在一定的缺點(diǎn)，即無(wú)法提供自我屏蔽功能。盡管如此，E型磁芯在安裝方向上具有靈活性，甚至可以幾副疊加以應(yīng)用更大的功率。此外，這種磁芯也可以制成扁平形狀，非常適合平面變壓器使用，同時(shí)提供無(wú)針和插針型骨架選擇。其出色的散熱性能和可疊加使用的特點(diǎn)，使得大功率電感器和變壓器通常都會(huì)選用這種形狀的磁芯。

EC、ETD和EER型磁芯

這些類型的磁芯結(jié)構(gòu)巧妙地融合了E型與罐型磁芯的優(yōu)點(diǎn)。它們不僅提供了充足的空間以供大截面引線引出，滿足了現(xiàn)代開(kāi)關(guān)電源低壓大電流的需求，還具備良好的散熱性能。其中心柱設(shè)計(jì)為圓柱形，相較于相同截面的長(zhǎng)方體，單匝繞組長(zhǎng)度縮短了11%，從而降低了銅損，提高了輸出功率。此外，圓柱形中心柱的設(shè)計(jì)也避免了長(zhǎng)方體棱角在繞制過(guò)程中可能對(duì)繞組線材絕緣造成的損害。

PQ型磁芯

PQ型磁芯專為開(kāi)關(guān)電源中的電感器和變壓器而設(shè)計(jì)。其獨(dú)特形狀優(yōu)化了磁芯的體積、表面積與繞組繞制面積之間的比例。這一設(shè)計(jì)使得在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大電感量和最大化繞制面積成為可能，從而提高了輸出功率并節(jié)省了PCB安裝空間。此外，該磁芯結(jié)構(gòu)還具有統(tǒng)一的磁路截面積，減少了工作熱點(diǎn)，提高了整體效率。

EP型磁芯

EP型磁芯采用圓形中心柱立體形設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于繞組被完全包裹，除了與PCB板接觸的末端外，屏蔽效果極佳。這種獨(dú)特的形狀不僅減小了裝配時(shí)兩片磁芯接觸面形成的氣隙的影響，還優(yōu)化了體積與空間利用率的比例，使得整體性能更為出色。

環(huán)形磁芯

環(huán)形磁芯在制造經(jīng)濟(jì)性方面表現(xiàn)出色，相較于其他可比較的磁芯，其成本更低。由于采用了骨架設(shè)計(jì)，使得附加和組裝成本幾乎為零。此外，該磁芯適合使用繞線機(jī)進(jìn)行繞制，大大提高了生產(chǎn)效率。同時(shí)，其屏蔽效果也相當(dāng)不錯(cuò)，能夠滿足大部分應(yīng)用需求。

經(jīng)過(guò)上述對(duì)高頻變壓器磁芯形狀的分析，我們了解到不同形狀的磁芯對(duì)變壓器的工作性能有著顯著的影響。