開關電源變壓器是加入了開關管的電源變壓器，在電路中除了普通變壓器的電壓變換功能，還兼具絕緣隔離與功率傳送功能一般用在開關電源等涉及高頻電路的場合。開關電源變壓器分單激式開關電源變壓器和雙激式開關電源變壓器，兩種開關電源變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)并不是一樣的。

骨架材料：開關變壓器骨架與一般的變壓器骨架不同，除了作為線圈的絕緣與支撐材料外，還承擔了整個變壓器的安裝固定和定位的作用，因此制作骨架的材料除了滿足絕緣要求外，還應有相當?shù)目估瓘姸?，同時為了承受引腳的耐焊接熱，要求骨架材料的熱變形溫度高于200℃，材料必須達到阻燃，且還應加工性好，易于加工成各種形狀。

開關電源變壓器是開關電源中的核心部件，作用有三：磁能轉(zhuǎn)換、電壓變換和絕緣隔離。由于開關變壓器的工作頻率很高，因此它的體積和重量比工頻變壓器大為縮小，同時變壓器的分布參數(shù)亦不能忽略。設計時需要考慮磁芯材料選擇，磁芯與線圈的結(jié)構(gòu)，繞制工藝等。

開關電源變壓器工作于高頻狀態(tài)，分布參數(shù)有漏感、分布電容和電流趨膚效應。一般根據(jù)開關電源電路設計的要求提出漏感和分布電容限定值，在變壓器的線圈結(jié)構(gòu)設計中實現(xiàn)，而趨膚效應則作為選擇導線規(guī)格的條件之一。

開關電源變壓器的工作狀態(tài)與開關型功率變換器的電路形式有關，一般根據(jù)功率大小，使用要求，采用不同形式的功率變換器。不同的電路形式，開關電源變壓器工作狀態(tài)也不同，對開關電源變壓器也提出了不同的設計要求。

變換器形式有：雙極性（推挽式、全橋式、半橋式），單端正激式，單端反激式等。

開關電源變壓器中使用的是軟磁材料。比如：鐵氧體材料。鐵氧體材料很容易加工成各種形狀，可根據(jù)開關變壓器的電路類型、使用要求、功率等級、經(jīng)濟指標等選用合適的磁芯形狀。磁芯型號主要有：EE、EI、EC、ETD、G、GK、H、HQ、UY、UF、PM、RM。每種型號又有很多尺寸規(guī)格可以選擇。

開關電源變壓器參數(shù)計算：漏感計算、分布電容計算、穿透深度（導線選擇）、交流電阻計算、電流有效值。

由于一次側(cè)和二次側(cè)繞組間寄生電容的存在，變壓器“開關”時，在分界處存在dV/dt，將“靜默層”布置在絕緣膠帶的兩側(cè)，即一次側(cè)和Vin相連的一端，二次側(cè)和地相連的一端，分別布置在絕緣膠帶兩側(cè)，可以減小分界處寄生電容的dV/dt。由于場效應管的漏極電壓是波動的，將其繞為骨架的第一層，這樣外層可屏蔽內(nèi)層發(fā)射的電磁場。圖1和圖2給出了兩種低噪聲的繞線技術，可應用在典型的反激變換器變壓器中。

方法一：如圖1所示，二次側(cè)繞組與二極管連接的末端必須緊鄰絕緣膠帶，因此絕緣膠帶的兩端將有一定大小的dV/dt，但該dV/dt比一次側(cè)繞組的漏極相連端與絕緣膠帶相鄰時小得多。此變壓器的優(yōu)點是二次側(cè)繞組的“靜默端”位于最外層，它本身就能很好的屏蔽變壓器的輻射。

方法二：如圖2所示，使兩個靜默端與絕緣膠帶相鄰，此變壓器的優(yōu)點是穿越邊界的共模噪聲減小，但變壓器的外部噪聲比較大，需要在外部繞上銅皮屏蔽（即法拉第屏蔽）。

在變壓器骨架窗口裕量充足的情況下，通常還需要在變壓器內(nèi)部一次側(cè)和二次側(cè)之間使用銅皮“隔離”，從而屏蔽繞組產(chǎn)生的噪聲。如果窗口裕量不是很充分，可以考慮將一次側(cè)的IC供電繞組作為法拉第屏蔽。如圖3所示，繞組的兩端均交流耦合至一次側(cè)地，使一次側(cè)主繞組發(fā)射的容性噪聲減小，因此傳導至二次側(cè)的共模噪聲大大減小。使用法拉第屏蔽的缺點是漏感大大增加，從而降低了效率。所以我們在反激變換器變壓器內(nèi)部一般不使用任何常規(guī)的屏蔽，但經(jīng)常使用法拉第屏蔽。

在為客戶設計定制產(chǎn)品時，客戶要求在不加外圍輔助電路的情況下，要求傳導過CLASS B，根據(jù)方法一，在結(jié)合使用傳統(tǒng)的“三明治繞法”不僅解決了傳導的問題，還解決了只用方法一帶來的變壓器漏感大的問題，從而提高了電源的穩(wěn)定性，也達到了客戶的要求。該定制產(chǎn)品繞線順序如表1所示，傳導結(jié)果如圖4所示，峰值最少有20dB的裕量，平均值也有10dB的裕量。

對于帶變壓器拓撲結(jié)構(gòu)的開關電源來說，變壓器的電磁兼容性（EMC）設計對整個開關電源的EMC水平影響較大。通常情況下，加裝電源線濾波器是抑制傳導EMI的必要措施。但是，僅僅依靠電源輸入端的濾波器來抑制干擾往往會導致濾波器中元件的電感量增加和電容量增大。而電感量的增加使體積增加、電容量的增大受到漏電流安全標準的限制。本文提出了新的變壓器設計方法。不僅能減少電源線濾波器的體積，對傳導電磁干擾（EMI）的抑制能力更強，且能降低變壓器的制作成本和工藝復雜程度。

開關電源變壓器嘯叫原因：

開關電源變壓器發(fā)生嘯叫的原因主要有四個方面：變壓器的工藝問題、變壓器的環(huán)路問題、變壓器的鐵心問題以及開關電源的負載問題，下面一一分析。

1、變壓器的工藝問題

①浸漆烘干不到位，導致磁芯不牢固引起機械振動而發(fā)出響聲；

②氣隙的長度不適合，導致變壓器的工作狀態(tài)不穩(wěn)定而發(fā)出響聲；

③線包沒有繞緊也可能導致響聲；

④磁芯組合有氣隙存在，高頻時引起空氣振動而發(fā)出響聲（變壓器如果經(jīng)過真空全浸，一般不會發(fā)聲）。

2、變壓器的環(huán)路問題

變壓器的環(huán)路問題即指變壓器的環(huán)路發(fā)生振蕩從而引起變壓器發(fā)生嘯叫。

①電路板布線不當，從而造成干擾引發(fā)振蕩，導致響聲；

②反饋回路參數(shù)設置不當，導致環(huán)路不穩(wěn)定以致產(chǎn)生振蕩而發(fā)出響聲；

③環(huán)路中元器件的質(zhì)量問題，如輸入濾波電容容量不足，輸出整流快恢復二極管質(zhì)量不好，功率MOS管質(zhì)量不好，RCD反沖吸收回路的高壓電容或二極管質(zhì)量不好等等，這些問題都有可能導致震蕩而引起響聲。

3、變壓器的鐵心問題

變壓器鐵心發(fā)生飽和時，線圈中電流增大，變壓器發(fā)熱并產(chǎn)生自激震蕩，線圈的振蕩引起周圍空氣的振動從而發(fā)出響聲。

4、開關電源的負載問題

①開關電源在空載或輕載的情況下，在某些工作點處會發(fā)生振蕩現(xiàn)象，表現(xiàn)為變壓器的嘯叫和輸出的不穩(wěn)定。

發(fā)生這種現(xiàn)象是由于空載/輕載時，開關瞬時開通時間過大從而造成輸出能量太大，進而電壓過沖也很大，需要較長的時間去恢復到正常電壓，因此開關需停止工作一段時間，這樣開關就工作于間歇性工作模式，使變壓器發(fā)生較低頻率（有規(guī)律的間歇性全截止周期或占空比劇烈變化的頻率）的振動。

②變壓器工作在嚴重的超載狀態(tài)，時刻都有燒毀的可能——這就是許多電源燒毀前“慘叫”的由來。