干式變壓器鐵心和結構的選擇原則和繞制方法

干式變壓器的鐵芯和結構參數取決于組裝時選擇的鐵芯類型和繞組技術。在選擇核心的時候，它的物理高度和成本通常是較重要的。這對于交流電網轉換器中的開關電源非常重要，因為它們通常封裝在封閉的塑料盒中。當應用組件高度允許的尺寸要求較小時，可以使用低成本的BE或EI內核(如日本的TDK和TOKIN產品，或歐洲的飛利浦、西門子、湯姆遜產品)。

當設計和應用需要芯的橫截面積時，可以選擇BPD型芯產品。在設計多輸出電源時，PER型磁芯提供了大的窗口面積，這需要更少的匝數，并且有更多的可用引出引腳用于真正的線軸。當空間不成問題時，ETD內核通常用于更高的功率。PQ芯比較貴，但是比E芯占用的PCB空間少，需要的匝數也少。對安全絕緣要求高的場合，宜選用罐芯和RM芯。環芯通常不適合反激式開關電源的干式變壓器。

反激干式變壓器繞組時，一次和二次之間應增加絕緣措施。例如，通信技術必須滿足歐洲IEC950和美UL1950的要求。同時，這些文件還詳細說明了干式變壓器結構中使用的絕緣系統的泄漏和間隔距離。干式變壓器的一次和二次之間通常有5 ~ 6 mm的泄漏距離(根據規范和要求)。電絕緣指標通常是對規定的電氣強度的測試，施加典型的3000伏交流電高壓的時間長達60 s而不擊穿。如果每個絕緣層的電氣強度不符合規范要求，干式變壓器的一次和二次之間可以使用兩個絕緣層，一個是基本絕緣層，一個是輔助絕緣層。如果兩個絕緣層的組合仍然不滿足電氣強度要求，也可以采用三個帶加強的絕緣層。

圖1干式變壓器骨架兩種不同繞邊方式示意圖

圖1顯示了大多數反激式干式變壓器在繞組兩側使用的限制技術。一般邊限用膠帶隔開，膠帶縫的寬度要求有邊限，這樣才能包裹住包裝，并與足夠分隔層的纏繞高度相匹配。一般情況下，繞組一側的絕緣極限是半個一次繞組到二次繞組的泄漏距離(通常為2.5 mm)。磁芯的骨架應該選擇得足夠大，實際上，繞組的絕緣寬度至少是總泄漏距離的兩倍。注意保持干式變壓器的耦合，降低漏電感。初級繞組纏繞在框架內。為了減少層間絕緣磨損引起的電壓擊穿，提高層間絕緣，降低分布電容，一次繞組的層間應至少用一層UL規范要求的聚酯薄膜帶(3M1298)絕緣，框架之間的帶應有合適的寬度。

用清漆或環氧樹脂浸漬也可以提高層間的絕緣性能和電氣強度，但不能降低分布電容。然后，偏置繞組可以纏繞在初級繞組上。通過兩層或三層符合UL規范要求的聚酯薄膜帶將輔助絕緣或增強絕緣切割成骨架的整個寬度，然后纏繞在初級繞組和偏置繞組外部。邊緣部分也需要反復纏繞隔離。次級繞組纏繞在邊界內。另外要加兩三層膠帶固定繞組。絕緣套管常用來屏蔽導線不與所有繞組交叉，以保證導線交叉的地方滿足泄漏距離的要求。 #p#分頁標題#e#

應使用較小壁厚為0.41毫米的尼龍或四氟乙烯套管，以使繞組滿足安全絕緣要求。考慮到干式變壓器的鐵芯是一種隔離的無電壓金屬材料，也就是說，雖然鐵芯是導電的，但是沒有任何一部分與電路接觸，所以是安全的。從初級繞組(或電線穿過的地方)到鐵芯的距離以及從鐵芯增加的距離

當初級繞組有多個絕緣層時，圖1顯示了初級Z繞組法和C繞組法。注意漏電極初級端的繞組，它埋在第二夾層下面，可以屏蔽自身，減少電磁干擾EMI(共模傳導輻射電流)。z繞組法降低了干式變壓器的分布電容，降低了高頻交流損耗，提高了效率，但繞組困難，成本高。C-繞組法容易實現，繞組成本低，但損耗大，效率低。

圖2干式變壓器骨架纏繞三重絕緣導線示意圖

圖2為新工藝：二次采用雙絕緣線或三絕緣線，以消除所需的邊緣限制(絕緣線的規格可在相關數據中找到)。在雙絕緣導線中，通常每個絕緣層都能滿足安全電氣強度要求；在三重絕緣導線中，每兩個夾層之間存在絕緣效應，一般應滿足電氣強度要求。干式變壓器骨架在繞制和焊接過程中，要特別注意防止絕緣層損壞，并認真總結實際制造工藝和技巧。

上述工藝減小了干式變壓器的尺寸，減少了添加邊界線的工作量，但其材料成本較高，增加了繞組成本。初級繞組纏繞在骨架邊緣的整個寬度上，因此可以考慮用偏置繞組覆蓋初級繞組。初級繞組或偏置繞組和次級繞組之間通常需要一層膠帶，以防止絕緣線的磨損。為了固定絕緣繞組，需要一層額外的膠帶。

圖3干式變壓器繞組工藝示意圖

圖3還示出了繞組偏置繞組的交替繞組位置，其直接覆蓋次級繞組。

可以改進與次級繞組的耦合效果，并且減少漏感(即改進了偏置繞組反饋電路中的負載調整率)。請注意，由于偏置繞組是屬于初級電路，在次級繞組與交替的偏置繞組之間，應在卷繞干式變壓器邊緣界線時，必須加有另外的絕緣隔層，以補充或增強絕緣性能。