谐振变压器的原理

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时， 铁芯（或磁芯）中便产生交吗流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。 变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电 源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。谐振变压器的原理谐振变压器是利用串联谐振或并联谐振的原理，产生大电流和高电压。一般 用于大电容或大电感负载。利用负载和设备的并联谐振，可以用较小的激励电流 取得较大的负载电流;利用负载和设备的串联谐振可以用较低的激励电压在负载 上取得高电压。谐振变压器的基本公式就是3 = 1/U（LC）,其中3是电源的角 频率=2卅，L和C是负载或设备的电感和电容量。要完全满足等式，3、L、C 中至少需要有一个参数是可调的，为了满足输出电压或电流的要求丄和C中必 须有一个是可调的，为了精确找到谐振点，还需要参数可以无级微调。所以，现 代谐振变压器一般使用变频电源作为电源，以便调整3,以带抽头电抗器作为L , 与C配合就可以方便地找到谐振点。高频谐振变压器是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源一般采用半桥 式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲 波，然后通过高频变压器进行降压，输出低电压的交流电，高频变压器各个绕组 线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。从负载谐振方式划分，可以为并联逆变器和串联谐振逆变器两大类型，下面 列出串联谐振逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较:串联谐振逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联， 后者是L、R和C并联。感应加热线圈与逆变电源（包括槽路电容器）的距离远时，对输出功率的影响 较小。如果采用同轴电缆或将来回线尽量靠近（扭绞在一起更好）敷设，则几乎没 有影响。而对并联逆变器来说，感应加热线圈应尽量靠近电源（特别是槽路电容 器），否则功率输出和效率都会大幅度降低。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变 压器和辅助变压器（待机变压器）/每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标 准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小 于35mm。而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm 就够了。高频谐振变压器是工作频率超过中频（10kHz ）的电源变压器，主要用于高 频开关电源中作高频开关电源变压器/也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中 作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz-50kHz、 50kHz-100kHz、100kHz500kHz、500kHz1MHz、1MHz 以上。传 送功率比较大的，工作频率比较低；传送功率比较小的，工作频率比较高。高频谐振变压器优点1、所需电源容量大大减小。串联谐振电源是利用谐振电抗器和被试品电容谐 振产生高电压和大电流的，在整个系统中，电源只需要提供系统中有功消耗的部 分，因此，试验所需的电源功率只有试验容量的1/Q。2、设备的重量和体积大大减少。串联谐振电源中，不但省去了笨重的大功率 调压装置和普通的大功率工频试验变压器，而且，皆振激磁电源只需试验容量的 1/Q，使得系统重量和体积大大减少，一般为普通试验装置的1/3-1/5。3、改善输出电压的波形。谐振电源是谐振式滤波电路，能改善输出电压的波 形畸变，获得很好的正弦波形，有效的防止了谐波峰值对试品的误击穿。4、防止大的短路电流烧伤故障点。在串联谐振状态，当试品的绝缘弱点被击 穿时，电路立即脱谐，回路电流迅速下降为正常试验电流的1/Q。而并联谐振或 者试验变压器方式做耐压试验时，击穿电流立即上升几十倍，两者相比，豆路电 流，击穿电流相差数百倍。所以，串联谐振能有效的找到绝缘弱点，又不存在大 的短路电流烧伤故障点的忧患。5、不会出现任何恢复过电压。试品发生击穿时，因失去谐振条件，高电压也 立即消失，电弧即可熄灭，且恢复电压的再建立过程很长，很容易在再次达到闪 落电压前断开电源，这种电压的恢复过程是一种能量积累的间歇振荡过程，其过 程长，而且，不会出现任何恢复过电压。串联谐振逆变器的晶闸管所需承受的电 压较低，用380V电网供电时，采用1200V的晶闸管就行，旦负载电路的全部 电流，包括有功和无功分量，都需流过晶闸管。逆变晶闸管丢失脉冲，只会使振 荡停止，不会造成逆变颠覆。