高频变压器是工作频率超过中频（通常≥$10 ext{kHz}$）的电源变压器，其核心功能是实现高效电能转换与信号传输。以下是其关键知识点：
### 一、工作原理与结构
1. **电磁感应**：基于法拉第定律，初级绕组通入高频交流电时，铁芯产生交变磁通，次级绕组感应出电动势，电压比由匝数比$n = N_p/N_s$决定。
2. **磁芯材料**：
- **铁氧体**：高频损耗低，适用于$20 ext{kHz}sim1 ext{MHz}$场景；
- **纳米晶合金**：用于超高频（$1 ext{MHz}$以上）及大功率场景。
3. **绕组设计**：
- 初级绕组采用漆包线，次级常用三层绝缘线（TIW）以满足耐压要求；
- 层间用Mylar胶带绝缘，挡墙胶带增加爬电距离。
### 二、关键参数与测试
1. **电气参数**：
- **漏感**：需控制在初级电感的$1%sim3%$；
- **分布电容**：绕组间电容需最小化以抑制高频振荡。
2. **测试项目**：
- 同名端验证（相位法或电感串联法）；
- 耐压测试（原副边耐压≥$3 ext{kV}$）；
- 温升测试（满载时≤$50 ext{K}$）。
| 参数项 | 典型值/范围 | 技术说明 |
|---|---|---|
| 频率范围 | 20kHz ~ 2MHz（常见：50kHz~500kHz） | 高频核心参数 |
| 功率容量 | 10W ~ 50kW（微型高频变压器可低至1W，如手机充电器） | 功率密度极高 |
| 输入电压 | 12V~800V（低压场景如DC-DC转换，高压场景如射频电源） | |
| 输出电压 | 5V~10kV（如Tesla线圈用高频升压变压器输出超高压） | 可定制非标 |
| 效率 | 85%~98%（受频率和拓扑影响，LLC谐振拓扑效率可达97%以上） | |
| 磁芯材料 | 铁氧体（Mn-Zn, Ni-Zn）、纳米晶合金、坡莫合金、铁粉芯（粉末磁芯） | 高频低损耗 |
| 绕组材料 | 利兹线（数百股0.05mm细线）、铜箔、PCB平面绕组（多层板）、镀银线 | 抑制趋肤效应 |
| 绝缘等级 | H级（180℃）或更高，环氧树脂灌封常见 | |
| 温升限值 | ≤40K（强制散热下，自然冷却时≤25K） | 高频局部发热显著 |
| 空载损耗 | 1%~5%额定功率（铁损主导，如100W变压器空载损耗1W~5W） | 磁芯材料关键 |
| 负载损耗 | 5%~15%额定功率（铜损+磁芯损耗，趋肤效应和邻近效应显著） | |
| 工作温度 | -40℃~+150℃（工业级），-55℃~+200℃（军品级） | |
| 隔离电压 | 1kV~50kV（医疗/高压设备需加强隔离） | |
| 典型拓扑 | Flyback、Forward、LLC谐振、全桥/半桥（适用于不同功率和频率） | 拓扑决定参数 |
| 外形尺寸 | 微型化（如手机充电器变压器仅10mm×10mm×5mm） | 高频优势 |
