高/低频变压器的区别及特性、作用

变压器在我们生活中处处可见，只要与电源相关的电器设备，基本都离不开变压器。

之前写过一篇近似的文章《变频器，逆变器（AC-DC）工作原理》，今天给大家分享一些变压器相关的知识。

一、高频与低频变压器的区别？

一般情况下，低频变压器是指“工频变压器”，它是工作在（50Hz）下，用来改变电压，低频变压器使用的铁芯一般是高导磁率的硅钢片。

高频变压器是指工作在高频率中的，起换能作用的变压器，因为磁场的频率很高，硅钢片中会产生涡流（硅钢片中的小磁体转换速度跟不上），所以高频变压器一般使用“高频铁氧体”为磁芯。

高频变压器与低频变压器其区别在于针对频率上，其工作频率上的不同，从而导致选材上会有一些不同。低频变压器与高频变压器工作原理是一样的，不论工作频率高低，都是通过电磁感应来传输能量的。

由于高频和低频的频率不同，高频的只能用在频率高并且激励源频率与变压器频率相匹配的电路中，而低频的则相反，不能混用，即使高频的如果频率不匹配的话一般是不能用。

如果变压器传输一定的能量，工作频率高，在一定时间内传输能量的次数多，每一次传输的能量可以少，则变压器用的材料少，结构尺寸小，因此一般的高频变压器，线圈匝数比较少，尺寸可以做的非常小，低频变压器线圈匝数比较多。

在同功率下的两种变压器，高频变压器则会比低频变压器小很多，这种情况下，高频变压器会只有低频变压器的十分之一左右。这是因为需要对低频变压器进行保护，减少u值，用硅钢片制作，但效率变差，所以要做大体积散热。

二、功放为什么要使用环形变压器？

如今，很多电子发烧友选择音响功放变压器时都是选环形变压器，音响功放采用环形变压器是由于音频功放的特性所决定的。

与其它设备用电量基本不同，音频功放用电量不但变化快，而且变化幅度也大。这就要求变压器必须瞬间过载能力强，响应速度快，否则会容易形成噪声、声音不饱满、音质不好等。

环形变压器在同等体积中由于容量大，直耦式几乎0延迟响应，能满足音响供电特点。

环形变压器应用在音响功放中的优点：

1、电效率高铁心无气隙，叠装系数高 。

2、外形尺寸小，重量轻，环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半。

3、磁干扰较小，环形变压器铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，这种结构导致了漏磁小，电磁辐射也小。

4、振动噪声较小，铁心没有气隙能减少铁心感应振动的噪音，绕组均匀紧紧包住环形铁心，有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。

5、运行温度低由于铁损，铁损很小，铁心温升低，绕组在温度较低的铁心上散热情况良好，所以变压器温升低。

6、容易安装，环形变压器只有中心一个安装螺杆，特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸。

三、隔离变压器有什么用？

隔离变压器的定义：拥有两个或两个以上独立分开的线圈的变压器都可以叫隔离变压器，因为初级和次级已经完全分开（隔离），是通过磁场来传递能量。

要知道为什么要用 隔离变压器 ，首先要先了解我国的供电系统，我国的供电系统在供给低压用户时，一般采取三相四线制，中性线接地，通俗点，就是到居民家的电线，一根是相线（火线），里另一根是零线，它是和大地同地位，当人体由于触及热底板时，就会使电流通过人体，和大地构成回路，造成触电危害。

如果使用隔离变压器，就会安全些，因为初级和次级是通过磁场交换能量，没有物理上的硬连接，就算人体触及带电的物品，也会因为人体和大地同地位，而使带电部位的电位为低电位，不会引起触电危害。

使用隔离变压器要注意两点， 一是变压器的次级两端都不能接地，二是人体不能同时触及次级两端，否者，仍然有触电的危险。

下图图一所示电路中的T1是电源变压器，输入电压是220V交流市电，该电压加在一次绕组1～2之间。

四、隔离特性说明

假设电路中的变压器T1是一个1:1变压器，即给它输入220V交流电压时，它的输出电压也是220V，但要注意：变压器输出的220V电压是指二次绕组两端之间的电压，即3、4端之间的电压。

二次绕组的任一端（如3端）对大地端之间的电压为0V，这是因为二次绕组的输出电压不以大地为参考端，而是以二次绕组另一端为参考点，同时一次和二次绕组之间高度绝缘。

这样，人站在大地上只接触变压器T1二次绕组任一端，没有生命危险（切不可同时接触二次绕组3、4端），若接触一次绕组的相线端则会触电。这便是变压器的隔离作用。

下图图二所示可以通俗地说明变压器的隔离作用，只接触二次绕组一端时，二次绕组不成回路，所以没有电流流过人体。

下图图三所示是人体同时接触二次绕组两端时的示意图，这时二次绕组通过人体成回路，便有电流流过人体，有触电危险。

五、电源变压器的隔离作用

在许多电子电器中使用交流220V作为电源，为了保证设备使用过程中的使用者人身安全，需要将220V交流电源进行隔离，这时使用了电源变压器。

同时，电源变压器将220V交电压降低到适合的电压，如下图图四所示。电路中的T1是具有降压和隔离作用的电源变压器。

在故障检修中，经常需要在通电状态下接触电路中的元器件，或电路中的地线。加入电源变压器之后可以防止触电的危险。

六、总结

隔离变压器在交流电源输入端的特点 ：

A.若电网三次谐波和干扰信号比较严重，采用隔离变压器，可以去掉三次谐波和减少干扰信号。

B.采用隔离变压器可以产生新的中性线，避免由于电网中性线不良造成设备运行不正常。

C.非线性负载引起的电流波形畸变（如三次谐波）可被隔离而不污染电网。

隔离变压器在交流电源输出端的特点：

A.防止非线性负载的电流畸变影响到交流电源的正常工作及对电网产生污染，起到净化电网的作用。

B.在隔离变压器输入端采样 ， 使得非线性负载电流的畸变不影响取样的准确性，得到能反应实际情况的控制信号。

C.若负载不平衡，也不影响稳压电源的正常工作。

D.利用 DC/DC 转换器消除高频瞬态干扰。