变压器性能的因素及其影响程度有深刻的了解。鉴于此，作者利用上述设计程序，进一步研究了磁心体积、磁心高度、频率、效率等之间的关系。所采用的变换器拓扑和2.3节中介绍的相同，变压器绕组匝数比为6∶2。当初级绕组被夹于两并联的次级绕组之间时，变压器磁心最小体积与频率的关系如图15所示。磁心体积起初随着频率的提高而明显减小，达到最小值后，反而随着频率的提高而增大。输出功率越大，增大的速度越快。磁心体积随着频率的提高而增大有两方面的原因，一是由于频率提高时，趋肤效应愈加厉害，因而为了达到相同的效率，就要求导体的宽度增宽以减小高频损耗，这就使得磁心的横向尺寸增大，体积也随着增大；另一方面，磁心损耗跟频率和磁心尺寸有关，频率愈高，尺寸愈小，损耗就愈大，故频率提高时为了保持损耗不变，就必须增大磁心的尺寸，体积自然也就增大。
图15变压器磁心最小体积与频率的关系
图16为变压器最小体积与效率曲线。显然，效率高的变压器体积也大，但两者并不是呈线性关系。由图可知，变压器的效率并不是越大越好，因为当效率很高时，体积很快地增大，最合适的效率应取在曲线的膝点处。对于输出功率为100W的变压器，效率取98.5％较为合适。当导体层数多时，导体的厚度并不是取一个趋肤深度或较之大的值才能提高效率和减小磁心体积。事实上，取一个趋肤深度作为导体的厚度时，不但磁心的体积较导体厚度取优化值时（导体优化厚度由优化程序寻找决定）的大，而且磁心高度也较大，见图17各图18。因为导体层数较多时，绕组的损耗会由于漏磁作用而更厉害，只有减小导体厚度并增大其横向尺寸才能保证铜损不致于过高，因而磁心的体积也随着增大。
4结论
本文介绍了低造型高频磁性元件绕组设计制作方法，并给出了一种新的绕组设计制作方案。具体设计和测试结果表明，将采用这种新型绕组的磁性元件用于开关电源，不但功耗和温升小（50℃），而且使得整个电源模块的体积和高度都减小。新的绕组设计制作方法还可以大大节省铜材料，因而很有实用性。本文还给出了用于高频开关电源中的变压器的优化设计。与传统设计方法不同的是，该设计算法考虑了高频对铜耗和铁损的影响，并且根据需要，可方便地调整变压器的设计参数，如高度、底面积等，最终给出有效体积为最小磁心的结构及绕组导体厚度等参数，可用于具体设计当中。另外，还利用该设计程序，进一步研究了磁心体积、磁心高度、频率及效率等之间的关系。
图16变压器最小磁心体积与效率的关系
图17导体厚度固定为一个趋肤深度和取代优化值时的变
压器最小磁心体积与频率曲线比较
图18导体厚度固定为一个趋肤深度和取代优化值时的
变压器磁心高度与频率曲线比较
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