[摘要]开关电源为什么还需要高频变压器？开关电源为什么还需要高频变压器?答：开关电源是由主电路、辅助电源（包括冲击电流限幅、输入滤波器、整流与滤波、逆变功率转换电路、低...
开关电源为什么还需要高频变压器？
开关电源为什么还需要高频变压器?
答：开关电源是由主电路、辅助电源（包括冲击电流限幅、输入滤波器、整流与滤波、逆变功率转换电路、低压直流整流滤波）、控制电路（过电压过电流保护电路、高频时钟振荡器、PWM调制电路、驱动控制电路）、检测电路（检测比较芯片）、四大部份组成的。见下图所示
简单理解为开关电源是将频率为50Hz交流电，经过桥式整流堆整流，再通过滤波电解电容，将电压稳定在300V左右直流电，内部的振荡器控制芯片可以产生60KHz左右频率（是工频频率50Hz的1200倍），通过芯片的输出，控制场效应管的控制极，达到将直流电压变成高频电，在高频变压器的二次侧，通过不同匝数进行降压，再经过高频低压整流，输出需要的不同直流电压。值得注意的是，开关电源出来没有整流前的波形为方波，不是正弦波。
开关电源中的变压器，一般普通50Hz频率的硅钢片可以长期工作不发热，这种硅钢片的导磁率一般在10000高斯。但如果开关电源使用这种硅钢片是不能进行能量转换的，因为高频频率会让硅钢片严重发热，如果它使用铁氧体材料组成的变压器就不同了，MnZn铁氧体可以从30000~5000高斯以上高磁导率，这是硅钢片铁芯望尘莫及的。
正是由于铁氧体有很高的导磁率，所以高频铁氧体变压器的体积可以做得很小；再者高频频率提高后，输出电压的波纹系数非常小，出来的滤波电感和电容的容量不需要特别大，这样这些辅助电子元器件的体积也就名正言顺的小了。所以说开关电源的体积小，效率高，节约空间，不像普通的电源变压器那样笨重且效率不高。
但它的整流二极管的频率要求也必须具备高频下整流才行，一般开关性能好的二极管都可以使用。
简单说，开关电源频率高，所以要用铁氧体的高频变压器进行能量转换；开关电源的一次侧与二次侧是完全隔离开的，绝缘电阻值非常大，这样可以最大限度提高开关电源的安全性，保护负载和人身安全。
再者，如果开关电源出现莫种原因，内部的保护电路或者是检测比较芯片会给PWM电路一个信号，控制芯片会自动快速切断场效应管的控制极，这样开关电源就停止工作了。
还有开关电源组成电路中的TL431基准电压比较器可以可以非常方便调整输出电压，达到不同电压要求的直流电压。
总而言之，开关电源中的高频铁氧体变压器，是不可以用其他导磁率材料硅钢片替代它的。否则开关电源的转换率不可能达到95％以上。
知足常乐2022.11.4日于上海
开关电源为什么还需要高频变压器？
笔者在2002至2008年之间，曾有近6年智能高频开关电源设计经历，因此有资格来回答此问题。
正如问题中所说，开关电源的原理是：
1.交流变直流；
2.直流变高频；
3.高频变压器变压；
4.整流得到输出。
第3步，高频变压器这个环节是万万不能省略的。
对于大多数开关电源来说，其输出电压与输入的交流电经过整流后的电压是有很大差异的，这就需要经过高频变压器进行变压后，变成比较接近输出要求的电压，再通过调整电路进行精确调节，以便输出需要的电压。
即便输出电压与输入电源经整流后的电压相差不大，可以通过调整电路进行调节，这时候看起来似乎高频变压器是多余的，实际上一点也不多余。
因为高频开关电压相较于普通稳压直流电源来说，脆弱得多，使用环境的任何干扰都有可能导致开关电源设备发生故障。
使用了高频变压器就相当于在输出单元和前面的电路间加入了一道隔离屏障，能够最大可能防止输出端发生的故障引起输入端及转换部分电路的坏损，也会防止输入端、转换电路的故障引起输出电路损坏。
因此，高频变压器在开关电源中是不可缺少的。
并且由于高频变压器的存在，可以使转换电路、调整电路的结构变得相对简单，一方面因为降低了电路复杂性，从而减少了生产成本，另一方面，由于电路复杂性降低，发生故障的概率也就大大降低，这在工程实践中是极为重要的。
当然了，高频变压器的关键部分磁芯的选择也是十分重要的，任何高频磁性材料都有一定的频率范围，因此选择磁芯就要根据所设计的高频电源的输出频率、输出容量等诸方面因素进行选择，切不可盲目。为了使设计少走弯路，最好先选择好磁芯，再进行输出电路设计。