自己动手做变压器的根本原因是不愿意交智商税还用垃圾产品，并不是成本低。有目共睹这个时代的商业文化“一根稻草讲成金条”，说的直接点就是，"专家"是用来忽悠吃瓜群众的，"专业"是用来忽悠广大客户的。即使你花了再多的钱，买来的还是垃圾一样的货。比如某红、某力西、某泰、某达等，以及某宝上所有高价定制的变压器 一上电就原形毕露，被淘汰设备拆出的洋垃圾变压器虐成渣。

做事当然有目的，我绕变压器最开始为了给110V用电器供电。其实220V-110V这种变压器网上卖得太多，几乎一色的自耦变压器，初级和次级共用一个线圈，同样功率下，自耦变压器能比隔离变压器节约大量原材料(至少2/3)，但存在先天安全性缺陷。能节约成本当然好，至于先天缺陷，商家当然不会提。

从图左边容易看出，自耦牛初级和次级是电路上直通的，如果A点接市电火线，则D点对地有220V电压，如果B点接火线，C和D点对地都有220V电压。如果用这种变压器给音响供电，或者给110V电饭锅供电，不小心碰下金属外壳，可能就去见上帝了。就算不懂原理也很容易验证，电笔测一下就明白了。其实就算外壳非金属，仍旧存在隐患，CD之间部分的线圈初级和次级共用，容易坏，一旦这部分线圈烧断，CD之间接的用电器相当于串联一段AD电感线圈工作，如果功率很大，则无法正常工作，如果功率很小，则很快烧坏。

从上图右边容易看出，隔离变压器初级和次级无电路直通，只有磁路上的耦合，只要不是同时碰到C和D就不会触电，C或D对地电压理论上是零。很多场合用这种变压器供电，例如医疗设备，工厂里需要人操作的设备，家用电器里的音响等。安全的代价是耗费更多材料和增加制作成本，同样功率下比自耦变压器耗费材料多很多。

其实很多课本上都介绍变压器的原理，残缺不全也就罢了，跟实际更是相差十万八千里。下面从实用的角度讲环型变压器的制作过程，涉及原理的地方，只给出结论。

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本文是一个手工制作小功率环型变压器的技术资料，用于指导外行人士制作变压器，由于笔者水平有限，无法保证没有错误和疏漏，为了避免“碰瓷”，做出如下声明。

在实际操作中，依据此文而产生的任何问题(包括但不局限于财产损失，人身伤亡等)与笔者无关，笔者既不赔偿，也不负法律责任。

如果您已经阅读了本资料正文的一部分或全部内容，则表明您同意了上面的这个声明。

欢迎指出文中不妥之处，欢迎给出修改建议，作者在此表示感谢。

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有的场合会用到铁芯变压器，例如收音机、音响、100V-110V进口电器，其余场合用开关电源居多。凡是开关电源胜任的场合尽量用开关电源，因为铁芯变压器耗费材料多还过于笨重。

铁芯变压器有多种形状，称谓类型，例如口字、EI、C、ED、WB、R、环、O等。由于有的类型缺陷太多，渐渐淡出了历史。目前仍大量生产的有EI、R、环、O少数几种类型。环型变压器相较于EI型，在同样的设计功率下用料更少，空载损耗更低。同容量同载荷时，环型变压器温升更低，漏磁干扰更小，效率更高，但绕线麻烦，易偏磁饱和，冲击电流大。

本文论述广义上的铁芯环型变压器，包括R、环、O型等，它们本质上类似(用卷绕铁芯，线圈绕铁芯上，属于“铜包铁”结构，EI型则用叠片铁芯，线绕骨架上再装铁芯，属于“铁包铜”结构)。环型变压器俗称环牛，在本文里环牛和环型变压器是同义词。基于同样的原因，也有EI牛、R牛、O牛等说法。

本文里论述的变压器工作方式是干式，也就是说利用空气自然对流冷却工作的。工作环境不是泡油里、水里或者强制风冷，也不是全封闭的高温或低温环境。

1. 环牛结构

这里有一个环牛剖面示意图 ，一般环牛都是这种结构。容易看出，环牛由铁芯，初级线圈、屏蔽层、次级线圈、引线、绝缘层、固定支架等几个部分组成。现实中很多场合要求低，无需屏蔽层。

根据剖面图容易推测，制作环牛需要铁芯、漆包线、绝缘材料、引线、铜箔、固定支架等。还需要一些工具和辅助材料，例如 钳子(剪线)、线梭(穿线)、烙铁和焊锡(焊接引线)、绝缘漆、橡胶槌(敲平) 、万用表(测参数)、保险丝等。

2. 理论计算

2.1 铁芯理论容量

铁芯的截面积大小、窗口大小、磁密决定了环牛的最大输出功率。假设铁芯外径D，内径d，高H，硅钢磁密B，铁芯截面积A，单位都是毫米，利用下表里的公式可以估算出铁芯理论容量。值的一提的是估算铁芯容量的公式有很多，但没有一个准确的，下面这个也不特别准，但能适应绝大部分应用场合。须知，铁芯容量不是个定值，跟负载类型、环境温度等多种因素有关，因此没有人能估算准确。

铁芯理论容量(VA) = 5.0 * J * B * f * W * A * 10-7	铁芯质量(kg)	系数J
公式中窗口大小W = d2 * 3.14 / 4，铁芯截面积A = H * (D - d) /2，其中铁芯内径d，外径D，高H，单位都是毫米(mm)。磁密B的单位是特(T)，交流电频率f的单位是赫兹(Hz)，大陆取50Hz，系数J根据铁芯质量从右表用插值法选取。	0.0 --- 3.5	3.5  --- 3.1
	3.5 --- 10.0	3.1 --- 2.0
	10.0 --- 50.0	2.0 --- 1.5
	50.0 --- 60.0	1.5 --- 1.0

例如：假设有一个铁芯大约4.95kg(片厚0.23mm，硅钢密度以7.65g/cm³计算，根据质量密度体积公式也能算出质量)，外径145mm，内径81mm，高度57mm，假设该铁芯硅钢片磁密取1.60T[后面会论述这个值怎么测出来]，则该铁芯的窗口大小是W = 81*81*3.14/4 = 5150.385mm²，截面积是A = 57*(145-81)/2 = 1824mm²，容易算出该铁芯的理论容量：5.0*J*B*f*W*A *10^-7 = 5.0 * 2.5 * 1.60 * 50 * 5150.385 * 1824 * 10^-7 = 939.4(VA)

2.2 漆包线用量

2.2.1 初级匝数

匝数公式如下。

N = U(电压，单位 伏特) / 4.44(系数，实际值sqrt(2) * pi) / f(频率，单位 赫兹) / A(截面积，单位 平方米) / B(最大工作磁通密度，单位特斯拉)
对于小变压器，截面积用平方米不方便，可以用平方厘米来计算，稍微变换一下就是下面这样。

大陆电压一般220-240V，个别地区电压高时能上250V，而有些地区不足200V，计算时取电压最高值，笔者所在地区平时大约230V，后半夜和凌晨电压要高一点。

交流电频率大陆50Hz，变化通常在1Hz之内，可以忽略。

硅钢磁密的高低依赖于材质和热处理工艺，这个值应该从铁芯所用硅钢牌号的激磁曲线查到，通常取在硅钢磁化曲线的拐点下方。作为例子，这里假设查得B取1.60T[如果不知道硅钢片牌号，后面有方法介绍怎么去测出这个值]。

A是铁芯截面积，用前面那个铁芯做例子，A=H(D-d)/2=5.7*(14.5-8.1)/2=18.24cm²

初级理论匝数：N=(230*10000)/(1.414*π*50*1.60*18.24)=355(t)

2.2.2 初级线径

根据最大电流和导体电流密度，可求出漆包线直径[不含漆膜厚度]: d=sqrt(4*最大电流/π /单位面积载流量)，sqrt表示开平方(来自英语中的square root)。

上面铁芯理论容量大约939VA，假设电压有效值是220V[不应该用230V计算，因为电压有个波动范围，一般就220V左右]，则电流大小为I=P/U=939/220=4.27A。

电流密度取值由发热和散热水平决定，对于自然对流冷却干式环牛[大多数小功率环牛是这种工作状况]，一般每平方毫米纯铜漆包线载流量取3A左右，前面计算铁芯容量使用的系数J就是载流量。如果环牛功率很小，可以取3.5A，如果环牛功率偏大，可以取2.5A甚至2.0A或更低。如果环牛工作条件恶劣，散热很差，环境温度很高，则每平方毫米铜线的载流量不应该超过2.5A，如果环牛在冰冷的环境里工作或者多数时间非满负荷运行，载流量可以取大一些。

如果载流量取2.5A/mm²，算出初级线径[不含漆膜厚度]d=sqrt(4*4.27/3.14/2.5)=1.48mm，理论线径是非标准线径，可选相近的线径1.5mm。多数厂商标称线径不含漆膜厚度。

注意：对于外行[绝大多数DIY者]而言，如果你不知道该取多大载流量，也不知道手头铁芯能绕多大功率变压器，对于磁密1.0T以上的铁芯，载流量取3A每平方毫米肯定能绕的下，不会出现空间不足的情况，无论环牛还是EI变压器，只要是小功率(<1.5KVA)干式变压器均适用。

2.2.3 初级漆包线用量

a)初级各层匝数

每层匝数=内径周长/(导线直径*系数)，前面的铁芯内径81mm，窗口很大，漆包线直径可以适当取的粗点，例如1.6mm[新手不要这么做，防止次级空间不足]。人工绕线误差很大，由于业界线径默认不算漆皮厚度，但漆膜确有一定厚度，线与线之间会有缝隙，由于金属有韧性，线圈会起拱，焊接引线也占用额外空间。为了方便计算，通常在原始线径基础上乘个大于1.0的系数。我这里的系数取1.17，实际应该取多大依赖于线径和绕线水平。假设铁芯内圆和初级之间绝缘厚度2.0毫米，前面例子的初级各层匝数计算如下：

第一层：π*(81-2.0*2-1.6)/(1.6*1.17)=126(t)

第二层：π*(81-2.0*2-1.6*2-1.6)/(1.6*1.17)=121(t)

第三层：π*(81-2.0*2-1.6*4-1.6)/(1.6*1.17)=116(t)

三层绕满已经超过355匝了，为了平整仍然可以绕三层，共126+121+116=363匝，匝数比理论值多8匝。由于铁芯窗口充足，而且线粗增加的电阻小，因此不必太计较。

b) 初级漆包线长

中层截面积是个近似的矩形[左上图绿颜色的线周长]，则这个矩形的理论周长=四个边长之和=[(57+4+4.8)+((145-81)/2+4+4.8)]*2/1000=0.213(m)

理论上363匝的线总长=0.213*363=77(m)

c) 初级绕组漆包线质量

根据质量、密度、体积的关系容易得知：m=PV=PAL

上式中，铜的密度P=8.89*10³kg/m³，漆包线[忽略漆膜厚度]的截面积: A=πd²/4=3.14*1.6²/4=2.0096mm²，L是初级绕组的漆包线总长，前面已求出L=77m

漆包线用量[不考虑漆膜质量]m=PAL = 8.89*10³*2.0096*10^-6*77=1.38(kg)

2.2.4 次级

根据N/n=U/u计算次级匝数，初级N=363t，电压U=220V，次级电压u根据需求来定。假设次级有6组，其中4组24V，电流7.5A，还有4组12V，电流4.56A，合计939VA功率。

则24伏的次级匝数每组n=24/220*363=40t，实际绕线时可适当多绕几匝，因为接上负载后电压会下降一定的比例，称谓电压调整率。载流量还是按照2.5A/mm²来计算，此时理论线径为：sqrt(4*7.5/3.14/2.5)=1.95mm，可选2.0mm线径的漆包线。

12伏的次级每组匝数n=12/220*363 =20t，考虑电压调整率，实际绕线可适当多绕几匝。载流量按照2.5A/mm²计算，则线径为：sqrt(4*4.56/3.14/2.5)=1.52mm，可选1.6mm线径的漆包线。

次级漆包线用量可以参照前面计算初级用量的方法估算出每种线径对应质量。

3. 铁芯最大工作磁密

前面那个例子里的磁密B，一拍脑袋就取了1.60T，显然不合理。现实中，不同厂家生产的铁芯质量有很大差异，即使同一厂家生产的同一批铁芯，也可能差距巨大。更何况DIY通常购买拆机铁芯，根本不知硅钢的牌号。就算能找到硅钢的牌号，铁芯的实际导磁水平 很多时候也会跟厂家公布的数据差距甚远。

硅钢是炼钢厂生产的，炼钢厂实验室会提供硅钢板材的各种参数，铁芯加工厂[也可能就是变压器厂]会从某个炼钢厂或者硅钢板材分销商那里成吨的购买某种牌号的硅钢板料，买回来裁剪和卷绕加工成各种形状和各种大小的铁芯或硅钢片，这个加工过程中可能会损坏部分原有涂层，也会产生新的应力导致磁性能变差，因此需要再次消应力处理和涂绝缘层[他们是不是真的这样做了或做到什么程度那可不好估计]，此时铁芯的磁性能参数已经和炼钢厂实验室提供的硅钢板材性能参数大相径庭。变压器厂把铁芯做成变压器，变压器销售后组装入设备，设备服役多年被淘汰当废品出售，废品里拆解出变压器，变压器被暴力分解成铁芯和铜线，铁芯卖到了DIY者手里，此时铁芯的磁性能已经无法预计是什么样子。

为了测得必要的参数，需要一个交流供电电源，这个电源可以是调压器，也可以是输出几十伏的隔离变压器，此外还需要一个交流电流表和交流电压表。

3.1电压法

根据前面的匝数公式，计算出电压U和磁密B的关系。对于一个特定的铁芯，铁芯截面积A是已知的，交流电频率f=50Hz，当匝数N一定时，电压U和磁密B的关系就很容易推算出来。假设有调压器，这样电压U就很容易的改变。

作为例子，有个铁芯2.7公斤，测量出铁芯外径D=11.09cm，内径d=5.98cm，高度H=5.0cm，计算出铁芯截面积(A=H(D-d)/2=12.775cm²)，在铁芯上绕线64匝(大铁芯可以少绕点匝数，小铁芯多绕点匝数，一般而言，匝数绕多点测试准确度高)，根据左下边接线图接线。

转动调压器手柄，从0开始逐渐升高电压，观察电流表读数变化，记下电压和对应电流值。通常电流值应该成近似线性增加，当电压达到某个值时再继续增加电压，电流不再按照线性预期值增加，而是突然增大很多，这个点就是拐点，称之为膝点。

实际描图时，电压每格可以取0, 5V, ...35V等，电流每格可取0, 100mA, 200mA, ... 500mA等，描出电流-电压关系曲线图，很容易找到膝点计算出对应B值。

电压电流关系如下图，容易看出，当电压在27.5V～30V时开始拐弯逐渐进入饱和区域。上面的图中描点都源自下表数据。表中前两列是测得数据，其余都是推导得到的[220V匝数根据匝数公式计算得到，220V下空载电流根据能量守恒换算出来。

测试电压(V)	电流(mA)	磁密(T)	220V理论匝数(t)	220V理论空载电流(mA)
19.2	56.5	1.058	733	4.9
20.8	61.2	1.146	677	5.8
22.1	65.6	1.218	637	6.6
23	68.4	1.267	612	7.2
24	72	1.322	587	7.9
25	76.2	1.377	563	8.7
25.5	78.2	1.405	552	9.1
26.1	81.2	1.438	539	9.6
26.8	84.6	1.477	525	10.3
27.5	88.3	1.515	512	11.0
28.2	92.8	1.554	499	11.9
29	99	1.598	485	13.1
29.6	105	1.631	476	14.1
30	108.9	1.653	469	14.9
30.5	115.3	1.680	462	16.0
31.1	125.7	1.713	453	17.8
31.6	135.1	1.741	446	19.4
32.3	158.8	1.779	436	23.3
33	190	1.818	427	28.5
33.5	225	1.846	420	34.3
33.7	250	1.857	418	38.3

 

3.2 匝数法

如果没有调压器找一个隔离变压器也行，输出电压几十伏。根据前面的匝数公式计算出匝数和磁密B的关系。

原理是：假设电压是U，B取1.0T，计算出此时需要绕制的匝数，逐渐减少匝数，观测电流值变化，一般是近似线性变化，当匝数减少到某个值时，电流突然增大很多。这个点就是膝点，计算出此时的B值。实际计算变压器初级匝数时，B的取值不要超过这个值。

需要注意，图里用的电流表[笔者用的计量插座]串联在左边，是测试的变压器初级通过的电流，并不是要测试的铁芯绕线里通过的电流，我们仅仅想找到膝点，并不关心实际电流到底多大，如果想关注电流到底多大，则最好串联在右边。如果不怕麻烦，想测铁芯绕线每次通过的实际电流可能需要用交流安培表，因为电流有可能比较大，而且有冲击。

假设有一个变压器，输出电压21.5V，下面用匝数法测试了一个Talema铁芯的参数。

该铁芯重7.8kg，外径150mm，内径80mm，高度80mm，片厚0.27mm。容易算出截面积是28cm²，则21.5伏时需要绕制匝数N=(10000*21.5)/(4.44*50*28.0*B)，化简变换可得： B = 36.4086/N，容易看出N和B之间是线性关系。

在铁芯上绕线30匝，逐渐减少匝数，记下对应电流大小，算出对应磁密。注意，测试中一定要确保220V交流电质量[后面有过滤市电直流分量的办法]，保证变压器空载电流基本恒定，否则就算不接负载，毫安表的电流都可能从几十毫安到几百毫安之间变化，接上负载后的电流那点变化就被完全被淹没了。

绕线匝数(t)	毫安表读数(mA)	磁密(T)	电流变化(mA)
30	25	1.2
28	30	1.3	5
26	32	1.4	2
24	40	1.5	8
23	48	1.6	8
22	62	1.65	14
21	109	1.73	47
20	210	1.82	101
19	405	1.92	195

 根据电流变化差值，从上表中[如果描出曲线图则直观]容易看出，22匝减少到21匝时电流暴增，容易想象本铁芯材料磁化曲线拐点在1.60～1.73T之间。实际绕变压器时不宜取1.73T，应该取1.6T甚至更低。参考前面计算方法，容易计算出初级需绕231匝(假设最高电压230V)。根据前面容量计算方法，用插值法估计铁芯容量1.5KVA左右，初级线径可取1.8mm～1.9mm。

3.3 估计法

假设环牛铁芯每公斤硅钢片的损耗控在1VA(老铁芯1.2VA)以内，可以根据损耗来推测磁密大小。这看上去很荒唐，实际操作起来比前面介绍的两种方法都简单。为什么不是2VA或0.5VA等，观察各大炼钢厂硅钢片的电流激磁曲线会知道这是一个综合的结果。从下表容易看出，以W/kg比VA/kg为单位时对应的值靓丽，尤其铁芯接近饱和时更加明显。


假设手头有一个输出30V的隔离变压器和一个交流安培表。有一个铁芯4.8kg，截面积19.25cm²，先假设膝点磁密1.4T，则根据匝数公式计算出绕线匝数应该是50匝，预期电流是4.8kg/30V*1000 = 160mA，绕50匝通30V交流电。如果空载电流显著大于160mA则磁密按照1.2T计算，需要绕线59匝，在原匝数基础上加绕9匝再测电流值。如果空载电流显著小于160mA，则磁密按照1.6T重新计算匝数，需要绕线44匝，在原来50匝基础上减少6匝再测电流值。按照这种方法，很快就能找到接近160mA空载电流的磁密，用这个磁密值，市电最高电压，铁芯截面积，很容易计算出初级应绕匝数。

笔者用这种方法筛选铁芯，磁密1.5T以下铁芯丢弃不绕。仍以4.8公斤那个铁芯为例， 30V交流电应该绕44匝，测出电流如果小于160mA则为“合格”，否则当废铁处理。

4. 过滤市电直流分量

市电未必是严格的正弦波，有时正负半周波形轻微不对称，此时会导致环牛铁芯极化偏磁饱和，初级电流暴增，噪音增大，严重时甚至烧毁过流保险管或环牛温度保险丝。变压器功率越大，铁芯质量越好，受影响越严重，因为铁芯质量好磁漏小，受影响厉害，功率大电阻相对小，偏磁电流相对大。环牛平时很安静，有时电压虽然不高环牛却有噪音，通常就是市电波形不好导致。这应该不难理解，假设有0.5V直流，对于一个初级内阻0.5欧姆的变压器而言，就能产生1A的偏磁电流，足以使变压器铁芯饱和了，饱和了之后就不能正常工作了。

笔者做过实验，电吹风和环牛插头插在同一个插排上，开电吹风低档时，平时空载8mA的环牛此时空载电流突然增加到1A多，而这个环牛也仅200VA的容量，800VA的O牛平时空载14mA，开吹风机低档时环牛空载电流暴增到3.6A以上。可见交流电波形对环牛影响有多严重。

波形轻微不对称相当于有直流分量，过滤市电直流分量需要一个桥堆(或者4个二极管)和低压电容组成一个简单电路。桥堆最大电流是变压器初级最大电流的3倍以上，电容耐压值3V以上，理论上电容越大越好，一般2200微法以上(可用电解电容，太小效果不明显)。电容的作用是平滑，由于PN结厚度会随着电压的高低变厚或者变薄，导通电压的高低当然也是不停的变，电容的作用为了稳定到某个值，例如1.2V附近，如此一来，波形图上低于这个值的部分会消失，而1.2V对于最大值311V的市电而言，浪费很小。显然，下图里电容可以用小电阻代替，但效果会变差。这些元器件成本不高，制作也简单，能很好的消除市电波形正负半周轻微不对称导致的变压器噪音。风险当然也有，如果桥堆坏掉，要么爆电容要么变压器烧坏。

另外，很多人都知道，环牛输出不能用半波整流电路，因为这会导致铁芯偏磁饱和，此时环牛嗡嗡响，噪音很大，初级电流很大，发热严重。其实何止环牛输出不能半波整流，EI牛输出半波整流时功率稍大也嗡嗡响，噪音大，电流大，发热厉害。

5. 铁芯

对于一个环牛而言，铁芯最为关键，因为铁芯好坏直接影响输出功率大小，漆包线用量，绕线难度。单位质量的漆包线价格高于硅钢片，用不好的铁芯绕变压器得不偿失。

衡量铁芯好坏前提条件是：假设每公斤铁芯损耗控制到1VA以内，磁密越高越好。如果不在乎损耗，用烂铁和高档硅钢做变压器没有分别。

铁芯的磁密高低和损耗水平只有测过才知道，外表看不出来，DIY购买时的运气成分很大，尤其二手。商人可能乱标牌子，哪种好卖就标哪种很常见，因为DIY者也无法分辨。如果能从电力变压器厂或为电力变压器供货的铁芯厂买到正宗的铁芯最好，否则买二手整带铁芯或洋垃圾变压器拆铁芯再利用，断带铁芯不值得动手。

6. 漆包线

不应该等到绕组绕好后再测漆包线电阻，购买漆包线后就应该根据质量计算出电阻然后和铁芯欧姆表测得的实际电阻比较，如果实际值显著高于理论值则说明漆包线质量太差。

假设有2kg直径2mm[不含漆膜厚度]的漆包线，那么它的电阻值理论上不应超过0.4Ω，看下面计算过程。

导线的电阻公式R = pL/A，p是导体电阻率，L是线长，A是截面积

质量跟体积的关系式m = PV = PAL，P是导体密度，A是截面积，L是线长

由上面两式容易推导出R = pm/(PA²)

铜的电阻率p = 1.72*10^-8Ω∙m，密度P = 8.89 * 10³kg/m³

截面积A = πd² / 4 = 3.1416 * (2 * 10^-3) ² / 4 = 3.1416 * 10^-6，质量m = 2kg

则电阻R = 1.72 * 10^-8 * 2 / [8.89*10³ * (3.1416 * 10^-6)²] = 0.392Ω

如果购买的这2kg直径2mm的漆包线实测电阻显著大于0.4Ω，则说明质量太差。

漆包线除了导电能力还应该测试绝缘层的绝缘强度和耐热温度。只不过一般的DIY朋友没有专业测试设备，只能看看外观是否光滑，是否有起皮，对折弯曲时绝缘层是否裂纹或脱落等等这种目测指标是否合格了。

漆包线耐热温度是有标准的，A级105℃，E级120℃，B 级130℃，F级155℃，H级180℃，C级200℃。如果耐热温度更高则直接用温度表示。到底是不是真的能达到声称的耐热等级，DIY者很难测。

漆包线质量差距很大，考虑所处的现实环境，用廉价的铜漆包线，线径稍粗点降低电阻，浸漆弥补漆膜针孔等缺陷。

7. 绕线

理论计算很简单，但到实际绕线时可能遇到事先想不到的问题。常见的问题之一是绕线方法有问题，导致绕组电阻大，磁漏也大。应该沿着最短的方向绕线[漆包线沿着半径方向绕制时，每匝的延长线都尽量穿越圆心]也就是沿着漆包线用量最少的方向绕制，从而尽量减少绕组的电阻，漏磁控制到最小，见示意图图里左图。示意图中右图的绕线方法属于分组，也比较常见，这会增加漆包线用量和绕组整体电阻，还会导致漏磁增大。相信很多人见过环牛用铁罩子罩起来隔磁吧，尽管不一定是绕线导致的磁漏超标。

实际绕线时，尽可能避免分段或者分组。由于通常需要绕多层，每层未必刚好跟理论值相符，此时为了绕平整，相邻层必须相差那几匝[按照理论计算]。避免过度拥挤或线拉的过紧，否则容易局部起拱，导致后面的层绕不平。再者，尽量不要出现非整层的情况，如果最后一层没有办法刚好整层[会导致后面绕组空间不足或实际匝数跟理论值相差太多]，则均匀分布在圆周上。

一般而言，手工绕线相对比较整齐，漏磁小，绕线机自动绕线比较乱，漏磁大，只不过手工绕线生产率低。内圆一匝挨着一匝密密绕，外圆均匀散开是最理想的绕线方式。

对于音响和医疗设备上用的环牛，有时为了输出两组相同大小的电压，需要双线并绕。这种绕法的优点是一致性非常好，也就是说这两个次级线圈的输出电压大小几乎完全相同，线圈内阻几乎完全相同。

如果不用考虑适应国际电压，初级线圈一根线从头绕到尾最好，如果初级线包不止一层，靠近铁芯的线头引出接市电火线，这样外电场弱一些，机壳感应电压低得多。

8. 屏蔽层

全名是静电屏蔽层，使用覆绝缘膜的金属箔压制，也以自制，国外也有出售的厂家，但国内较少。可用厚度0.05-0.1毫米单面带胶的铜箔粘到绝缘胶带(或者聚酯薄膜带)上，铜箔宽度要适中，(几百伏安的环牛用的屏蔽层铜箔宽度一般10-15毫米)，胶带每边露出宽度都要超过铜箔宽度2毫米以上，防止缠绕时短路。例如，铜箔宽度10毫米，胶带宽度20毫米，铜箔粘到胶带上，胶带每边富裕2-5毫米。缠绕到变压器上后一端焊引线引出，焊点不应该有毛刺。烙铁温度较高时，焊引线时容易损坏铜箔上的绝缘层，损坏位置需要重新做好绝缘。

绕屏蔽层以最外圆算(绕线圈刚好相反，以内圆算)，一匝挨着一匝绕，稍微压点边不漏初级线就行，内圆会有较大覆盖，这样就相当于把初级全部包起来了。

注意：屏蔽层用的导金属箔一般用铜箔，不宜用铝箔代替铜箔，因为铝箔太难焊接。铜箔不宜太厚，一般0.05-0.1毫米足够，胶带厚度也是0.05-0.1毫米，太厚不容易施工。常见的玛拉胶带绝缘好而且便宜，但延展性太好，容易拉断敷上的铜箔，长期耐温90度。金手指胶带能长期耐温180度以上，做屏蔽层更好一些，但价格偏高。PET胶带价格适中，长期耐温120度以上，适合大多数场合。

9. 绝缘

做变压器特别重要的一点是绝缘，这事关人身安全。如果用塑料性质的胶带做绝缘则不能浸漆，因为绝缘漆不能透过塑料。如果用绝缘布或者非压膜绝缘纸绝缘则应该浸漆处理，浸渍自干漆可以省去烘干的烦恼。自干漆虽然没有烘干漆那么好的韧性，但也能胜任，因为变压器不像电机那样强烈震动。

铁芯上应该绕足够厚的绝缘层，通常铁芯倒角后用0.15-0.25毫米厚的玻璃纤维布绕4层(以外圆算)以上并浸漆处理，如果不做浸漆处理，也可以用聚酯薄膜或绝缘纸配合绝缘胶带绝缘，最好不要只用绝缘胶带做绝缘层，因为绝缘胶带机械强度比较差。如果铁芯窗口不富余，可以贴绝缘纸节省窗口，优点是外圆和内圆绝缘层一样厚，如果绕绝缘带，由于内圆半径小，外圆铺满一层，内圆会多于一层，内圆白白过厚却没意义，因为击穿强度依赖于薄弱的外圆绝缘。还要注意初级绕组和屏蔽层之间，屏蔽层和次级绕组之间的绝缘，绝缘层厚度不能太薄，否则很难通过标准里要求的初次级间耐压测试。

绕屏蔽层前最好浸漆，浸漆好处非常多，防止铁芯生锈，防止漆包线针孔打火，防止漆包线受潮长绿锈，加强散热，减小工作噪音等等。如果初级和次级之间有静电屏蔽层，初级绕组和静电屏蔽层之间，静电屏蔽层和次级绕组之间都要做绝缘处理。由于静电屏蔽层不透漆，初级浸漆干燥后才能绕静电屏蔽层。绝缘漆的导热系数通常比空气高一个数量级，因此浸漆后初级产生的热量更容易传导出去。

本着经济实用的原则，初级和铁芯之间可用玻璃纤维布或绝缘纸绝缘，初级和次级之间可用绝缘纸或玛拉胶带绝缘，次级对外可用PET或玛拉胶带绝缘。按照次序，笔者习惯用玻纤布、PET胶带、玛拉胶带。

注意：为了充分浸漆，泡漆时间不应该低于8小时，建议24小时以上。需要特别指出的是，绝缘漆或多或少都有一定的毒性，尤其对呼吸器官损害较大，浸漆前应该做好充分防护，比如口罩，护目镜，面具等，皮肤最好不要直接接触绝缘漆。

10. 引线

环牛应该焊接引线引出，最好不要漆包线直接拉出，这样不但可以避免刮伤漆皮，而且避免了漆包线根部应力集中断裂。常用引线有多股电子线、硅胶线、特氟龙线等。值得一提的是很多引线的塑料外皮[尤其国产货]不耐漆，泡漆后韧性变差，几个月后开裂，这种情况不仅发生在普通电子线上，就连特氟龙线亦如此，不过硅胶线似乎没事，因此，浸漆时不要泡到电子线和特氟龙引线(可事先套一层热缩管)。不过顺便提一句，笔者也用了拆机的洋垃圾引线却不怕泡漆，按说多年服役淘汰又在货场风吹日晒雨淋，塑料皮早该老化的不行了，然而泡漆后长期使用却不裂...

细漆包线去掉漆皮在引线接头上绕成螺旋状溶满锡，粗漆包线去漆皮用细线捆住引线接头溶满锡。引线和漆包线接头交错长度不应低于三倍线径。理论上引线的线芯截面积不应小于漆包线截面积。

引线常用的有电子线，硅胶线，特氟龙线。电子线通常用的比较多，因为价格低廉而且皮厚耐刮，一般耐热105度(低档次的耐热80度)，缺点是线皮硬，泡漆后容易老化开裂。因此，如果浸漆，应该有防护措施，例如，可用热缩管套住。硅胶线比较软，指甲一抠就能掉一块线皮，价格比电子线略贵，但不怕漆泡，浸漆场合是个不错的选择。镀锡特氟龙线多数线硬弯曲难，漆泡后线皮容易老化开裂，不建议用，镀银特氟龙线除了焊接容易再无优点，因此也不建议用。

引线焊点应该光滑无毛刺，焊接完毕后用绝缘套管套住，套管可选玻纤管或者黄蜡管或硅胶管，最好不要只套一层热缩管，因为热缩管耐久性差，易老化开裂。多说一句：为了利润最大化，很多焊锡几乎没有锡，几乎都是铅，可焊性极差，锡铅比例随便标，尤其某宝上。

11. 保险丝

小环牛需要使用慢熔保险丝，大环牛需要慢起动，因为通电瞬间可能会有很大的冲击电流，有冲击电流的原因是铁芯剩磁。不过冲击电流持续时间很短，一般不超过交流电半个周期，通常小功率环牛使用慢熔保险丝就可以了，大功率环牛则可能需要用到慢启动板防止通电瞬间跳空开。

温度保险丝可以用也可以不用，因为温度保险丝响应非常慢，而现实中长期过载烧坏的环牛极少。多数环牛尤其厂牛烧坏时温度保险丝根本不起作用，因为大多发生局部短路烧坏，温度保险丝来不及响应。进一步观察发现，这些局部烧坏的环牛绝缘都比较差，而且没有一个绕组浸漆的。分析损坏原因是漆包线有针孔，环牛绕组本身有很大电感，通断瞬间产生高压击穿薄弱环节，临近两匝上的针孔如果多次打火就烧光了表面的绝缘漆，于是金属表面就直接接触了，电压较高时瞬间就能烧断局部短路的漆包线。

12. 质量

对于一个成品环牛来说，外观有目共睹，就不用罗嗦了。绝缘很重要，因为关系到人身安全。北美标准是普通环牛初级和次级之间加2.5KV低频交流电1分钟无击穿无飞弧。环牛初级和次级电阻尽可能小，空载电流尽可能低，这样效率高，电压调整率低。下表收集了部分小牛成品初级电阻和空载电流。次级电压不同，电阻没有比较价值，这里不再给出。

变压器型号	设计功率(VA)	初级直流电阻(Ω)	230V空载电流(mA)	价格(元)	备注
*良4N O牛	50	45.5	5.0	138	全新
*Tuned 6N O牛	54	32.0	3.3	330	全新
杰*O牛	50	29.9	3.0	144	全新
*凡O牛	50	32.0	3.2	142	全新
箭猪环牛	50	38.0	3.1	88	拆机
Bicron O牛	50	21.2	5.5	198	拆机
太阳花环牛	50	24.4	5.4	100	拆机
Talema环牛	50	29.8	3.0	78	拆机
英国AVEL环牛	55	31.5	2.7	102	拆机
DIY O牛1	50	19.0	2.7	----	DIY
DIY环牛1	50	21.2	2.7	----	DIY

 

为了减少对周围器件干扰，环牛漏磁应尽可能小，例如 某些仪器设备里的环牛还有漏磁屏蔽罩。为了减少市电高频杂波干扰，环牛初级和次级之间有全封闭的屏蔽层，例如 音响用的环牛有有些有屏蔽层。此外，接线应为多股引线，漆包线直接拉出的做法不值得提倡。

13. 性价比

有目共睹，国产铝线牛性价比最高，其次是大厂牛，再其次是定制牛，然后是洋垃圾，最后是全球购。买天朝奸商的变压器最省心，前提是用银子交智商税买质量很差的货。铝线牛和大厂铜线牛被多数DIY者深恶痛绝，在此无需赘述。笔者从定制牛开始入坑，拆过十多家信誉极好的卖家制作的高档环牛，发现工艺之先进和用料之奢华简直不能再良心，总结缺点如下[没发现优点]。

1) 铁芯，不论什么价格，一色的国产烂铁冒充高档进口(新日)铁，无一例外。

2) 铜线，用渣铜线已是业内潜规则，有的商家还要标几个N更上一层无耻楼。

3) 绝缘，无一达标(北美)，初级和次级间加2.5KV, 50Hz交流电1分钟全部击穿。

4) 屏蔽，不论额外收不收钱，没有全封闭的屏蔽层，全部都是糊弄一下完事。

5) 引线，多数都是漆包线套热缩管直出，即使个别焊引线，用料也很渣，上锡困难。

6) 灌封，诱导环氧树脂灌封，既能多赚点还能防拆见到内部垃圾做工和用料真面目。

14. DIY变压器示例

笔者电脑音箱惠威H4，当初一对1960元，高音发浑，低音脚软。根据经验判断，可能供电不足。拆开发现很小的散热片居然放里面，能热的煎鸡蛋，过了质保如果不爆电容会是奇迹。电路板都是贴片元件还没法上烙铁改，只能改变压器。变压器标称55VA，拿万用表测试了一下，输出双25V给LM3886TF后级供电，还有双17.5V给TL084前级供电。音箱这么小的空间封闭，居然还敢用25V，怪不得那么热。测一下变压器初级电阻83欧姆，空载14毫安，容易判断撑死30VA变压器的带载能力，却具有600VA变压器的损耗。这种原厂的垃圾居然一个敢卖260元，充其量也就15元地摊货的质量，15元还得往多里说。

设计需求

额定功率50VA[230V, 50Hz]，次级双15V大电流供2片LM3886TF，双15V小电流供4片TL084，电压调整率控制在6%以内，温升尽可能低。

铁芯参数

外径：86.5mm，内径：41.9mm，截面积：4.1cm²

初级理论匝数

N = 市电电压(230V) * 10000 / 系数(4.44) / 交流电频率(50Hz) / 铁芯截面积(4.1cm²)/ 最大工作磁密(1.66T) = 1522t

线圈参数

初级线径0.38mm，大约需要5层

次级大电流线径0.95mm，电压15V-16V * 2，大约需要绕2层

次级小电流0.38mm，电压15V-16V * 2，大约需要绕1层

绝缘工艺

铁芯和初级间：0.2mm厚度玻纤布4层

初级和次级间：1层0.2mm厚玻纤布和4层0.075mm厚PET

次级之间：1层0.075mm厚PET

浸漆工艺：初级绕完再绕1层玻纤布，整体浸渍H级1053(其实自干漆1042或305F就行)有机硅晾干漆48小时

实测参数

初级匝数：1518t

初级电阻：19.0R

空载电流：2.66mA

次级大电流匝数105 * 2，电压15.9V * 2，电阻：0.317R + 0.316R [最大电压不一致2.12mV]

次级小电流匝数100 * 2，电压15.2V * 2，电阻：1.736R + 1.737R [最大电压不一致0.34mV]

初次级间抗电强度：2.5KV, 50Hz持续1分钟无击穿，无飞弧，无异响

满负荷温升：7.1度

电压调整率：5.2% [次级大电流输出50VA]

噪音：空载和满载均低于背景噪音

专业人士肯定明白，以上结果足以秒同功率所有国变压器和洋变压器一火车皮不止...

材料消耗

铁芯：O型0.63kg一个

漆包线： 0.38mm漆包线0.25kg，0.95mm漆包线0.25kg，均C级

绝缘：H级1053有机硅晾干漆1公斤(剩余约0.8公斤)，玻纤布和PET各半卷

辅材：引线，焊锡等

材料费用：合计大约68元[全部购自某宝]

换上了果然立竿见影，高音不浑了低音也不软了，由于电压低了也不烫了。