当前位置:首页 > 电源 > 功率器件
[导读]变压器绕组绕在磁芯骨架上,特别是饶组的层数较多时,不可避免的会产生分布电容,由于变压器工作在高频状态下,那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响,如引起波形产生振荡,EMC变差,变压器发热等。

变压器绕组绕在磁芯骨架上,特别是饶组的层数较多时,不可避免的会产生分布电容,由于变压器工作在高频状态下,那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响,如引起波形产生振荡,EMC变差,变压器发热等。

  所以,我们很有必要对变压器的分布电容狠狠的研究一把,下面我们就对这个分布电容来展开讨论。

  分布电容既然有危害,那么我们就要设法减小这个分布电容的影响,首先我们来分析下分布电容的组成。

  变压器的分布电容主要分为4个部分:绕组匝间电容,层间电容,绕组电容,杂散电容,下面我们来分别介绍。

  首先讲讲绕组匝间电容

  我们知道电容的基本构成就是两块极板,当两块极板加上适当的电压时,极板之间就会产生电场,并储存电荷。

  那么,我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢?答案是可以的,这个电容就是绕组匝间电容。

  以变压器初级绕组为例,当直流母线电压加在绕组两端时,各绕组将平均分配电压,每匝电压为 Vbus/N,也就是说每匝之间的电压差也是Vbus/N。当初级MOS管开关时,此电压差将对这个匝间电容反复的充放电,特别是大功率电源,由于初级匝数少,每匝分配的电压高,那么这个影响就更严重。

  但总的来说,匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说,几乎可以忽略。

  要减小这个电容的影响,我们可以从电容的定义式中找到答案:

  C=εS/4πkd

  其中 C:绕组匝间电容量

  ε:介电常数,由两极板之间介质决定

  S:极板正对面积

  k:静电力常量

  d:极板间的距离

  从上式我们可以看出,可以选用介电常数较低的漆包线来减小匝间电容,也可以增大绕组的距离来减小匝间电容,如采用三重绝缘线。

  接下来我们来看看看绕组的层间电容,这里的层间电容指的是每个单独绕组各层之间的电容。

  我们知道,在计算变压器时,一般会出现单个绕组需要绕2层或2层以上,那么此时的每2层之间都会形成一个电场,即会产生一个等效电容效应,我们把这个电容称为层间电容。

  如下图:

  

[!--empirenews.page--]


 

  电容C就是层间电容

  层间电容是变压器的分布电容中对电路影响最重要的因素,因为这个电容会跟漏感在MOSFET开通于关闭的时候,产生振荡,从而加大MOSFET与次级Diode的电压应力,使EMC变差。

  既然有害处,那么我们就需要想办法来克服它,把它的影响降低到可以接受的范围。

  方法一:参照6楼的公式,在d上作文章,增大绕组的距离来减小层间电容,最有代表性的就是采用三重绝缘线。

  但这个方法有缺点,因为线的外径粗了之后,带来的后果就是绕线层数的增加,而这不是我们想看到的。

  方法二:可以通过选择绕线窗口比较宽的磁芯骨架,因为绕线窗口宽,那么单层绕线可以绕更多的匝数,也意味着可以有效降低绕线的层数,那么层间电容就有效降低了。

  这个是最直接的,也是最有效的。

  但同样有缺点,选择磁芯骨架要受到电源结构尺寸的限制。

  方法三:可以在变压器绕线工艺上来作文章

  可以采用交叉堆叠绕法来降低层间电容,如下图

  

 

  此种绕法有个显著缺点,会增加初次级之间的耦合面积,也就是说会加大初次级绕组之间的电容,使EMC变差,有点得不偿失的感觉。

  方法四:还是在绕制工艺上作文章

  先来看普通的绕法

  

[!--empirenews.page--]

 

  如上图,这个是我们常用的绕法(也叫U形绕法),我们可以清楚的看到,第1匝与第2N匝之间的压差将非常大,在初中我们学过的物理上有讲,Q=C*U,压差越大,那么在这个电容上储存的电荷就越多,那么这个地方的干扰电压斜率将非常大,也就是说在这个地方形成的干扰就越大。

  我们可以采用Z形绕法来降低这个影响

  Z形绕法(也叫折叠绕法)如下

  

 

  从上图我们可以看到,此种绕法可以显著降低电压斜率,对EMC时非常有利的。

  缺点就是绕制工艺相对复杂点。

  接下来说说绕组电容

  顾名思义,绕组电容就是指绕组之间产生的电容,比如说初级绕组Np与次级绕组Ns之间的电容

  此电容由于存在于初次级绕组之间,对电路的EMI是相当不利的,因为初级产生的共模电流信号可以通过这个电容耦合到次级中去,这就造成了非常大的共模干扰;而共模干扰可能会引起电路噪音或者输出的不稳定。

  解决的方法一般就是在初次级之间加一个屏蔽层,并且将这个屏蔽层接到电路中的某点,来降低此电容的影响

  一般把这种屏蔽层称为法拉第屏蔽层,一般由铜箔或绕组构成

  在用铜箔时,我们一般用0.9T,或者1.1T,不选择1T,因为1T的话,容易短路。

  那为何不能短路呢,短路会带来什么样的后果?

  将磁力线短路了,那么电感就接近零,再反射到初级,那么初级的电感也为零,这个时候初级是通电的,结果……“砰”就炸机了。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

美国纽约州阿蒙克2022年10月20日 /美通社/ -- IBM(NYSE: IBM)发布 2022 年第三季度业绩报告。 IBM 董事长兼首席执行官 Arvind Kri...

关键字: IBM 软件 BSP 云平台

成都2022年10月19日 /美通社/ -- 近期,平安养老险积极筹备个人养老金的产品设计和系统开发工作,发展多样化的养老金融产品,推动商业养老保险、个人养老金、专属商业养老保险等产品供给。 搭养老政策东风 ...

关键字: 温度 BSP 东风 大众

广东佛山2022年10月19日 /美通社/ -- 空间是人居生活的基础单元,承载着生存与活动的最基本功能。而对于理想空间的解构意义却在物理性容器之外,体现出人们对于空间和生活深层关系的思考,同时也塑造着人与空间的新型连接...

关键字: 温度 BSP 智能化 进程

上海2022年10月19日 /美通社/ -- 10月17日晚间,安集科技披露业绩预告。今年前三季度,公司预计实现营业收入7.54亿元至8.33亿元,同比增长60.24%至77.03%;归母净利润预计为1.73亿...

关键字: 电子 安集科技 BSP EPS

北京2022年10月19日 /美通社/ -- 10月18日,北京市经济和信息化局发布2022年度第一批北京市市级企业技术中心创建名单的通知,诺诚健华正式获得"北京市企业技术中心"认定。 北京市企业技...

关键字: BSP ARMA COM 代码

北京2022年10月18日 /美通社/ -- 10月14日,国际数据公司(IDC)发布《2022Q2中国软件定义存储及超融合市场研究报告》,报告显示:2022年上半年浪潮超融合销售额同比增长59.4%,近5倍于...

关键字: IDC BSP 数字化 数据中心

上海2022年10月18日 /美通社/ -- 2022年9月5日,是首都银行集团成立60周年的纪念日。趁着首都银行集团成立60周年与首都银行(中国)在华深耕经营12年的“大日子”,围绕作为外资金融机构对在华战略的构想和业...

关键字: 数字化 BSP 供应链 控制

东京2022年10月18日  /美通社/ -- NIPPON EXPRESS HOLDINGS株式会社(NIPPON EXPRESS HOLDINGS, INC.)旗下集团公司上海通运国际物流有限公司(Nipp...

关键字: 温控 精密仪器 半导体制造 BSP

广州2022年10月18日 /美通社/ -- 10月15日,第 132 届中国进出口商品交易会("广交会")于"云端"开幕。本届广交会上高新技术企业云集,展出的智能产品超过140,...

关键字: 中国智造 BSP 手机 CAN

要问机器人公司哪家强,波士顿动力绝对是其中的佼佼者。近来年该公司在机器人研发方面获得的一些成果令人印象深刻,比如其开发的机器人会后空翻,自主爬楼梯等。这不,波士顿动力又发布了其机器人组团跳男团舞的新视频,表演的机器人包括...

关键字: 机器人 BSP 工业机器人 现代汽车

功率器件

12198 篇文章

关注

发布文章

编辑精选

技术子站

关闭