如何减小变压器漏感

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在电源设计中,常常听到漏感两字,那什么是漏感,它对电源又有什么影响呢?

一、什么是漏感

线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈,因此产生漏磁的电感称为漏感。指变压器初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通。

漏感是开关变压器的一项重要指标,对开关电源性能指标的影响很大,漏感的存在,当开关器件截止瞬间会产生反电动势,容易把开关器件过压击穿;漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路,使电路产生振荡并向外辐射电磁能量,造成电磁干扰。

因此有时我们需要采用尽可能多的办法来降低漏感所带来的危害。

二、漏感怎样测试

测试漏感需把除去初级绕组两脚的其它线圈脚全部短路起来,再测试初级绕组感量,测量得到的感量值变是漏感值。如下图,短路3、4、5、6脚,再测试1-2脚感量,得到的就是漏感值。

三、漏感对电源有何影响

漏感分布在变压器的整个线圈中,跟绕组是串联关系,因其能量不能向二次侧释放。所以在开关管关断时刻会产生较大电压尖峰。增加开关管的电压应力与发热,同时也使整体的EMI性能变差。

四、如何减小漏感

变压器的漏感与初级圈数平方成正比,减小圈数可以减小漏感。另外可以将初级放到内外层,将次极夹在中间的绕法(三明治绕线)。如果初级层数太多,漏感也会增大,而且层直接的分布电容增大,造成高频直接偶合过去,使高频部分的漏感变大,同样也会造成开关瞬间的振荡,增加变压器和开关器件的损耗。

如何减小变压器漏感

1、减小初级绕组的匝数NP;

2、增大绕组的宽度(例如选EE型磁芯,以增加骨架宽度b);

3、增加绕组的高、宽比即减少绕组的厚度,增加绕组的高度;

4、增加绕组之间的耦合程度。

5、尽量减少绕组的匝数,选用高饱和磁感应强度、低损耗的磁性材料;

6、尽可能地减少绕组间的绝缘厚度。

7、降压变压器,次级绕组夹在初级绕组中间;升压变压器,初级绕组夹在次级绕组中间。

8、双绕或多线主绕

9、夹层绕法,对改善漏感比较明显

10、减少气隙(如果不能减少的,可以改用大一号的磁心),对改善漏感比较明显

11、次级对应初级的中间,起码不要偏离,对漏感也比较明显

12、减小初、次匝比,对改善漏感有一些影响

13、次级若绕不满,可以均匀绕满一层,对改善漏感有一点影响

如果是多层线圈,同理可作出更多层线圈的磁场分布图。为了减少漏感,可将初级和次级都分段。例如分成初级1/3→次级1/2→初级1/3→次级1/2→初级1/3或初级1/3→次级2/3→初级2/3→次级1/3等,最大磁场强度降低到1/9。但是,线圈分得太多,绕制工艺复杂,线圈间间隔比例加大,充填系数降低,同时初级与次级之间的屏蔽困难。

在输出与输入电压都比较低的情况下,又要求漏感非常小,如驱动变压器,可以采用双线并绕,同时采用窗口宽高比较大的磁芯,象罐型,RM型,PM铁氧体磁性,这样在窗口中磁场强度很低,可以获得较小的漏感。

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