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详解开关电源变压器的漏感

任何变压器都存在漏感,但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响特别重要。由于开关变压器漏感的存在,当控制开关断开的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

任何变压器都存在漏感,但开关变压器的漏感对开关电源性能指标的影响特别重要。由于开关变压器漏感的存在,当操控开关断开的瞬间会发生反电动势,简略把开关器材过压击穿;漏感还能够与电路中的散布电容以及变压器线圈的散布电容组成振动回路,使电路发生振动并向外辐射电磁能量,形成电磁搅扰。因而,剖析漏感发生的原理和削减漏感的发生也是开关变压器规划的重要内容之一。

  开关变压器线圈之间存在漏感,是由于线圈之间存在漏磁通而发生的;因而,核算出线圈之间的漏磁通量就能够核算出漏感的数值。要核算变压器线圈之间存在的漏磁通,首先是要知道两个线圈之间的磁场散布。咱们知道螺旋线圈中的磁场散布与两块极板中的电场散布有些相似之处,便是螺旋线圈中磁场强度散布是根本均匀的,而且磁场能量根本会集在螺旋线圈之中。别的,在核算螺旋线圈之内或之外的磁场强度散布时,比较复杂的状况可用麦克斯韦定理或毕-沙定理,而比较简略的状况可用安培环路规律或磁路的克希霍夫规律。

  图2-30是剖析核算开关变压器线圈之间漏感的原理图。下面咱们就用图2-30来简略剖析开关变压器线圈之间发生漏感的原理,并进行一些比较简略的核算。

  在图2-30中,N1、N2分别为变压器的初、次级线圈,Tc是变压器铁芯。r是变压器铁芯的半径,r1、r2分别是变压器初、次级线圈的半径;d1为初级线圈到铁芯的距离,d2为初、次级线圈之间的距离。为了剖析核算简略,这儿假定变压器初、次级线圈的匝数以及线径持平,流过线圈的电流悉数会集在线径的中心;因而,它们之间的距离悉数是两线圈之间的中心距离,如虚线所示。

  设铁芯的截面积为S,S=πr2;初级线圈的截面积为S1,S1=πr21;次级线圈的截面积为S2,S2=πr22;初级线圈与铁芯的距离截面积为Sd1,Sd1=S1-S;次级线圈与初级线圈的空隙截面积为Sd2,Sd2=S2-S1;电流I1流过初级线圈发生的磁场强度为H1,在面积S1之内发生的磁通量为φ1,在面积Sd2之内发生的磁通量为φ1′;电流I2流过次级线圈发生的的磁场强度为H2,磁通量为φ2。

  图2.30:开关变压器线圈之间发生漏感的原理

  由此能够求得电流I2流过变压器次级线圈N2发生的磁通量为:

  电流I2流过变压器次级线圈N2发生的磁通量

  (2-95)、(2-96)式中,μ0sd2H2=φ2便是变压器次级线圈N2对初级线圈N1的漏磁通;由于,这一部分磁通没有穿过变压器初级线圈N1。漏磁通能够等效成是由一个电感独自发生,这个电感就称为漏感,记为Ls。同理,也能够求得流过变压器初级线圈N1中的电流I1发生的磁通量为:

  流过变压器初级线圈N1中的电流I1发生的磁通量

  磁通量核算式

  (2-96)式中,咋看起来,变压器初级线圈N1发生的磁通量φ1悉数穿过变压器次级线圈N2,它们之间应该不存在漏磁通;可是,初级线圈在面积S1中发生的磁通φ1的方向与在面积Sd2中发生的磁通φ1的方向,正好相互相反;因而,变压器初级线圈N1在面积Sd2中发生的磁通φ1,依然称为变压器初级线圈N1对变压器次级线圈N2的漏磁通,其等效电感相同称为漏感。

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