详解开关电源变压器的漏感
反激开关电源 变压器的励磁电感和 漏感关系
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减小开关变压器漏感的方法
减小开关变压器漏感的方法
开关变压器漏感是指变压器在工作时，由于电磁感应作用而产生的漏磁通量，在传输过程中会有一定的损耗和浪费。
如果能够减小开关变压器的漏感，就能提高变压器的效率，降低能耗。
以下是减小开关变压器漏感的方法：
1. 采用高磁导材料：高磁导材料可以有效地提高变压器的磁通量，从而减小漏感。
常用的高磁导材料有铁素体材料和铁氧体材料。
2. 使用磁屏蔽：在变压器的绕组周围加上磁屏蔽，可以防止漏磁通量的泄漏，从而降低漏感。
常用的磁屏蔽材料有镍铁合金和铁氧体材料。
3. 优化绕组结构：通过设计优化绕组结构，可以减小漏感。
例如，采用交错绕组、漏磁补偿绕组等方式都可以减小漏感。
4. 采用磁芯的预紧设计：在变压器的磁芯上采用预紧设计，可以减小磁芯的振动和噪音，从而降低漏感。
5. 采用新型材料：近年来，一些新型材料的出现，如纳米晶铁芯、非晶合金等，具有良好的磁导率和磁饱和度，可以有效地减小漏感。
总之，减小开关变压器漏感是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。
通过上述方法的应用，可以有效地降低漏感，提高变压器的效率和性能。
变压器的漏感与分布电容影响分析
变压器的漏感与分布电容影响分析漏感与分布电容对输出波形的影响开关电源变压器一般可以等效成图2-43所示电路。
在图2-43中，Ls为漏感，也可称为分布电感，Cs为分布电容，为励磁电感，R为等效负载电阻。
其中分布电容Cs还应该包括次级线圈等效到初级线圈一侧的分布电容，即次级线圈的分布电容也可以等效到初级线圈回路中。
图2－43 开关电源变压器等效电路设次级线圈的分布电容为C2，等效到初级线圈后的分布电容为C1，则有下面关系式：上式中，Wc2为次级线圈分布电容C2存储的能量，Wc1为C2等效到初级线圈后的分布电容C1存储的能量；U1、U2分别为初、次级线圈的电压，U2 = nU1，n = N2/N1为变压比，N1 、N2分别为初、次级线圈的匝数。
由此可以求得C1为：C1 = n2C2 （2-121）（2-120）式不但可以用于对初、次级线圈分布电容等效电路的换算，同样可以用于对初、次级线圈电路中其它电容等效电路的换算。
所以，C2亦可以是次级线圈电路中的任意电容，C1为C2等效到初级线圈电路中的电容。
由此可以求得图2-43中，变压器的总分布电容Cs为：Cs = Cs1 + C1 = Cs1 +n2C2 （2-122）(2-122)式中，Cs为变压器的总分布电容，Cs1为变压器初级线圈的分布电容；C1为次级线圈电路中总电容C2（包括分布电容与电路中的电容）等效到初级线圈电路中的电容；n = N2/N1为变压比。
图2-43开关变压器的等效电路与一般变压器的等效电路，虽然看起来基本没有区别，但开关变压器的等效电路一般是不能用稳态电路进行分析的；即：图2-43中的等效负载电阻不是一个固定参数，它会随着开关电源的工作状态不断改变。
例如，在反激式开关电源中，当开关管导通时，开关变压器是没有功率输出的，即负载电阻R等于无限大；而对于正激式开关电源，当开关管导通时，开关变压器是有功率输出的，即负载电阻R既不等于无限大，也不等于0 。
变压器漏感
7
7
VOLTECHNOTES
Voltech Instruments Ltd.
148 Sixth Street Harwell International Business Centre Harwell, Didcot, Ox11 0RA United Kingdom Telephone: +44 (0) 1235 834555 Facsimile: +44 (0) 1235 835016 E-mail: sales@
图 5. 变压器短路
零。测量得到的电感值因此就是真实的漏感 （LL）。
图 6. 变压器次级完全短路
4
4
Leakage I nductance
VOLTECHNOTES
图 7.变压器短路阻抗误差。说明：匝数比 = 2
5
图 8. 矢量图显示漏感与短路误差
5
VOLTECHNOTES
传统方案
图 2. 实际变压器显示出 额外的漏感
2
Leakage I nductance
VOLTECHNOTES
实际的变压器加入空气ຫໍສະໝຸດ 隙在某些变压器的设计中，漏感必须要在总的电感量占更大的比例，并设定一个小的误差。漏感量比例的增加通常 通过在磁芯中引入空气间隙来实现，因而降低磁芯的磁导率以及初级线圈的电感。因此初级线圈与次级线圈磁通 量不耦合部分所占的比例也会增加（图 3）。
Result 150µH 150µH 150µH
pass/fail
180µH 200µH 205µH
总结
漏感是变压器一个重要的特性，对于设计和生产工程师来说是一项特殊的测量挑战。Voltech 通过对影响测量的各种因素的完整分析，开发出了创新的测量技术来克服这些因素，为几乎 所有的变压器制造商提供唯一的解决方案。 如果有关于Voltech AT系列变压器测试仪其它任何测试功能的问题，请与我们联系。
有关漏感不得不说的那些事
有关漏感不得不说的那些事
本文分为从五个方面来谈漏感：1、漏感什么？
2、决定漏感大小的因素；
3、漏感计算公式；
4、漏感吸收电路结构；
5、漏感吸收电路损耗计算。
以下具体说明：
1、漏感是什么？
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。
开关变压器线圈之间存在漏感，是因为线圈之间存在漏磁通而产生的；因此，计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。
要计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分布。
我们知道螺旋线圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处，就是螺旋线圈中磁场强度分布是基本均匀的，并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。
另外，在计算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时，比较复杂的情况可用麦克斯韦定理或毕-沙定理，而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。
2、决定漏感大小的因素。
变压器的漏感
mmf
0
x
ps p s p 42 2 24
☞图中绕法对应的p=4
mmf
0
x
电力电子技术的基本概况
a
a /2
B
mmf
9I 6I 3I
x
10
100
3
涡流损耗
30 10
1
1
x
h /2
x
ba
x
将 代入
器件的磁设计
中可得：
器件的磁设计
上式两边都除以 ,可得漏感公式:
器件的磁设计
p
pቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2 s2
mmf
ps p sp 42 2 24
mmf
0
x
0
x
为了减少涡流损耗，可将绕组分成图中所示的几段， 这样，漏感会相应地减少。由于感应磁场中的总储 能减少了，所以漏感的峰值也变小了。
d >d
d<d
x
x xx
A B
x
A
x
x x
x xx
B
mmf
9I 6I 3I
x
10
100
3
涡流损耗
30 10
1
1
x
mmf
x
0
涡流损耗 密度
x
0
NpriIpri=NsecIsec
bwx
x bw
器件的磁设计
漏感为： 式中，积分下限Vw为绕线窗总体积。 绕线窗口的磁场为：
mmf
NpriIpri=NsecIsec
器件的磁设计
p
p
2 s2
mmf
0
x
mmf 0
涡流损耗
☝左图中的绕法和右图中的密度
变压器的漏感的标准
变压器的漏感是指在变压器的工作过程中，由于磁通的不完全闭合而产生的磁通损耗。
漏感是变压器的一个重要参数，它直接影响变压器的效率和性能。
为了确保变压器的正常运行和安全使用，国际上制定了一些标准来规定变压器的漏感。
一、漏感的定义和分类漏感是指在变压器中，由于磁通的不完全闭合而引起的磁通损耗。
根据磁通的路径不同，漏感可以分为主漏感和副漏感两种。
1. 主漏感：主漏感是指在变压器的主磁路中，由于磁通穿过铁心和绕组时引起的漏感。
主漏感主要包括铁心漏感和绕组漏感。
- 铁心漏感：铁心漏感是指在变压器的铁心中，由于磁通在铁心中传播时引起的漏感。
铁心漏感的大小与铁心的材料和结构有关，一般情况下，采用高导磁性和低磁导率的材料可以减小铁心漏感。
- 绕组漏感：绕组漏感是指在变压器的绕组中，由于磁通在绕组中传播时引起的漏感。
绕组漏感的大小与绕组的结构和形状有关，一般情况下，采用紧凑的绕组结构和合适的绕组层数可以减小绕组漏感。
2. 副漏感：副漏感是指在变压器的副磁路中，由于磁通穿过绕组和铁心之间的空气间隙时引起的漏感。
副漏感可以进一步分为窄副漏感和宽副漏感两种。
- 窄副漏感：窄副漏感是指在变压器的副磁路中，由于磁通在窄的空气间隙中传播时引起的漏感。
窄副漏感的大小与空气间隙的宽度有关，一般情况下，减小空气间隙的宽度可以减小窄副漏感。
- 宽副漏感：宽副漏感是指在变压器的副磁路中，由于磁通在宽的空气间隙中传播时引起的漏感。
宽副漏感的大小与空气间隙的宽度和长度有关，一般情况下，减小空气间隙的宽度和长度可以减小宽副漏感。
二、漏感的标准为了确保变压器的正常运行和安全使用，国际上制定了一些标准来规定变压器的漏感。
以下是一些常见的漏感标准：1. 漏感比：漏感比是指变压器的主漏感与副漏感之比。
一般情况下，漏感比在0.85到1.15之间，如果漏感比小于0.85或大于1.15，则说明变压器的设计存在问题，可能会影响变压器的性能。
2. 漏感损耗：漏感损耗是指变压器在工作过程中由于漏感引起的磁通损耗。
变压器的漏感
变压器的漏感
变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能完全通过次级线圈，因此产生漏磁的电感称为漏感。
高频变压器的漏感可以理解为变压器本身的损耗，因为变压器的能量交换不可能达到100%，总会有一部分损耗。
变压器的漏感与初次级绕组的相对位置（绕制结构）、磁芯（磁路）的形状、磁芯的导磁率等因素有关。
高频变压器减小漏感最简单的方法是采用三明治绕制方法，漏感会下降很多。
把次级绕组短路，然后测试初级的电感量，就是漏感。
次级开路测试原边的为励磁电感。
用示波器测初级开关管两端的电压波形，很直观的看到漏感的带来的震荡（频率，幅度等）；如果是三相变压器，漏感会有相漏感和线漏感之分，这是要以电抗分量为准。
减少漏感主要还是在绕线圈的工艺上比如初次级采用分层交叉绕等方式，另外减少初次级线圈匝数也可以减少漏感，比如采用多变压器初级并联次级串连等方式代替单变压器等方法。
为了减小高频干式变压器漏感时，可采取以下措施：
1、减小初级绕组的匝数 NP ；
2、减小各绕组之间的绝缘层；
3、增加绕组的高、宽比；
4、增加绕组之间的耦合程度；
5、增大绕组的宽度。
例如：选EE型磁芯.。
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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，分析漏感产生的原理和减少漏感的产生也是开关变压器设计的重要内容之一。
开关变压器线圈之间存在漏感，是因为线圈之间存在漏磁通而产生的;因此，计算出线圈之间的漏磁通量就可以计算出漏感的数值。
要计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分布。
我们知道螺旋线圈中的磁场分布与两块极板中的电场分布有些相似之处，就是螺旋线圈中磁场强度分布是基本均匀的，并且磁场能量基本集中在螺旋线圈之中。
另外，在计算螺旋线圈之内或之外的磁场强度分布时，比较复杂的情况可用麦克斯韦定理或毕-沙定理，而比较简单的情况可用安培环路定律或磁路的克希霍夫定律。
在设铁芯的截面积为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;初级线圈与铁芯的间隔截面积为Sd1，Sd1=S1-S;
次级线圈与初级线圈的间隙截面积为Sd2，Sd2=S2-S1;电流I1流过初级线圈产
生的磁场强度为H1，在面积S1之内产生的磁通量为φ1，在面积Sd2之内产生的磁通量为φ1’;电流I2流过次级线圈产生的的磁场强度为H2，磁通量为φ2。
由此可以求得电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量为：
电流I2流过变压器次级线圈N2产生的磁通量
(2-95)、(2-96)式中，μ0sd2H2=φ2就是变压器次级线圈N2对初级线圈
N1的漏磁通;因为，这一部分磁通没有穿过变压器初级线圈N1。
漏磁通可以等。