高频高压变压器分布电容的分析与处理0
高频变压器设计时的漏电感和分布电容的探究
开发研究高频变压器设计时的漏电感和分布电容的探究广东省东莞市大忠电子有限公司曹洪武摘要：电源、家电、通讯等使用的高频变压器,通常需要控制漏电感、分布电容等电性参数。
设计时，为了降低成本，选择常规材料是首选;为了有竞争力也会选用常规结构，这样可以省工时。
但随着技术的提升，终端产品要求的提高,对相应的零部件等的要求也提高了，因此元器件也随着终端产品的要求而提高。
高频变压器的技术也在提高，变压器的参数达到更好地配合终端产品，除了材料方便的选择，还有结构方面也可以调整,配合达到终端产品的要求。
本文对高频变压器设计时的漏电感和分布电容展开了研究,具有一定的参考借鉴价值。
关键词:变压器;漏电感;分布电容0 引言设计变压器时候，需要综合考虑材料、性能、结构和成本等要素，以充分满足其性能。
但变压器的漏电感与分布电容不容易同时满足,一般情况漏电感减小，那么分布电容就会上升，而分布电容减小,那么漏电感就会上升。
因此，在设计变压器时，针对不同的变压器，选择不同的材料,也要选择不同的结构，这样选择才能更好达到性能要求，更适合终端使用。
(1) 漏电感是变压器中一次绕线与二次绕线的耦合系 数。
数值较小时，构成变压器的绕线的一部分不会有变压作用，而是与Choke Coil有等效成分所产生的。
若一次绕线与二次绕线完全耦合（耦合系数k=l)为理想的变压器时，漏电感数值为零。
但一般变压器的耦合系数多为1以下，因为未完全耦合，所以绕线的一部分才会有电感的功能。
(2)分布电容是指由非电容形态形成的一种分布参数。
带电电缆、变压器对地都有一定的分布电容，而分布电容大小取决于电缆的几何尺寸、电缆的长度和绝缘材料等，它由2个存在压差而又相互绝缘的导体所构成。
1变压器中有漏电感和分布电容一般在变压器中存在不少于2个绕组，由定义可以看出变压器中存在着2个参数，就是漏电感和分布电容。
变压器初级与次级至少各1个绕组,有的变压器初级与次级超过2个绕组以上，因此变压器中就存在了漏电感和分布电容。
变压器的分布电容分析
变压器的分布电容分析开关电源变压器的分布电容 开关变压器初、次级线圈的分布电容，对开关电源性能指标的影响也很重要，它会与变压器线圈的漏感组成振荡回路产生振荡。
当输入脉冲电压的上升或下降率大于振荡波形的上升或下降率的时候，振荡回路就吸收能量，使输入脉冲波形的前、后沿都变差；而当输入脉冲电压的上升或下降率小于振荡波形的上升或下降率的时候，振荡回路就会释放能量，使电路产生振荡。
如果振荡回路的品质因数比较高，电路就会产生寄生振荡，并产生EMI 干扰。
另外，开关电源电压输入回路的滤波电感，其分布电容的大小对EMC 指标的影响非常大，因此在这里也需要对滤波电感线圈的分布电容构成以及原理有充分的理解。
从原理上来说，滤波电感线圈的分布电容与开关变压器线圈的分布电容基本上是没有根本区别的，因此，对变压器线圈分布电容的分析与计算方法，对滤波电感线圈同样有效。
开关变压器初、次级线圈的分布电容与结构有关，因此，要精确计算不同结构的开关变压器初、次级线圈的分布电容难度比较大。
下面我们先以最简单的双层线圈结构的开关变压器为例，计算它们的初级或次级线圈的分布电容。
图2-41是分析计算开关变压器线圈之间分布电容的原理图。
设圆柱形两层线圈之间的距离为d ，高度为h ，平均周长为g。
假定两层线圈之间沿高度的电位差为线性变化，即：Ux=Ua+(Ub-Ua) x/h （2-112）式中：Ux为两层线圈之间沿高度变化的电位差，Ua、Ub 分别为x=0和x=h处对应的电位差。
通常Ua=0 ，或Ua=Ub 。
设两个线圈相对应的两表层间的电场近似均匀分布，即近似平板电容器的电场，那么，根据（2-112）式就可以求得该电场贮存的能量为：式中， Cs变压器初级或次级两层线圈之间的分布电容；U为变压器两层线圈之间的工作电压；Ua、Ub 分别为x=0 和x=h 处对应的电位差。
对于变压器初级或次级仅有两层的线圈，它只有两种接法，如图2-42所示。
在图2-42-a中，Ua=0 ，Ub=U2-U1=U ；在图2-42-b 中，Ua=Ub=(U2-U1)/2=U/2 。
高频变压器分布电容研究综述
高频变压器分布电容研究综述变压器寄生参数、分布参数在高频下对变压器的影响成为制约高频、高磁导率、小体积变压器研究的重要因素，也是该领域研究的重点。
本文对近几年高频变压器分布电容的研究情况进行了总结，首先重点介绍了现有的高频变压器模型，并分析了高频变压器分布电容对电路的影响，最后总结了抑制分布电容的方法。
同时文章指出该领域今后的研究方向：磁导率与寄生参数以及EMI直接之间的关系。
标签：开关电源；高频变压器；分布电容；模型；抑制措施0 引言随着磁性材料以及开关电源技术的不断发展，变压器逐渐呈现出磁导率高、频率高以及体积小的特点[1～2]。
在变压器高频化、小型化的过程中，一些在低频情况下被忽略的问题越来越重要，如漏感、分布电容。
这些寄生参数在高频下的影响越来越显著，甚至可能严重影响开关电源的性能[3～4]。
应用普通的变压器模型无法描述和解释高频下的一些电路现象，研究变压器高频下的等值模型以及寄生参数对电路的影响机理，以寻求抑制寄生参数的影响，成为该领域广泛关注的重点。
近几年，很多学者对高频变压器的寄生参数、分布参数进行了大量的研究。
本文主要从含分布电容的高频变压器模型、分布电容对电路的影响及其抑制措施三个方面的研究情况进行了总结。
1 考虑分布电容的高频变压器模型目前，国内外研究人员在高频变压器建模方面做了大量的研究，提出各种不同的高频变压器的模型。
这些建模方法主要分为三种，第一种是采用数值分析法，该方法适合于变压器设计但.是需要大量的关于变压器几何尺寸、电磁特性信息；第二种方法，根据变压器的静电学的行为对分布电容建模，该方法是根据静电学的特性，将工作在线性状态下的变压器看做一个端口网络，然后根据端口网络特性来求解相关模型参数，因此该方法具有建模简单，容易理解的特点；第三种方法，通过应用集总等效电容来对变压器的分布电容的物理效应进行建模。
应用该方法建立的模型，其模型中参数的物理意义明确，比较适合从工程角度对变压器进行分析。
分布电容对高频高压变压器性能的影响及其控制措施
通信电源技术 Teleco m Power Technologies
May 25 , 2008 , Vol. 25 No . 3
文章编号 : 100923664 ( 2008 ) 0320006203
研制开发
分布电容对高频高压变压器性能的影响及其控制措施
3. 1 “] ” 型接法层间电容分布分析
2 变压器绕组电压分布情况分析
高频高压变压器 ,副边绕组匝数较多 ,由多层串联 而成 。在高频交流电压下 , 变压器的绕组电压分布并 不呈均匀分布 ,而且匝间电压的分布并不相等 ,其电压 分布情况与绕组匝间电容和层间电容的大小密切相 关 。绕组单层电容分布如图 3 所示 ,图中 , Cc 为匝间等 效分布电容 , Cg 为层间电容 , N 为单层匝数 , n 为从一 端算起单层绕组中的第 n 匝 。
齐 玮1 ,钟和清2 ,林 磊2 ,邓 禹 2 ,徐至新2
( 1 . 中国电子科技集团公司第二十七研究所 ,河南 郑州 450005 ;
2 . 华中科技大学电气与电子工程学院 ,湖北 武汉 430074 )
摘要 : 高频高压变压器的微小分布电容对变压器的性能和带有变压器的高频高压电源的性能有着重要影响 ,分布电 容会加大变压器的损耗 ,降低了变换器的功率因数和效率 。文中分析了高频高压变压器匝间电容和层间电容的大小对高 频高压变压器的电压分布和可靠性的影响 ,指出减小层间分布电容和降低单层电压对变压器的可靠运行的重要意义 。通 过对不同绕组结构型式下的层间分布电容大小的分析和比较 ,指出采用 “Z” 型绕法和 “∠ ” 型绕法能够进一步减小高频高 压变压器的层间分布电容 ,同时降低了变压器的绝缘要求 ,大幅改善高频高压变压器的电压分布 ,提高了变压器的绝缘耐 压水平和可靠性 。 关键词 : 高频高压变压器 ; 匝间分布电容 ; 层间分布电容 ; 绕组结构 ; 绝缘水平 ; 漏感 中图分类号 : TM832 ; TM402 文献标识码 : A
高频变压器的设计方法和分布参数模型介绍
Dianqi Gongcheng yu Zidonghua ♦电气工程与自动化高频变压器的设计方法和分布参数模型介绍陈尊杰1夏书生1钱峰1田煜2金平2(1.国网新源水电有限公司新安江水力发电厂，浙江杭州311608；2•河海大学，江苏南京210000)摘要:随着用户对用电质量和安全可靠性的要求越来越高，加上当前对变压器小型化、轻便化的要求，传统电力变压器已不能满足社会发展的需求。
研究表明，通过电力电子技术和变压器的 ，可 传统 压器质量 大 陷’高频变压器作为电力电子变压器(PET )的核心器件， 传 的作用，在未来有着很大的发展空间’现主要介绍高频变压器的设计方法和型,对高频 压器损耗和有重要作用°关键词：电力 子变压器(PET )；高频变压器 型0引C来，可能有高 和可电能质量等优点的电力电子变压器(Power Electronic Trans former ， PET )，为能 网的的研究 叭高频压器PET 的核 ， 的高频 压器性能的 ， 的 高频压器 和效率’因此，高频压器的和型 ，研Z °1电力电子变压器介绍1997年，来自美国德州农工大学的Moonshik Kang 博士设AC /AC的PET ， 压器 的能 1示’ 其样机启发，研究人员大都认可这既能降低变压器 的 和重量，还备更高的传能力和 的"2#°中高压交流DCAC低压交流AC/DC ACZAC高频交流高频变压器高频交流直流端口图1基于AC /AC 变换的PET 结构图2高频变压器的设计压器时，既要考虑 能 的难易，也要考虑建造、运行与维修成本，工作性能素’成本素包括压器 的 和量、材料 艺的经济性，工作性能素 压器的输出、最高工作、特温环境应用时可允许的最大温升’常用的 软件自动 、面 AP 、几何系KG 都能满足 压器的要求’软件，只需要 .压器参，便可通过内置算 动进行 ，简单便’但 本文的研究对象不是传统压器，使用材料不软件库中，难使用软件 高频压器’ 相对,AP 有成型的计算过程和 论依据，不 材料限制，也更常用， 本文 选择AP高频压器’2.1磁芯材料选择及其尺寸计算根据额压！N 、流"n 和磁通密度#m ，结合Ansys 仿真来选择磁芯材料。
高压电容器损坏故障分析及保护对策
上 ， 断 路器 断 开 时可 能 引 发击 穿 电 容器 的过 电压 ， 且 因此 ， 须 采 必 取 有 效 的保护 措施 来 限制 断路 器操 作 产生 的过 电压 。
１６ 运 行温 度过 高 ．
高 压 电容器 出现 故障 时应 对 产 品的 设计 参数 、 艺质 量 、 料 工 材 等 进行 分 析 。首 先确 定产 品 在设 计上 是 否存 在 问题 ，可 要求 产 品
而 损坏 。 按规 程规 定 ， 果环 境温度 超 过 ３ 如 ０℃ ， 电容 器外 壳温 度超 的设计 情 况 ， 并结 合 企业 标准 的 相关 要 求对 以上 参 数进 行对 比， 若 过５ Ｏ℃ ， 开 启通 风 装 置 降温 ； 应 当环 境温 度 超 过 ４ Ｏ℃时 ， 立 即 应 没 有发 现产 品设 计参 数 问题 ，可 根据 产 品 的生产 工 艺分 析产 品质 停 止 电容 器运 行 。因此 ， 防 止 电容器 因运 行温 度过 高而 损坏 ， 为 应 量 是否 存在 问题 。有些 电容器 在 外观 上 没有 任何 质量 问题 ，这 时 设 置温 度 监控 装置 随 时监 控 电容器 的运 行温 度 ，同 时采用 强 制通 需 要解 剖 电容器 元件 查 看 内部是 否存 在 很 多 明显 的褶皱 ，因为 多 风 装 置改 善 电容器 的 散热 条件 ，使 电容 器产 生 的热 量 以对 流 和辐 数 元件 的击 穿 点发 生 在褶 皱 处 。产 生褶 皱 是 由 于在 卷 制 过程 中 ， 射 的方 式 散发 出去 。 膜 的张 力 与铝 箔 的张 力 不同 ， 易发 生褶 皱 ， 容 该种 情 况很 难 完全 杜 绝 。 外 ， 产 品 结构 、 料质 量 上也 有可 能存 在 一 定 的问题 ， 另 在 材 需要 ２ 高 压 电容 器组 保 护对 策 对 电容 器 的材 料进 行 分析 来确 定 故障 产 生 的原 因 。
高频高压变压器分布电容的分析与处理解析
高频高压变压器分布电容的分析与处理摘要：本文在分析高频变压器分布参数机理的基础上，以高压直流LCC谐振变换器为实例，阐述了高频高压变压器分布电容对电路带来的不利影响，提出了一种补偿的方法，进行了仿真和实验，提出了高频高压变压器分布电容的测试方法，推导了补偿电感的计算公式，综合使用了两种针对分布电容的处理方法。
实验结果表明该方法的正确性。
关键词：分布电容高频变压器 LCC谐振Analysis and Disposal of Distributed Capacitance in High-Frequencyand High-Voltage TransformerJin Shun1 ， Zheng Guang1 ，Shi Ming2（Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China; Xi’anTelecom, Xi’an 710003,China）Abstract: On the base of analyzing of mechanism of distributed parameters in high frequency transformer, and with a instance of LCC resonant converter , the disadvantage of distributed capacitance in high-frequency and high-voltage transformer is described .A compensation method ,waveforms of both simulation and experiment, and a method of measuring distributed capacitance are given .Formula for calculation compensation inductance is derived .Two methods are used in solving the trouble . Experimental results are presented to verify the theory.Key words: Distributed Capacitance HighFrequency Transformer LCC Resonant1 前言随着(a)(b)图1 (a)变压器磁路中的绕组（b）图1a的等效电路对待该电容的处理主要有两种方法，一是利用，二是补偿。
变压器小结：变压器中的分布电容与屏蔽
变压器小结：变压器中的分布电容与屏蔽第一篇：变压器小结：变压器中的分布电容与屏蔽变压器小结：变压器中的分布电容与屏蔽时间：2010-01-22 2199次阅读【网友评论2条我要评论】收藏实际电路都是由非理想元件组成的，在设计中可能会遇到许多预料不到的情况。
在调试如图1所示的普通全桥电源时，输出不是料想中平稳的波形，而是不时发生间歇振荡，并发出“吱吱”声，有时甚至会烧毁开关管。
对电路进行分析后未发现结构上可能导致不稳定的因素，于是改变输出采样的电压比，将输出调定在半电压24V上，使用90V的输入直流电压，在保证功率管安全的情况下进行调试。
待电路工作正常后，再缓慢升高输入直流电压，经过多次试验，发现当Ui为180～250V时就可能引发振荡，最后判定是驱动变压器各个绕组之间的分布电容在捣乱。
两只开关管的电容分布如图2所示，其中C2是绕组NA的下端M 与NB的上端P间的分布电容。
当驱动变压器的绕组NA输出正脉冲时NB输出负脉冲，TA管由截止转为饱和导通，于是TA管的源极即M点的电位急速升高，并通过电容C2提升NB绕组上端P的电位，升高的数值与两个绕组的分布电容C1、C2、C3有关，还和P点到地的高频阻抗以及M点电位上升的速度有关。
如果提升的数值大于NB绕组自身的负脉冲幅度，就会引发TB管的瞬时导通，从而出现前面所述的间歇振荡。
其他各管导通时也会有类似情况发生。
解决电磁干扰一般有三种途径，一是降低干扰源的强度，二是增强被驱动的MOS管的抗干扰能力，三是阻隔干扰的通路。
在本例中，干扰源就是变压器要传递的脉冲，这是无法降低的。
给驱动加上负压，可以大大增强MOS管的抗干扰能力，这种方法为许多电源所采用。
本例采用第三种方法，即在驱动变压器的各绕组间加绕屏蔽层，其结构如图3所示，共5个绕组和5个屏蔽层。
整个变压器包括屏蔽层从左向右逐层绕制，N1接到控制回路的地；两个下管驱动绕组由于电位变化不大，同时与N2连接，实际上是接到了功率地；N3和N4将上管绕组NA包了起来，并与NA的异名端相接；N5将绕组ND与NA隔离。
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高频高压变压器分布电容的分析与处理曾光1,金舜1,史明2(1.西安理工大学,西安710048; 2.西安电信分公司,西安710003)摘要:在分析高频变压器分布参数机理的基础上,以高压直流LCC谐振变换器为例,阐述了高频高压变压器分布电容给电路带来的不利影响,提出了一种补偿方法,并进行了仿真和实验。
介绍了高频高压变压器分布电容的测试方法,推导了补偿电感的计算公式,综合使用了两种针对分布电容的处理方法。
实验证明该方法是正确的。
关键词:高频;变压器/分布电容;LCC谐振中图分类号:T M433文献标识码:A文章编号:1000-100X(2002)06-0054-04Analysis and Disposal of Distributed Capacitance in High-frequencyand High-voltage TransformerZENG Guang1,JIN Shun1,SHI Ming2(1.X i.an Univer sity of T echnology,X i.an710048,China;2.Xi.an T elecom,Xi.an710003,China)Abstract:On the basis of analyzing the mechanism of distributed parameters in hig h frequency transformer,and w ith an instance of LCC resonant converter,the disadvantages of distributed capacitance in high-frequency and high-v oltage tr ansformer are described.T he compensat ion met hod,the waveforms o f bot h simulation and ex periment,and the method of measur ing distr ibuted capacitance ar e g iven.F ormula for calculat ion compensation inductance is derived.T wo methods are used in solving the trouble.Experimental results verify the correctness of the t heory.Keywords:hig h frequency;transformer;distributed capacitance;LCC resonant1前言随着开关电源频率的不断增加,在满足了减小开关电源体积要求的同时,也带来了一系列新的问题。
例如分布参数在高频情况下对电路的影响不能再被忽略。
在开关型电源电路中,高频变压器是电气隔离、传输能量、电压变换的重要元件。
在高频情况下,许多应用于工频的变压器设计方法不再适用,解决好高频变压器的分布参数问题非常重要。
2高频变压器分布参数模型及对分布参数问题的一般解决办法文献[1]指出:变压器的分布参数主要是漏感和分布电容。
分布电容主要是匝间电容和层间电容。
建立了一个绕组的分布参数模型(图1),再经过叠加折算得到整个变压器的分布参数模型。
根据图1a经计算可得绕组的等效并联电容C c =Ci/(N-1)(N>1)。
等效电容C c一般是皮法数量级,在工频时可忽略,但在高频时其对变压器的影响不容忽视。
该分布电容由变压器结构、材料、体积、绕制工艺等因素决定,目前不可能完全消除。
收稿日期:2002-06-13定稿日期:2002-08-08作者简介:曾光(1957-),男,江西人,副教授,研究方向为电力电子与电力传动。
图1绕组的分布参数模型对待该电容的处理主要有两种方法,一是利用,二是补偿。
如果系统需要在变压器端口并联一个电容,正好可以利用分布电容作为该并联电容,不仅解决了分布电容带来的危害,还减少了元器件的数量。
这是最为积极有效的办法。
反之,若在变压器端口并联电容会给系统带来危害,则必须减弱其影响。
主要是通过工艺上的改进和在变压器外部对其进行补偿。
下面通过工程中实例高压直流LCC谐振变换器,详细阐述两种方法的应用。
3LCC主电路原理介绍该电源输入工频220V电源,输出直流电压0~ 10000V,输出最大功率500W。
主电路由两级变换电路组成,前级为Buck降压电路,用以稳压;后级为LCC谐振电路,为开关器件提供零电压开通条件。
变压器次级采用高压硅堆整54流,输出为10kV。
图2 主电路结构通过对LCC 谐振电路的详细分析,由电路工作于主模式的状态轨迹图,推导出其稳态时的解析表达式,根据此解析表达式画出LCC 谐振电路的负载曲线。
最后,根据此曲线设计了实验参数:L r =230L H ,C 1=0.4L F,C 2=0.2L F 。
设计电路稳态时,工作于如下状态:开关频率f s =20kHz,T =50L s,输出功率P o =500W,输出电压V o =10kV 。
高压变压器变比为1Ø100,则变压器初级的电压为100V,I o =5A 。
4 实验波形及结果分析实验中,负载为200k 电阻,输出负载电压为10kV 。
图3a 中,通道1为开关管上的电压波形V CE =2V S ,约为160V,通道2为谐振电感电流波形,峰值约为20A 。
图3b 为谐振电容C 2上的电压波形。
图3c 为输出负载部分电压,等于总电压的1/20。
实测效率约为90%,这主要由于Buck 调压电路开关损耗较大。
图3 实验波形实验波形与理论分析基本一致,输出电压可达到一万伏,系统亦能按设定工作。
但持续工作一段时间后谐振电感L 发热严重,主谐振电流开始不稳定,噪声加大,系统不能正常工作。
鉴于故障总是发生在半小时左右,初步断定故障由L 发热引起。
由图3a 知,流过L 的主谐振电流峰值为20A,比设计值10A 大了一倍。
输出一万伏直流电压在200k 电阻负载上消耗500W 功率没有问题,变压器次级高压滤波整流模块亦无发热现象。
测量变压器初级输入电流峰值约为19A,远超过设计值。
说明问题出在变压器上。
对该1B 100变压器进行空载试验,输入20kHz 交流,发现空载电流极大,且电流超前电压90b ,似乎该变压器带了一个电容负载。
5 分布电容的测量及仿真验证考虑到前述的高频变压器绕组分布参数模型,建立图4所示的高频变压器模型。
图4 高频变压器分布参数模型及简化图中 L 1,L 2初级和次级的漏电感C 1初级绕组等效分布电容C 2次级绕组等效分布电容R 1,R 2初级和次级绕组的电阻T x没有分布参数的理想铁氧体铁心变压器考虑到次级电流很小,R 2,L 2可忽略不计,而初级只有几匝,R 1亦忽略不计。
再将C 2折算到初级后得到图4a 的简化模型(图4b)。
考虑到次级匝数是初级匝数的100倍,且绕制工艺一样,可以得到C 1U 100C 2。
将C 2折算至初级后,有:C 2c =1002C 2=100C 1将图4b 虚线框内的P 型双端口网络等值为T 型双端口网络(图5a)。
又由于T x 励磁电抗很大,励磁电流忽略不计,空载时图5a 可等效为图5b 。
图5b 中串联阻抗Z =1-¢2L 1C 2cj ¢C 2c,因为55¢2L 1C 2c n 1,所以Z U1j ¢C 2c。
给图5b 端口加上20kHz 正弦激励,测量输入电压和电流,可算出:C 2c U 1L F,C 2U 100pF 。
将此分布电容并联到变压器次级端口,用Pspice 仿真软件进行仿真。
其结果(图6a)与不考虑分布电容的仿真结果(图6b)进行比较可以看出:主谐振电流分别为峰值20A 和10A 左右,分别与实验和理论值相符合。
说明上述分布模型以及分布电容的计算是比较准确的。
图5分布参数模型的等效简化图6 仿真波形:依次为输出电压、开关管压降、主谐振电流6 分布电容解决方案解决该分布电容对系统的不利影响,可从两方面着手:¹利用;2º补偿。
考虑到主电路正好需要与该主变压器初级端口并联一个0.2L F 的电容,而由以上分析可知,分布电容折合到初级,相当于在初级并联了一个1L F 左右的电容,因此可去掉原电路中0.2L F 的电容,用1L F 的分布电容代替。
然而1L F 电容比期望的0.2L F 大得多,因此需要进一步采取措施减小分布电容。
这可以从两方面来着手:¹改进变压器的绕制工艺;º用外部并联电感进行补偿。
在多次改进工艺效果不明显的情况下,采用第二种方法。
下面详细介绍补偿法。
在图5a 虚线框左端并联电感L *,得到图7a。
图7 电感补偿电路的分析简化图7a 虚线框内的P 型双端口网络可以等效为图7b 虚线框内的T 型双端口网络。
其中:Z 1U j L 1L *C c 2¢3L *C 2c ¢2-1(1)C *U 1j(L *C 2c ¢2-1)L *¢。
现令C *=0.2L F,得L *=0.08mH ,再将L *代入式(1),并考虑到L 1和C 2c 数量级都是10-6,Z 1相当于是一个相当大的电容,对于20kHz 来说Z 1相当于短路。
因此,可得到图7c 的简化等效电路。
从图7c 可以明显的看出,经过L *补偿以后,原来的变压器相当于漏感加大了一倍,并在初级并联了一个0.2L F 的电容,正好符合主谐振电路的参数要求。
7 实验验证图8示出实验波形。
实验中实际并联电感为0.06mH ,与分析值差0.02mH ,这主要是由测量和对模型的简化造成的误差,但数据基本正确,仍有很56好的指导意义。
图8 用电感补偿分布电容后的实验波形从以上波形可以看出主谐振电流减小到10A 左右。
主谐振电感几乎不再发热,电路能够持续稳定工作。
8 结 论高频高压变压器分布电容不容忽视。
通过利用和补偿两种方法的综合运用能够较好地解决这个问题。
利用及解决好分布参数问题对设计及制作高频高压变压器有重要的理论及实用价值。
参考文献:[1]邵学飞,李威强.浅析高频变压器分布参数的变化趋势[J].电力电子技术,1995,29(1):44~46.[2]张占松,蔡宣三.开关电源原理与设计[M ].北京:电子工业出版社,1998.[3]蔡宣三,等.高频功率电子学[M ].北京:科学出版社,1993.(上接第15页)波形。
由高频变压器次级输出的电压和电流波形可看出,此时变换器输出的视在功率达2kVA以上。