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变压器的寄生参数及其影响

 共同成长888 2015-05-25

变压器的寄生参数及其影响 

  开关电源理想变压器和实际变压器,他们的区别在于理想变压器不存储任何能量——所有的能量瞬时由输入传输到输出。实际上,所有实际变压器都存储一些不希望的能量:

  1、漏感能量表示线圈间不耦合磁通经过的空间存储的能量。在等效电路中,漏感与理想变压器激励线圈串联,其存储的能量与线圈电流的平方成正比。

  2、激磁电感(互感)能量表示有限磁导率的磁芯中和两半磁芯结合处气隙储存的能量。在等效电路中,激磁电感与理想变压器初级线圈(负载)并联。储存的能量与加到线圈上每匝伏特有关,与负载电流无关。

  漏感阻止开关和整流器电流的瞬态变化,随着负载电流的增加而加剧,使得输出的外特性变软。在多路输出只调节一路输出时,因存在初级漏感,其他开环输出的稳压性能变差。互感和漏感能量在开关转换瞬时引起电压尖峰,是EMI的主要来源。为防止电压尖峰造成功率开关与整流器的损坏,电路中采用缓冲或嵌位电路抑制电压尖峰。缓冲和嵌位电路虽然能抑制尖峰电压,为了可靠,还需选择高压定额的器件;如果缓冲和嵌位电路损耗过大,还必须应用更复杂的无损缓冲电路回收能量。即使这样,缓冲电路中元件不是无损的,环流损失相当多的能量。总之,漏感和激磁电感降低变换器的效率。因此,开关电源通常在设计变压器时,应尽量减少变压器的漏感。

  有些电路利用漏感和互感能量获得零电压转换(ZVT),但在轻载时漏感能量很小;而互感大小较难控制,主要通过选用合适的磁芯材料(u)和控制两半磁芯装配气隙大小控制激磁电感。

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