漏感是指没有耦合到磁心或者其他绕组的可测量的电感量.它就像一个独立的电感串入在电路中.它导致开关管关断的时候DS之间出现尖峰.因为它的磁通无法被二次侧绕组匝链.
对于固定的已经制作好的变压器,漏感与以下几个因素有关:
K:绕组系数,正比于漏感,对于简单的一次绕组和二次绕组,取3,如果二次绕组与一次绕组交错绕制,那么,取0.85,这就是为什么推荐三明治绕制方法的原因,漏感下降很多很多,大概到原来的1/3还不到.
Lmt:整根绕线绕在骨架上平均每匝的长度.所以,变压器设计者喜欢选择磁心中柱长的磁心.绕组越宽,漏感就越减小.把绕组的匝数控制在最少的程度,对减小漏感非常有好处.匝数对漏感的影响是二次方的关系.
Nx:绕组的匝数
W:绕组宽度,刚才已经说过了.大家可以拿一个很普通的BOBIN来分析一下.
Tins:绕线绝缘厚度
bW:制作好的变压器所有绕组的厚度.
但是,三明治绕法带来麻烦就是寄生电容增大,效率降低.这些电容是因为统一绕组邻近线圈电位不同引起.开关转换时,这些存储于其中的能量就会用尖峰的形式释放出来的.
关于漏感的若干问题
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这三个帖子中对于漏感的影响做了一些简单的讨论,欢迎各位拍砖,不吝赐教.
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@deep_thought
跟气隙Gap有没有关系呢?
气隙,只在反激变换的时候用作存储能量的.气隙有严格的公式进行计算以及打磨.正激是不需要的.
PFC电感用E型磁心时,需要打磨气隙.
但是使用MPP之类的磁环时,不需要打磨,因为磁环内部是有气隙的,但是文明看不见而已.
至于气隙与漏感,气隙加大了漏感.反激式开关电源变压器为了防止磁饱和,在磁回路中一般都留有气隙,因此漏磁通比较大,即:漏感比较大.因此,顺便说一下,这样产生漏感干扰也特别严重,在实际应用中,一定要用铜箔片在变压器外围进行磁屏蔽.从原理上来说,铜箔片不是导磁材料,对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔片是良导体,交变漏磁通穿过铜箔片的时候会产生涡流,涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,铜箔片也可以起到磁屏蔽的作用.
PFC电感用E型磁心时,需要打磨气隙.
但是使用MPP之类的磁环时,不需要打磨,因为磁环内部是有气隙的,但是文明看不见而已.
至于气隙与漏感,气隙加大了漏感.反激式开关电源变压器为了防止磁饱和,在磁回路中一般都留有气隙,因此漏磁通比较大,即:漏感比较大.因此,顺便说一下,这样产生漏感干扰也特别严重,在实际应用中,一定要用铜箔片在变压器外围进行磁屏蔽.从原理上来说,铜箔片不是导磁材料,对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔片是良导体,交变漏磁通穿过铜箔片的时候会产生涡流,涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,铜箔片也可以起到磁屏蔽的作用.
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@greatcn
气隙,只在反激变换的时候用作存储能量的.气隙有严格的公式进行计算以及打磨.正激是不需要的.PFC电感用E型磁心时,需要打磨气隙.但是使用MPP之类的磁环时,不需要打磨,因为磁环内部是有气隙的,但是文明看不见而已.至于气隙与漏感,气隙加大了漏感.反激式开关电源变压器为了防止磁饱和,在磁回路中一般都留有气隙,因此漏磁通比较大,即:漏感比较大.因此,顺便说一下,这样产生漏感干扰也特别严重,在实际应用中,一定要用铜箔片在变压器外围进行磁屏蔽.从原理上来说,铜箔片不是导磁材料,对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔片是良导体,交变漏磁通穿过铜箔片的时候会产生涡流,涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,铜箔片也可以起到磁屏蔽的作用.
看你这番解释,自己再想想,突然有种茅塞顿开的感觉.想再请教下,对于FLYBACK,分布电容会导致什么器件尖峰的增加?
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@
看你这番解释,自己再想想,突然有种茅塞顿开的感觉.想再请教下,对于FLYBACK,分布电容会导致什么器件尖峰的增加?
E＝00.194V×V/[ln(2s/d)]
仔细品味一下这个公式,这个电容也是在不断充放电的啊,开关关断的时候,原边电流就没有了,开关管开通的时候,副边的电流就没有了,至于负载为什么源源不断的有电流,那是后端电容,续流电感的作用.
这个V,就是电容上的电压,s为绕组间距,d为导线的线径.
这个能量,需要释放,最后之后叠加,所以,尖峰就出来了,而且,绕组之间有很多匝交错在一起,所以,总能量还要乘上交错的所产生的匝间电容的总数,因为大家都差不多,都在存储能量,最后都要释放出来.
从这个公式可以看出来,要想减小匝间分布电容,我们可以通过改变的参数.
仔细品味一下这个公式,这个电容也是在不断充放电的啊,开关关断的时候,原边电流就没有了,开关管开通的时候,副边的电流就没有了,至于负载为什么源源不断的有电流,那是后端电容,续流电感的作用.
这个V,就是电容上的电压,s为绕组间距,d为导线的线径.
这个能量,需要释放,最后之后叠加,所以,尖峰就出来了,而且,绕组之间有很多匝交错在一起,所以,总能量还要乘上交错的所产生的匝间电容的总数,因为大家都差不多,都在存储能量,最后都要释放出来.
从这个公式可以看出来,要想减小匝间分布电容,我们可以通过改变的参数.
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当原来饱和的开关管关断时, 变压器的漏感所产生的反电势eL=-Ldi/dt会使开关管的集-射极之间出现电压上冲.这是因为开关管从Ton转换到Toff时,由于变压器的漏磁通,致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,储藏在漏感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰,与集电极的电流变化率(di/dt)成正比,与漏感量成正比.这种电源电压中断会产生与变压器初级接通时一样的磁化冲击电流瞬变,它是一种传导性电磁干扰,既影响变压器的初级,还会使干扰传导返回配电系统,造成电网谐波电磁干扰,影响其它用电设备的安全和经济运行.
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@kgbc
能否解释一下为什么磁滞损耗会增加?另外,漏感公式里的Lmt如何理解?μo是漏掉了还是隐含了?
是的,省略了.详细的公式,在赵修科老师的开关电源的磁性元器件中的76页中.Lmt为平均每匝的长度.
磁滞损耗机理比较复杂,但是,它正比于磁滞回线包围的面积,频率越高,损耗越大,磁感应摆幅越大,包围的面积越大,损耗也越大.
这里,我需要指出的是,为什么反激的效率难以做的很高.反激的气隙是必须的,但是,它把磁滞回线往右拉偏,也就是避免饱和,即使直流分量很大的时候也可以防止饱和,再者,气隙是存储能量所必须的.磁滞回线往右拉偏的时候,包围的面积也加大了,所以磁滞损耗也加大了.
磁滞损耗机理比较复杂,但是,它正比于磁滞回线包围的面积,频率越高,损耗越大,磁感应摆幅越大,包围的面积越大,损耗也越大.
这里,我需要指出的是,为什么反激的效率难以做的很高.反激的气隙是必须的,但是,它把磁滞回线往右拉偏,也就是避免饱和,即使直流分量很大的时候也可以防止饱和,再者,气隙是存储能量所必须的.磁滞回线往右拉偏的时候,包围的面积也加大了,所以磁滞损耗也加大了.
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@greatcn
当原来饱和的开关管关断时,变压器的漏感所产生的反电势eL=-Ldi/dt会使开关管的集-射极之间出现电压上冲.这是因为开关管从Ton转换到Toff时,由于变压器的漏磁通,致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈,储藏在漏感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡,叠加在关断电压上,形成关断电压尖峰,与集电极的电流变化率(di/dt)成正比,与漏感量成正比.这种电源电压中断会产生与变压器初级接通时一样的磁化冲击电流瞬变,它是一种传导性电磁干扰,既影响变压器的初级,还会使干扰传导返回配电系统,造成电网谐波电磁干扰,影响其它用电设备的安全和经济运行.
那我就用无损吸收,当下次开关管导通时再传输到二次线圈.
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@asm
那我就用无损吸收,当下次开关管导通时再传输到二次线圈.
1)若C值较大,C上电压缓慢上升,副边反激过冲小,变压器能量不能迅速传递到副边;
2)若C值特别大,电压峰值小于副边反射电压,则钳位电容上电压将一直保持在副边反射电压附近,即钳位电阻变为死负载,一直在消耗磁芯能量;
3)若RC值太小,C上电压很快会降到副边反射电压,故在开关管开通前,钳位电阻只将成为反激变换器的死负载,消耗变压器的能量,降低效率.
4)如果RC值取得比较合适,使到开关管开通时,C上电压放到接近副边反射电压,到下次导通时,C上能量恰好可以释放完,这种情况钳位效果较好,但电容峰值电压大,器件应力高.
第2)和第3)种方式是不允许的,而第1)种方式电压变化缓慢,能量不能被迅速传递,第4)种方式电压峰值大,器件应力大.可折衷处理,在第4)种方式基础上增大电容,降低电压峰值,同时调节R,,使到开关管开通时,C上电压放到接近副边反射电压,之后RC继续放电至开关管下次开通.
2)若C值特别大,电压峰值小于副边反射电压,则钳位电容上电压将一直保持在副边反射电压附近,即钳位电阻变为死负载,一直在消耗磁芯能量;
3)若RC值太小,C上电压很快会降到副边反射电压,故在开关管开通前,钳位电阻只将成为反激变换器的死负载,消耗变压器的能量,降低效率.
4)如果RC值取得比较合适,使到开关管开通时,C上电压放到接近副边反射电压,到下次导通时,C上能量恰好可以释放完,这种情况钳位效果较好,但电容峰值电压大,器件应力高.
第2)和第3)种方式是不允许的,而第1)种方式电压变化缓慢,能量不能被迅速传递,第4)种方式电压峰值大,器件应力大.可折衷处理,在第4)种方式基础上增大电容,降低电压峰值,同时调节R,,使到开关管开通时,C上电压放到接近副边反射电压,之后RC继续放电至开关管下次开通.
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@greatcn
是的,省略了.详细的公式,在赵修科老师的开关电源的磁性元器件中的76页中.Lmt为平均每匝的长度.磁滞损耗机理比较复杂,但是,它正比于磁滞回线包围的面积,频率越高,损耗越大,磁感应摆幅越大,包围的面积越大,损耗也越大.这里,我需要指出的是,为什么反激的效率难以做的很高.反激的气隙是必须的,但是,它把磁滞回线往右拉偏,也就是避免饱和,即使直流分量很大的时候也可以防止饱和,再者,气隙是存储能量所必须的.磁滞回线往右拉偏的时候,包围的面积也加大了,所以磁滞损耗也加大了.
那公式是Marty Brown书上的, K已是包含磁导率和结构系数,理论分析K=3.2和0.84,分别对应简单和三明治绕法.
有gap的 B-H loop 虽被拉偏, 但面积不见得会增大,磁滞损耗应该基本不变吧.
有gap的 B-H loop 虽被拉偏, 但面积不见得会增大,磁滞损耗应该基本不变吧.
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