下面言归正传,讨论一下那些因素导致 RCD 计算的结果和实际的数值差别很大。
(一)漏感
我们在 老梁头 的例子中看到,计算的电阻值与实际得到的参数相差有几倍之多。如果相差百分之五十,那么在工程设计中还是有参考价值的。但是差出几倍的话,可以说计算的意义已经不大了。fairchild 的公式推导中,做了一些近似,而且把所有的元件都当成是理想元件。这其中不可避免的会引入一些误差。但本人在实验中发现这些还不是最主要的原因,影响最大的是漏感测量的误差造成的。
经常听到一些网友讲 - 测到的变压器漏感很大,尤其是小变压器。有的达到10%,还有人讲大到100% 的。shirizheng 有个帖子 漏感比感量还大!! 。看标题就知道内容了。 我们知道初级线圈的漏感是 MOSFET 两端尖峰产生来源,漏感的大小直接影响到 RCD 吸收线路的参数。如果漏感多出几倍,那么Rsn的数值也肯定会差很远。 所以漏感的准确测量是非常重要的。有人(包括某些专家)说变压器的漏感通常在1-5%之间,所以可以估计个数值,用来计算 RCD。个人觉得这种说法不太靠谱 ~ 如果实际的漏感是 5%,而你用 2% 去计算。结果不是要差出两倍吗
为什么小个子的变压器的漏感测出来会很大呢? 其原因是变压器的每个绕组都有铜线内阻R存在。变压器越小,圈数越多,铜线上的电阻也就越大。 而测试电感的 RCL Meter在测试的时候并不知道有铜线内阻的存在,而是把线圈当做纯电感来测量。 我这里把变压器线圈简单的等效成一个电感与一个电阻的串联 (实际的等效电路要复杂很多)
正常的情况下,圈数越多铜线内阻越大,电感量也越大。电感的感抗比内阻大的多,所以铜线的内阻对电感的测量影响不大。 但测漏感的时候情况就不一样了。这时候漏感只有线圈感量的 1 - 5%,而铜线内阻还是那么大。对于小变压器来说,铜线的电阻甚至比漏感的感抗还要大。测出的漏感的误差就可想而知了 ~
下面看一个实际的例子:
一个EE16的反激变压器, 初级绕了一、二百圈。感量3.0mH, 铜线内阻 3.3 Ω。 下面的表格显示了在不同频率下,初级绕组感抗 Zl 与铜线内阻的对比。可以看出当测试频率高于 1KHz 时,初级绕组的感抗都要比内阻大很多 。所以电感的测量误差很小。
假设漏感是初级感量的 3%,也就是90uH,再看看漏感感量和铜线内阻的对照。不难发现当频率在10KHz的时候,感抗比铜线内阻也大不了几倍。这时候测量出的漏感还是有较大的误差。
我们通常用的 RCL 测试仪, 有的测试频率能够达到 10KHz 或更高。也有的测试仪频率只有120Hz 和 1kHz 两种,我手上的巧好是后者。用 1KHz测量这个EE16变压器的漏感是 267uH,也就是差不多 9% 的初级感量。问过变压器的供应商,被告知如果用10KHz的频率测量,漏感大概是5-6% 的样子。各位的经验差不多是这样吧 ~
如果用120Hz的频率来测,漏感能有多少呢? 实测的漏感有 80%还多。看来 shirizheng 测出的比感量还要大的漏感,应该是用120Hz的频率测的 ~