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【讨论】如何得到变压器的分布参数?

我们知道,实际的变压器不是理想元件。初级和次级之间存在漏感、初级与次级分别存在分布电容、初级与次级之间也有分布电容。这些分布参数,在大多数情况下,对电路的影响是不利的,会在开关管或二极管上产生电压尖峰或电流尖峰。而在有的变换器中,我们可以利用分布参数,来实现某种功能。例如LLC变换器、移相全桥等。

那么,不管是要利用还是要抑制分布参数造成的影响,我们首先就必须准确知道这些分布参数的数值,有了分布参数,我们才可能把变压器的模型建立起来。对于一个已经做好了的变压器,我们如何测量它的各项分布参数呢?

这是一个非理想变压器的等效模型:

 

在图中,Cp是初级绕组的分布电容、Llkp是初级漏感、Lm是励磁电感、T是一个理想变压器、Llks是次级漏感,Cs是次级绕组分布电容。图中没有标识初、次级间的分布电容。

假如我们把次级的分布参数,按照匝比关系进行换算,折算到理想变压器T的初级去。然后把理想变压器删掉。上图可以等效为这样:

 

那么接下来,我们应该怎么样测量这些参数呢?欢迎朋友们各抒己见,不吝赐教!

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st.you
LV.9
2
2011-01-14 11:26
能不能通过谐振频率跟已知的电感量换算?
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hk2007
LV.8
3
2011-01-14 11:27

现在只能测个漏感、电感,想知道寄生电容怎么量测?

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hk2007
LV.8
4
2011-01-14 11:29
@st.you
能不能通过谐振频率跟已知的电感量换算?
这样可以大致计算总的寄生电容,但其中包含了元件如mos等的结电容
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2011-01-14 11:44

先来说说测漏感。

我们测到的漏感到底是什么?

测漏感的方法通常是,短路次级,测量初级的电感。那么从上面的图中,我们可以知道,我们测到的漏感是:Llkp+Lm||Llks,||表示并联。由于对大多数变压器而言,Lm的数值远大于Llks,所以Lm||Llks基本就是Llks。所以我们测到的漏感是Llkp+Llks

但是对于Lm数值比较小的情况呢?这样是不是存在比较大的误差?

甚至,对于LLC这种利用初级漏感进行谐振的变换器,初级漏感和次级漏感对电路工作原理的影响是不一样的。还能这么进行漏感的合并与计算吗?

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2011-01-14 12:14
进来听“好”版讲课。
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2011-01-14 12:22
@GreenEnergy
进来听“好”版讲课。
一起参与讨论吧。我也有很多地方需要大家给我上课呀!
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2011-01-14 12:28
@让你记得我的好
一起参与讨论吧。我也有很多地方需要大家给我上课呀!

“好”版的认真精神值得大家学习!

但对5楼的观点我还不敢完全认同,想先听版主讲下去,过后我再说说自己的观点。

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2011-01-14 12:32
@GreenEnergy
“好”版的认真精神值得大家学习!但对5楼的观点我还不敢完全认同,想先听版主讲下去,过后我再说说自己的观点。

不认同没关系,说说吧,我参考参考。

这里不是讲课,是讨论。

这个问题我也一直在思考,所以需要大家的帮助。

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2011-01-14 12:40

而我们测量变压器的初级电感时,测到的又是什么呢?

测量初级电感,就是次级开路,测量初级侧的电感。

从图中可以看出,如果不考虑分布电容,我们测量到的初级电感,其实是初级漏感与励磁电感之和。

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2011-01-14 12:41
@GreenEnergy
“好”版的认真精神值得大家学习!但对5楼的观点我还不敢完全认同,想先听版主讲下去,过后我再说说自己的观点。
希望能在讨论的过程中,让我们大家都能学到知识,学到正确的方法。
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GreenEnergy
LV.7
12
2011-01-14 12:54
@让你记得我的好
而我们测量变压器的初级电感时,测到的又是什么呢?测量初级电感,就是次级开路,测量初级侧的电感。从图中可以看出,如果不考虑分布电容,我们测量到的初级电感,其实是初级漏感与励磁电感之和。
对5楼、10楼的数量关系(如:我们测量到的初级电感,其实是初级漏感与励磁电感之和)我不这样理解!
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2011-01-14 14:49
@GreenEnergy
对5楼、10楼的数量关系(如:我们测量到的初级电感,其实是初级漏感与励磁电感之和)我不这样理解!
那么请说说你的理解。
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GreenEnergy
LV.7
14
2011-01-14 18:05
@让你记得我的好
那么请说说你的理解。
你所指的“初级电感”是在副边开路时测得的对不?
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2011-01-14 18:08
@GreenEnergy
你所指的“初级电感”是在副边开路时测得的对不?
是的。
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GreenEnergy
LV.7
16
2011-01-14 18:16
@让你记得我的好
是的。

那励磁电感呢?

短路副边测得的原边电感量是否就是原边的漏感?

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2011-01-14 18:20
@GreenEnergy
那励磁电感呢?短路副边测得的原边电感量是否就是原边的漏感?

不是。

第5帖已经说了。

不过,这里有个概念需要澄清一下。你所说的原边漏感,究竟是原边测量时候得到的表观上的漏感数据? 还是我在图中画的那个Llkp?

这二者是不一样的。

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GreenEnergy
LV.7
18
2011-01-14 18:31
@让你记得我的好
不是。第5帖已经说了。不过,这里有个概念需要澄清一下。你所说的原边漏感,究竟是原边测量时候得到的表观上的漏感数据?还是我在图中画的那个Llkp?这二者是不一样的。

对了。

不过你5楼是否少了一项参数?还是在说Np/Ns=1:1的变压器?

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2011-01-14 18:34
@GreenEnergy
[图片]对了。不过你5楼是否少了一项参数?还是在说Np/Ns=1:1的变压器?

看我第一帖里说的,我已经把次级的分布参数,按照变压器的匝比关系进行了折算,并把等效的理想变压器删掉了。

不明白你说的5楼少了什么参数?

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GreenEnergy
LV.7
20
2011-01-14 18:57
@让你记得我的好
看我第一帖里说的,我已经把次级的分布参数,按照变压器的匝比关系进行了折算,并把等效的理想变压器删掉了。不明白你说的5楼少了什么参数?
(Llkp+Llks )中的Llks少了个n(匝比)关系。如已按照变压器的匝比关系进行了折算,就另当别论。但好像你并没具体说明是如何折算的。
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2011-01-14 18:58
@GreenEnergy
(Llkp+Llks)中的Llks少了个n(匝比)关系。如已按照变压器的匝比关系进行了折算,就另当别论。但好像你并没具体说明是如何折算的。
貌似这个折算没有什么困难的吧?难道这个折算里面,还有很多秘密?
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GreenEnergy
LV.7
22
2011-01-14 19:08
@让你记得我的好
貌似这个折算没有什么困难的吧?难道这个折算里面,还有很多秘密?

习惯问题。

短路副边测得的原边电感量我习惯用 LK1p+n^2*LK1s (n为匝比)去理解。

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2011-01-14 19:10
@GreenEnergy
习惯问题。短路副边测得的原边电感量我习惯用LK1p+n^2*LK1s(n为匝比)去理解。

嗯,这样我就放心了。是我们表达上的兼容性问题。

我在这里没有把折算的因子放进去的原因,是想尽量把表达式写的简单一些。突出主题的主要目的——变压器的模型与分布参数。

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hk2007
LV.8
24
2011-01-14 22:26
@让你记得我的好
嗯,这样我就放心了。是我们表达上的兼容性问题。[图片]我在这里没有把折算的因子放进去的原因,是想尽量把表达式写的简单一些。突出主题的主要目的——变压器的模型与分布参数。

真相越变越明,以前在资料上也见过类似公式。但有个疑问:漏感不是不能耦合么,为何计算时还要考虑个折算关系?

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cheng111
LV.11
25
2011-01-15 08:54
@让你记得我的好
希望能在讨论的过程中,让我们大家都能学到知识,学到正确的方法。
听好版讲课....经典话题。
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2011-01-15 10:36
@hk2007
真相越变越明,以前在资料上也见过类似公式。但有个疑问:漏感不是不能耦合么,为何计算时还要考虑个折算关系?

漏感不能耦合,是指它表现出来的特性不是互感,不具备互感耦合传递能量的能力。

但是漏感可以被等效为一个元件,这个元件可以在一个变压器的两边,按照匝比的平方关系进行折算的。

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hk2007
LV.8
27
2011-01-15 10:38
@让你记得我的好
漏感不能耦合,是指它表现出来的特性不是互感,不具备互感耦合传递能量的能力。但是漏感可以被等效为一个元件,这个元件可以在一个变压器的两边,按照匝比的平方关系进行折算的。
明白了,多谢好版!
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swyxxbb
LV.4
28
2011-01-15 15:27
请教一下,如果变压器的励磁电感比较小,对变压器的性能有什么影响?
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2011-01-15 16:26
@swyxxbb
请教一下,如果变压器的励磁电感比较小,对变压器的性能有什么影响?
励磁电感小,励磁电流就大。励磁电流大,MOS和变压器损耗就会大。但有时候,为了实现某种目的,我们会人为的把励磁电感减小一些。例如LLC。
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2011-01-15 16:43
@让你记得我的好
先来说说测漏感。我们测到的漏感到底是什么?测漏感的方法通常是,短路次级,测量初级的电感。那么从上面的图中,我们可以知道,我们测到的漏感是:Llkp+Lm||Llks,||表示并联。由于对大多数变压器而言,Lm的数值远大于Llks,所以Lm||Llks基本就是Llks。所以我们测到的漏感是Llkp+Llks。但是对于Lm数值比较小的情况呢?这样是不是存在比较大的误差?甚至,对于LLC这种利用初级漏感进行谐振的变换器,初级漏感和次级漏感对电路工作原理的影响是不一样的。还能这么进行漏感的合并与计算吗?

如果漏感较大,漏感+励磁电感是不是就容易和电容发生llc谐振?两个谐振频率比较接近嘛

漏感较大的话,按普通副边短路测原边电感的办法测得的数据是不是就是参与谐振的原边漏感呢?

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GreenEnergy
LV.7
31
2011-01-15 22:22
@让你记得我的好
而我们测量变压器的初级电感时,测到的又是什么呢?测量初级电感,就是次级开路,测量初级侧的电感。从图中可以看出,如果不考虑分布电容,我们测量到的初级电感,其实是初级漏感与励磁电感之和。

再回过头来说说:次级开路,测量初级侧的电感就是初级漏感与励磁电感之和 这个问题。

1. 这里得先搞清楚什么是 初级漏感 这个概念...当然前几帖已说过了,短路次级测得的初级

电感并不是真正概念上的初级漏感。

2. 次级开路测到的初级电感值,包不包括 初级漏感 ? 

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