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【原创】变压器绕制工艺 (第三季--变压器分布电容)

  • 2010-09-07 10:08
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    电源效率讨论系列三:变压器绕制工艺

    变压器绕制工艺 (第二季--驱动变压器)

    变压器绕组绕在磁芯骨架上,特别是饶组的层数较多时,不可避免的会产生分布电容,由于变压器工作在高频状态下,那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响,如引起波形产生振荡,EMC变差,变压器发热等

    所以,我们很有必要对变压器的分布电容狠狠的研究一把,下面我们就对这个分布电容来展开讨论

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • 心中有冰

    LV.1

    2010-09-07 10:19

    @

    哈哈,自己来占个沙发

    分布电容既然有危害,那么我们就要设法减小这个分布电容的影响,首先我们来分析下分布电容的组成

    变压器的分布电容主要分为4个部分:绕组匝间电容,层间电容,绕组电容,杂散电容,下面我们来分别介绍

     

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  • fly

    LV.1

    2010-09-07 10:37

    @

    冰版真乃神人啊~!!!

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  • 心中有冰

    LV.1

    2010-09-07 10:55

    @心中有冰

    哈哈,自己来占个沙发

    分布电容既然有危害,那么我们就要设法减小这个分布电容的影响,首先我们来分析下分布电容的组成

    变压器的分布电容主要分为4个部分:绕组匝间电容,层间电容,绕组电容,杂散电容,下面我们来分别介绍

     

    首先讲讲绕组匝间电容

    我们知道电容的基本构成就是两块极板,当两块极板加上适当的电压时,极板之间就会产生电场,并储存电荷

    那么,我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢?答案是可以的,这个电容就是绕组匝间电容。

    以变压器初级绕组为例,当直流母线电压加在绕组两端时,各绕组将平均分配电压,每匝电压为Vbus/N,也就是说每匝之间的电压差也是Vbus/N。当初级MOS管开关时,此电压差将对这个匝间电容反复的充放电,特别是大功率电源,由于初级匝数少,每匝分配的电压高,那么这个影响就更严重。

    但总的来说,匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说,几乎可以忽略

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  • 心中有冰

    LV.1

    2010-09-07 10:56

    @fly

    冰版真乃神人啊~!!!

    兄弟过誉了,俺这是雕虫小技,不值一提。
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  • 心中有冰

    LV.1

    2010-09-07 11:13

    @心中有冰

    首先讲讲绕组匝间电容

    我们知道电容的基本构成就是两块极板,当两块极板加上适当的电压时,极板之间就会产生电场,并储存电荷

    那么,我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢?答案是可以的,这个电容就是绕组匝间电容。

    以变压器初级绕组为例,当直流母线电压加在绕组两端时,各绕组将平均分配电压,每匝电压为Vbus/N,也就是说每匝之间的电压差也是Vbus/N。当初级MOS管开关时,此电压差将对这个匝间电容反复的充放电,特别是大功率电源,由于初级匝数少,每匝分配的电压高,那么这个影响就更严重。

    但总的来说,匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说,几乎可以忽略

    要减小这个电容的影响,我们可以从电容的定义式中找到答案:

    C=εS/4πkd

    其中  C:绕组匝间电容量

             ε:介电常数,由两极板之间介质决定
             S:极板正对面积

             k:静电力常量

             d:极板间的距离

    从上式我们可以看出,可以选用介电常数较低的漆包线来减小匝间电容,也可以增大绕组的距离来减小匝间电容,如采用三重绝缘线。

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  • 心中有冰

    LV.1

    2010-09-07 11:14

    @心中有冰

    首先讲讲绕组匝间电容

    我们知道电容的基本构成就是两块极板,当两块极板加上适当的电压时,极板之间就会产生电场,并储存电荷

    那么,我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢?答案是可以的,这个电容就是绕组匝间电容。

    以变压器初级绕组为例,当直流母线电压加在绕组两端时,各绕组将平均分配电压,每匝电压为Vbus/N,也就是说每匝之间的电压差也是Vbus/N。当初级MOS管开关时,此电压差将对这个匝间电容反复的充放电,特别是大功率电源,由于初级匝数少,每匝分配的电压高,那么这个影响就更严重。

    但总的来说,匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说,几乎可以忽略

    大家可以思考下,为什么说这个匝间电容的影响基本可以忽略?
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  • 微龍出湖

    LV.1

    2010-09-07 11:25

    @心中有冰

    兄弟过誉了,俺这是雕虫小技,不值一提。
    繼續呀,我在看呢。
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  • MYLAPLACE

    LV.1

    2010-09-07 11:39

    @心中有冰

    大家可以思考下,为什么说这个匝间电容的影响基本可以忽略?

    关注中。。。

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  • kevin04021101

    LV.1

    2010-09-07 12:59

    @心中有冰

    大家可以思考下,为什么说这个匝间电容的影响基本可以忽略?

    不好意思,我觉得这个电容不一定可以忽略,d比较小(对于升压变压器,应该是次级匝数很多,保持一定的励磁电感时),所以我觉得反而不可以忽略。如果可以忽略的话,也只能从能量角度考虑。因为相邻的两圈之间,电压差小,所以电容储能小。另外就是匝数多时,这些匝间分布电容是串联关系,所以分布电容小了。

     另外问一下,心中有冰老师 ,怎么考虑 ,初次级之间的电容;还有初次级对铁心的电容(主要是铁心电位不确定,可能接地,也可能隔离)


    关键词:电压  电容

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  • 心中有冰

    LV.1

    2010-09-07 14:06

    @kevin04021101

    不好意思,我觉得这个电容不一定可以忽略,d比较小(对于升压变压器,应该是次级匝数很多,保持一定的励磁电感时),所以我觉得反而不可以忽略。如果可以忽略的话,也只能从能量角度考虑。因为相邻的两圈之间,电压差小,所以电容储能小。另外就是匝数多时,这些匝间分布电容是串联关系,所以分布电容小了。

     另外问一下,心中有冰老师 ,怎么考虑 ,初次级之间的电容;还有初次级对铁心的电容(主要是铁心电位不确定,可能接地,也可能隔离)


    关键词:电压  电容

    楼上的说得很到位,主要是电容是串联关系,导致最后的等效电容容量很小,所以可以忽略其影响

    你的问题我在后面会讲到,这不是刚讲了第一种吗?

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