高频变压器漏感的控制秘诀

开发研究高频变压器设计时的漏电感和分布电容的探究广东省东莞市大忠电子有限公司曹洪武摘要：电源、家电、通讯等使用的高频变压器,通常需要控制漏电感、分布电容等电性参数。

设计时，为了降低成本，选择常规材料是首选;为了有竞争力也会选用常规结构，这样可以省工时。

但随着技术的提升，终端产品要求的提高,对相应的零部件等的要求也提高了，因此元器件也随着终端产品的要求而提高。

高频变压器的技术也在提高，变压器的参数达到更好地配合终端产品，除了材料方便的选择，还有结构方面也可以调整,配合达到终端产品的要求。

本文对高频变压器设计时的漏电感和分布电容展开了研究,具有一定的参考借鉴价值。

关键词:变压器;漏电感;分布电容0 引言设计变压器时候，需要综合考虑材料、性能、结构和成本等要素，以充分满足其性能。

但变压器的漏电感与分布电容不容易同时满足,一般情况漏电感减小，那么分布电容就会上升，而分布电容减小,那么漏电感就会上升。

因此，在设计变压器时，针对不同的变压器，选择不同的材料,也要选择不同的结构，这样选择才能更好达到性能要求，更适合终端使用。

(1) 漏电感是变压器中一次绕线与二次绕线的耦合系 数。

数值较小时，构成变压器的绕线的一部分不会有变压作用，而是与Choke Coil有等效成分所产生的。

若一次绕线与二次绕线完全耦合（耦合系数k=l)为理想的变压器时，漏电感数值为零。

但一般变压器的耦合系数多为1以下，因为未完全耦合，所以绕线的一部分才会有电感的功能。

(2)分布电容是指由非电容形态形成的一种分布参数。

带电电缆、变压器对地都有一定的分布电容，而分布电容大小取决于电缆的几何尺寸、电缆的长度和绝缘材料等，它由2个存在压差而又相互绝缘的导体所构成。

1变压器中有漏电感和分布电容一般在变压器中存在不少于2个绕组，由定义可以看出变压器中存在着2个参数，就是漏电感和分布电容。

变压器初级与次级至少各1个绕组,有的变压器初级与次级超过2个绕组以上，因此变压器中就存在了漏电感和分布电容。

减小开关变压器漏感的方法
开关变压器漏感是指变压器在工作时，由于电磁感应作用而产生的漏磁通量，在传输过程中会有一定的损耗和浪费。

如果能够减小开关变压器的漏感，就能提高变压器的效率，降低能耗。

以下是减小开关变压器漏感的方法：
1. 采用高磁导材料：高磁导材料可以有效地提高变压器的磁通量，从而减小漏感。

常用的高磁导材料有铁素体材料和铁氧体材料。

2. 使用磁屏蔽：在变压器的绕组周围加上磁屏蔽，可以防止漏磁通量的泄漏，从而降低漏感。

常用的磁屏蔽材料有镍铁合金和铁氧体材料。

3. 优化绕组结构：通过设计优化绕组结构，可以减小漏感。

例如，采用交错绕组、漏磁补偿绕组等方式都可以减小漏感。

4. 采用磁芯的预紧设计：在变压器的磁芯上采用预紧设计，可以减小磁芯的振动和噪音，从而降低漏感。

5. 采用新型材料：近年来，一些新型材料的出现，如纳米晶铁芯、非晶合金等，具有良好的磁导率和磁饱和度，可以有效地减小漏感。

总之，减小开关变压器漏感是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。

通过上述方法的应用，可以有效地降低漏感，提高变压器的效率和性能。

高频变压器之漏感篇
近些年，这些厂家（驱动电源，LED灯，手机充电器，音响等等）对高频变压器的要求越来越高，漏电感是其中之一，高端的高频变压器是他们的首选。

今天由三芯小编为您详细讲解高频变压的漏电感高频变压漏电感定义：
变压器的漏感是指线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈，因此产生漏磁的电感称为漏感。

高频变压器漏电感产生的原因：
漏感的产生是由于某些初级（次级）磁通没有通过磁芯耦合到次级（初级），而是通过空气闭合返回到初级（次级）。

影响高频变压器漏电感的因素：
1变压器磁的绕法工艺；
2.变压器磁芯的质量；
3.变压器磁材的气隙，越大的话，漏感越大；
4.变压器绕组宽度和匝数，对漏感也有些影响。

5.工作频率越高，相对漏感越小。

减少高频变压器漏感的主要方法：
1每一组绕组都要绕紧，并且要分布平均
2引出线的地方要中规中矩，尽量成直角，紧贴骨架壁
3未能绕满一层的要平均疏绕满一层
4绝缘层尽量减少，满足耐压要求及可
5如空间有余，可考虑加长型的骨架，尽量减少厚度
6推荐三明治绕制方法（二次绕组与一次绕组交错绕制）,漏感下降很多很多,大概到原来的1/3还不到。

漏感的测量：
测量漏感的一般方法是将次级（初级）绕组短路，测量初级（次级）绕组的电感，所得的电感值就是初级（次级）到次级（初级）的漏感。

变压器的漏感
变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能完全通过次级线圈，因此产生漏磁的电感称为漏感。

高频变压器的漏感可以理解为变压器本身的损耗，因为变压器的能量交换不可能达到100%，总会有一部分损耗。

变压器的漏感与初次级绕组的相对位置（绕制结构）、磁芯（磁路）的形状、磁芯的导磁率等因素有关。

高频变压器减小漏感最简单的方法是采用三明治绕制方法，漏感会下降很多。

把次级绕组短路，然后测试初级的电感量，就是漏感。

次级开路测试原边的为励磁电感。

用示波器测初级开关管两端的电压波形，很直观的看到漏感的带来的震荡（频率，幅度等）；如果是三相变压器，漏感会有相漏感和线漏感之分，这是要以电抗分量为准。

减少漏感主要还是在绕线圈的工艺上比如初次级采用分层交叉绕等方式，另外减少初次级线圈匝数也可以减少漏感，比如采用多变压器初级并联次级串连等方式代替单变压器等方法。

为了减小高频干式变压器漏感时，可采取以下措施：
1、减小初级绕组的匝数 NP ；
2、减小各绕组之间的绝缘层；
3、增加绕组的高、宽比；
4、增加绕组之间的耦合程度；
5、增大绕组的宽度。

例如：选EE型磁芯.。

减小变压器漏感的方法
嘿，你问减小变压器漏感的方法啊？这事儿还挺有讲究呢。

首先呢，从设计上就得下功夫。

在设计变压器的时候，可以采用一些特殊的结构，比如说把绕组绕得更紧密些。

就像你把绳子绕得紧一点，占的空间就小了，漏感也就可能会小一点。

还有啊，可以增加绕组的层数，但是每层不能太厚，这样也能减少漏感。

就跟你叠被子似的，多叠几层薄的，总比叠一层厚的要整齐些，漏感也就少些。

然后呢，选择好的材料也很重要哦。

用导磁性能好的铁芯材料，这样磁场就能更好地集中在铁芯里，漏出去的就少了。

就好像你用个好的篮子装东西，不容易漏出来一样。

还有绕组的导线也得选质量好的，导电性能好，电阻小，也能减少漏感。

接着呢，在制作工艺上也不能马虎。

绕组要绕得整齐，不能有乱绕的地方。

就像你整理衣服，叠得整整齐齐的，看着就舒服，漏感也会小。

还有铁芯的装配也要紧密，不能有缝隙，不然磁场就容易从缝隙里漏出去。

我给你讲个事儿吧。

我有个朋友在工厂里负责变压器生产。

他们之前生产的变压器漏感有点大，影响了性能。

后来
他们就从设计、材料和工艺这几个方面入手，进行改进。

设计的时候更加精细，选了更好的材料，制作的时候也严格要求工人把绕组绕整齐，铁芯装配紧密。

经过一番努力，新生产出来的变压器漏感明显减小了，性能也大大提高了。

工厂的效益也越来越好。

所以啊，减小变压器漏感得从多个方面入手，设计、材料、工艺都不能马虎。

这样才能做出性能好的变压器。

加油吧！。

微科普高频电源变压器的三明治绕法简析
在电源变压器的设计和制作过程中，工程师们往往需要依据不同的设计要求来选择相应的绕制方式，尤其对高频电源变压器而言，更是需要谨慎对待。

在今天的微科普中，我们将会为大家简单介绍两种高频电源变压器的三明治绕法，这两种绕法相对而言比较简单，对新人来说比较容易掌握，下面就让我们一起来看看吧。

 三明治绕法在电源变压器的制作过程中是一种比较常见的基础绕法，跟三明治的做法一样，这种绕法就是在绕制时遵循两层夹一层的原则来制作的。

高频变压器三明治绕法可以减少变压器的漏感，而减少漏感带来的好处是电压尖峰会降低，使MOSFET的电压应力降低，还可以改善EMI。

由于在初级中间加入了一个次级绕组，变压器初级的层间电容也就相应的得到了减少，寄生振荡也就随之降低。

由此可见这种绕法的好处还是挺多的。

由于被夹在中间的绕组不同，三明治又分为两种绕法，即初级夹次级，次级夹初级。

下面我们来分别介绍。

 首先我们来看第一种常见的高频电源变压器绕法，即初级夹次级的绕法。

这种绕法在平时的实际操作过程中也被叫做初级平均绕法，其绕法的演示图如下图图1所示。

 图1
 在使用这种初级平均绕法进行电源变压器的绕制时，其具体绕制过程如上图图1所展示的样子，操作顺序为Np/2-Ns-Np/2-Nb。

在实际使用时，采用初级平均绕法有量大的优点这样有利于初次级的耦合，减少漏感。

同时，采用这一绕法还有利于绕线的平整度。

最后一个好处是，供电绕组电压变化受次。

Vol. 25 No. 4Apr. 2021第25卷第4期2021年4月电机与控制学报 Electric Machines and Control高频变压器漏电感简化计算方法叶志军谭错佳S 于旺J 林晓明J 罗继亮J 胡特'（1.华侨大学信息科学与工程学院，福建厦门361021 ；2.国网株洲供电公司，湖南株洲412000；3.湖南联众科技有限公司，湖南娄底417000）摘要：绕组高频效应使高频变压器漏感参数具有复杂的频变特性。

但传统算法并未考虑漏磁的 频变特性导致计算精度较差，而现代计算方法单纯地套用Dowell 公式，并且没有考虑不同绕组结 构的漏磁分布特性，导致公式通用性较低，在实际工程中难以使用。

本文在对高频变压器实际漏磁 分布模型分析的基础上，提出一种高频漏磁分布等效变换模型，并基于磁链分割理论，提出了一种 考虑频变特性和绕组结构的漏感简化计算方法。

新方法与其他方法相比较具有更高的计算精度和 更简便的结论公式，更方便在实际工程中使用。

然后设计制作了一台高频隔离变压器实验样机模 型，并通过仿真实验和实物测量验证了该方法的正确性和有效性。

关键词：高频变压器；漏感计算；等效变换;磁链法；频变特性；绕组结构DOI ：10. 15938/j. emc.2021.04.012 中图分类号:TM 433 文献标志码:A文章编号：1007-449X （2021）04-0096-09SimpliHed calculation method for leakage inductance ofhigh frequency transformersYE Zhi-jun 1 , TAN Kai-jia 2, YU Wang 1 , LIN Xiao-ming 1 , LUO Ji-liang 1 , HU Te 3（1. College of Information Science and Engineering, Huaqiao University , Xiamen 361021, China ； 2. State Grid ZhuzhouElectric Power Co. , Ltd, Zhuzhou 412000, China ； 3. Hunan Linkjoin Technology Co. , Ltd. , Loudi 417000, China ）Abstract : The high frequency effect of windings makes the leakage inductance parameters of high fre ­quency transformer have complex frequency-dependence characteristics. However , the traditional algo ­rithm does not consider the frequency-dependence of magnetic flux leakage , which leads to a large calcu ­lation error. While the modem algorithm simply applies Dowell fomiula and the leakage distribution char ­acteristics of different winding stmctures are not considered , which leads to a low universality of the for ­mula and the conclusion formula is difficult to use in practical engineering. Tn this paper , based on the a-nalysis of the actual flux leakage distribution model of high-frequency transformer , an equivalent transfor ­mation model of flux leakage distribution is proposed , and a simplified method of leakage inductance pa ­rameters considering frequency-dependence characteristics and winding structure is proposed based on the theory of flux division. Compared with other methods , this method has higher calculation accuracy and simpler conclusion formula , which can be used in practical engineering. Then a prototype model of high收稿日期：2020-09-13基金项目：国家自然科学基金（61973130）作者简介：叶志军（1976—）,男，博士，讲师，研究方向为工频电力变压器和高频电力电子变压器的匝间短路与励磁涌流分析；谭错佳（1994—）,男，硕士，研究方向为高频电力电子变压器磁场参数特征分析；于旺（1987—）,男，硕士，研究方向为工频电力变压器匝间短路与励磁涌流研究； 林晓明（1995—）,男，硕士，研究方向为高频电力电子变压器漏感及电容参数计算；罗继亮（1977—），男，博士，教授，研究方向为离散事件系统、Petri 网监控和智能制造等研究；胡特（1991 — ）,男，本科，研究方向为磁性测量相关标准与方法及配套设备的研究。

摘要：反激变换器的高频运行表明功率变压器寄生参数对变换器的性能影响很大。

变压器的寄生参数主要是漏感和分布电容，而设计过程中往往很少考虑分布电容。

该文给出了适用于工程分析的变压器高频简化模型，分析高频高压场合变压器寄生参数对反激变换器的影响。

继而给出寄生参数的确定方法，并基于此分析，提出控制寄生参数的工程方法，研究不同的绕组绕制方法和绕组位置布局对分布电容大小的影响，并通过实验验证了文中分析的正确性及抑制方法的实用性。

关键词：电力电子；分布电容；反激变换器；变压器；高频高压0 引言单端反激变换器具有拓扑结构简单，输入输出隔离，升降压范围宽，易于实现多路输出等优点，在中小功率场合具有一定优势，特别适合作为电子设备机内辅助电源的拓扑结构。

变压器作为反激变换器中的关键部件，对变换器的整机性能有着很大影响。

随着变换器小型化的发展趋势，需要进一步提高变换器的开关频率以减小变压器等磁性元件的体积、重量[1-3]。

但高频化的同时，变压器的寄生参数对变换器工作的影响却不容忽视[4-12]。

变压器的寄生参数主要是漏感和分布电容。

以往，设计者在设计反激变压器时，往往只对变压器的漏感加以重视。

然而，在高压小功率场合，变压器分布电容对反激变换器的运行特性及整机效率会有很大影响，不可忽视[8-13]。

对设计者而言，正确的理解这些寄生参数对反激变换器的影响，同时掌握合理控制寄生参数的方法，对设计出性能良好的变压器，进而保证反激变换器高性能的实现颇为重要。

为此，文中首先给出变压器寄生参数对反激变换器的影响分析，同时给出这些寄生参数的确定方法，并对变压器的不同绕法以及绕组布局对分布电容的影响进行了研究，对绕组分布电容及绕组间分布电容产生的影响作了分析，最后进行了实验验证。

1 变压器寄生参数对反激变换器的影响如图1，给出考虑寄生参数后的高压输入低压输出RCD 箝位反激变换器拓扑。

其中，Ll、Lm 分别表示原边漏感和磁化电感，C11 为原边绕组分布电容，C13、C24 表示原边与副边绕组不同接线端之间的分布电容。