漏感是指沒有耦合到磁心或者其他繞組的可測(cè)量的電感量.它就像一個(gè)獨(dú)立的電感串入在電路中.它導(dǎo)致開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)候DS之間出現(xiàn)尖峰.因?yàn)樗拇磐o法被二次側(cè)繞組匝鏈.
對(duì)于固定的已經(jīng)制作好的變壓器,漏感與以下幾個(gè)因素有關(guān):
K:繞組系數(shù),正比于漏感,對(duì)于簡(jiǎn)單的一次繞組和二次繞組,取3,如果二次繞組與一次繞組交錯(cuò)繞制,那么,取0.85,這就是為什么推薦三明治繞制方法的原因,漏感下降很多很多,大概到原來的1/3還不到.
Lmt:整根繞線繞在骨架上平均每匝的長(zhǎng)度.所以,變壓器設(shè)計(jì)者喜歡選擇磁心中柱長(zhǎng)的磁心.繞組越寬,漏感就越減小.把繞組的匝數(shù)控制在最少的程度,對(duì)減小漏感非常有好處.匝數(shù)對(duì)漏感的影響是二次方的關(guān)系.
Nx:繞組的匝數(shù)
W:繞組寬度,剛才已經(jīng)說過了.大家可以拿一個(gè)很普通的BOBIN來分析一下.
Tins:繞線絕緣厚度
bW:制作好的變壓器所有繞組的厚度.
但是,三明治繞法帶來麻煩就是寄生電容增大,效率降低.這些電容是因?yàn)榻y(tǒng)一繞組鄰近線圈電位不同引起.開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí),這些存儲(chǔ)于其中的能量就會(huì)用尖峰的形式釋放出來的.
關(guān)于漏感的若干問題
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這三個(gè)帖子中對(duì)于漏感的影響做了一些簡(jiǎn)單的討論,歡迎各位拍磚,不吝賜教.
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@deep_thought
跟氣隙Gap有沒有關(guān)系呢?
氣隙,只在反激變換的時(shí)候用作存儲(chǔ)能量的.氣隙有嚴(yán)格的公式進(jìn)行計(jì)算以及打磨.正激是不需要的.
PFC電感用E型磁心時(shí),需要打磨氣隙.
但是使用MPP之類的磁環(huán)時(shí),不需要打磨,因?yàn)榇怒h(huán)內(nèi)部是有氣隙的,但是文明看不見而已.
至于氣隙與漏感,氣隙加大了漏感.反激式開關(guān)電源變壓器為了防止磁飽和,在磁回路中一般都留有氣隙,因此漏磁通比較大,即:漏感比較大.因此,順便說一下,這樣產(chǎn)生漏感干擾也特別嚴(yán)重,在實(shí)際應(yīng)用中,一定要用銅箔片在變壓器外圍進(jìn)行磁屏蔽.從原理上來說,銅箔片不是導(dǎo)磁材料,對(duì)漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但銅箔片是良導(dǎo)體,交變漏磁通穿過銅箔片的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向正好與漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,銅箔片也可以起到磁屏蔽的作用.
PFC電感用E型磁心時(shí),需要打磨氣隙.
但是使用MPP之類的磁環(huán)時(shí),不需要打磨,因?yàn)榇怒h(huán)內(nèi)部是有氣隙的,但是文明看不見而已.
至于氣隙與漏感,氣隙加大了漏感.反激式開關(guān)電源變壓器為了防止磁飽和,在磁回路中一般都留有氣隙,因此漏磁通比較大,即:漏感比較大.因此,順便說一下,這樣產(chǎn)生漏感干擾也特別嚴(yán)重,在實(shí)際應(yīng)用中,一定要用銅箔片在變壓器外圍進(jìn)行磁屏蔽.從原理上來說,銅箔片不是導(dǎo)磁材料,對(duì)漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但銅箔片是良導(dǎo)體,交變漏磁通穿過銅箔片的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向正好與漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,銅箔片也可以起到磁屏蔽的作用.
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@greatcn
氣隙,只在反激變換的時(shí)候用作存儲(chǔ)能量的.氣隙有嚴(yán)格的公式進(jìn)行計(jì)算以及打磨.正激是不需要的.PFC電感用E型磁心時(shí),需要打磨氣隙.但是使用MPP之類的磁環(huán)時(shí),不需要打磨,因?yàn)榇怒h(huán)內(nèi)部是有氣隙的,但是文明看不見而已.至于氣隙與漏感,氣隙加大了漏感.反激式開關(guān)電源變壓器為了防止磁飽和,在磁回路中一般都留有氣隙,因此漏磁通比較大,即:漏感比較大.因此,順便說一下,這樣產(chǎn)生漏感干擾也特別嚴(yán)重,在實(shí)際應(yīng)用中,一定要用銅箔片在變壓器外圍進(jìn)行磁屏蔽.從原理上來說,銅箔片不是導(dǎo)磁材料,對(duì)漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但銅箔片是良導(dǎo)體,交變漏磁通穿過銅箔片的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向正好與漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,銅箔片也可以起到磁屏蔽的作用.
看你這番解釋,自己再想想,突然有種茅塞頓開的感覺.想再請(qǐng)教下,對(duì)于FLYBACK,分布電容會(huì)導(dǎo)致什么器件尖峰的增加?
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@
看你這番解釋,自己再想想,突然有種茅塞頓開的感覺.想再請(qǐng)教下,對(duì)于FLYBACK,分布電容會(huì)導(dǎo)致什么器件尖峰的增加?
E＝00.194V×V/[ln(2s/d)]
仔細(xì)品味一下這個(gè)公式,這個(gè)電容也是在不斷充放電的啊,開關(guān)關(guān)斷的時(shí)候,原邊電流就沒有了,開關(guān)管開通的時(shí)候,副邊的電流就沒有了,至于負(fù)載為什么源源不斷的有電流,那是后端電容,續(xù)流電感的作用.
這個(gè)V,就是電容上的電壓,s為繞組間距,d為導(dǎo)線的線徑.
這個(gè)能量,需要釋放,最后之后疊加,所以,尖峰就出來了,而且,繞組之間有很多匝交錯(cuò)在一起,所以,總能量還要乘上交錯(cuò)的所產(chǎn)生的匝間電容的總數(shù),因?yàn)榇蠹叶疾畈欢?都在存儲(chǔ)能量,最后都要釋放出來.
從這個(gè)公式可以看出來,要想減小匝間分布電容,我們可以通過改變的參數(shù).
仔細(xì)品味一下這個(gè)公式,這個(gè)電容也是在不斷充放電的啊,開關(guān)關(guān)斷的時(shí)候,原邊電流就沒有了,開關(guān)管開通的時(shí)候,副邊的電流就沒有了,至于負(fù)載為什么源源不斷的有電流,那是后端電容,續(xù)流電感的作用.
這個(gè)V,就是電容上的電壓,s為繞組間距,d為導(dǎo)線的線徑.
這個(gè)能量,需要釋放,最后之后疊加,所以,尖峰就出來了,而且,繞組之間有很多匝交錯(cuò)在一起,所以,總能量還要乘上交錯(cuò)的所產(chǎn)生的匝間電容的總數(shù),因?yàn)榇蠹叶疾畈欢?都在存儲(chǔ)能量,最后都要釋放出來.
從這個(gè)公式可以看出來,要想減小匝間分布電容,我們可以通過改變的參數(shù).
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當(dāng)原來飽和的開關(guān)管關(guān)斷時(shí), 變壓器的漏感所產(chǎn)生的反電勢(shì)eL=-Ldi/dt會(huì)使開關(guān)管的集-射極之間出現(xiàn)電壓上沖.這是因?yàn)殚_關(guān)管從Ton轉(zhuǎn)換到Toff時(shí),由于變壓器的漏磁通,致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈,儲(chǔ)藏在漏感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩,疊加在關(guān)斷電壓上,形成關(guān)斷電壓尖峰,與集電極的電流變化率(di/dt)成正比,與漏感量成正比.這種電源電壓中斷會(huì)產(chǎn)生與變壓器初級(jí)接通時(shí)一樣的磁化沖擊電流瞬變,它是一種傳導(dǎo)性電磁干擾,既影響變壓器的初級(jí),還會(huì)使干擾傳導(dǎo)返回配電系統(tǒng),造成電網(wǎng)諧波電磁干擾,影響其它用電設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.
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@kgbc
能否解釋一下為什么磁滯損耗會(huì)增加?另外,漏感公式里的Lmt如何理解?μo是漏掉了還是隱含了?
是的,省略了.詳細(xì)的公式,在趙修科老師的開關(guān)電源的磁性元器件中的76頁(yè)中.Lmt為平均每匝的長(zhǎng)度.
磁滯損耗機(jī)理比較復(fù)雜,但是,它正比于磁滯回線包圍的面積,頻率越高,損耗越大,磁感應(yīng)擺幅越大,包圍的面積越大,損耗也越大.
這里,我需要指出的是,為什么反激的效率難以做的很高.反激的氣隙是必須的,但是,它把磁滯回線往右拉偏,也就是避免飽和,即使直流分量很大的時(shí)候也可以防止飽和,再者,氣隙是存儲(chǔ)能量所必須的.磁滯回線往右拉偏的時(shí)候,包圍的面積也加大了,所以磁滯損耗也加大了.
磁滯損耗機(jī)理比較復(fù)雜,但是,它正比于磁滯回線包圍的面積,頻率越高,損耗越大,磁感應(yīng)擺幅越大,包圍的面積越大,損耗也越大.
這里,我需要指出的是,為什么反激的效率難以做的很高.反激的氣隙是必須的,但是,它把磁滯回線往右拉偏,也就是避免飽和,即使直流分量很大的時(shí)候也可以防止飽和,再者,氣隙是存儲(chǔ)能量所必須的.磁滯回線往右拉偏的時(shí)候,包圍的面積也加大了,所以磁滯損耗也加大了.
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@greatcn
當(dāng)原來飽和的開關(guān)管關(guān)斷時(shí),變壓器的漏感所產(chǎn)生的反電勢(shì)eL=-Ldi/dt會(huì)使開關(guān)管的集-射極之間出現(xiàn)電壓上沖.這是因?yàn)殚_關(guān)管從Ton轉(zhuǎn)換到Toff時(shí),由于變壓器的漏磁通,致使一部分能量沒有從一次線圈傳輸?shù)蕉尉€圈,儲(chǔ)藏在漏感中的這部分能量將和集電極電路中的電容、電阻形成帶有尖峰的衰減振蕩,疊加在關(guān)斷電壓上,形成關(guān)斷電壓尖峰,與集電極的電流變化率(di/dt)成正比,與漏感量成正比.這種電源電壓中斷會(huì)產(chǎn)生與變壓器初級(jí)接通時(shí)一樣的磁化沖擊電流瞬變,它是一種傳導(dǎo)性電磁干擾,既影響變壓器的初級(jí),還會(huì)使干擾傳導(dǎo)返回配電系統(tǒng),造成電網(wǎng)諧波電磁干擾,影響其它用電設(shè)備的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.
那我就用無損吸收,當(dāng)下次開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)再傳輸?shù)蕉尉€圈.
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@asm
那我就用無損吸收,當(dāng)下次開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)再傳輸?shù)蕉尉€圈.
1)若C值較大,C上電壓緩慢上升,副邊反激過沖小,變壓器能量不能迅速傳遞到副邊;
2)若C值特別大,電壓峰值小于副邊反射電壓,則鉗位電容上電壓將一直保持在副邊反射電壓附近,即鉗位電阻變?yōu)樗镭?fù)載,一直在消耗磁芯能量;
3)若RC值太小,C上電壓很快會(huì)降到副邊反射電壓,故在開關(guān)管開通前,鉗位電阻只將成為反激變換器的死負(fù)載,消耗變壓器的能量,降低效率.
4)如果RC值取得比較合適,使到開關(guān)管開通時(shí),C上電壓放到接近副邊反射電壓,到下次導(dǎo)通時(shí),C上能量恰好可以釋放完,這種情況鉗位效果較好,但電容峰值電壓大,器件應(yīng)力高.
第2)和第3)種方式是不允許的,而第1)種方式電壓變化緩慢,能量不能被迅速傳遞,第4)種方式電壓峰值大,器件應(yīng)力大.可折衷處理,在第4)種方式基礎(chǔ)上增大電容,降低電壓峰值,同時(shí)調(diào)節(jié)R,,使到開關(guān)管開通時(shí),C上電壓放到接近副邊反射電壓,之后RC繼續(xù)放電至開關(guān)管下次開通.
2)若C值特別大,電壓峰值小于副邊反射電壓,則鉗位電容上電壓將一直保持在副邊反射電壓附近,即鉗位電阻變?yōu)樗镭?fù)載,一直在消耗磁芯能量;
3)若RC值太小,C上電壓很快會(huì)降到副邊反射電壓,故在開關(guān)管開通前,鉗位電阻只將成為反激變換器的死負(fù)載,消耗變壓器的能量,降低效率.
4)如果RC值取得比較合適,使到開關(guān)管開通時(shí),C上電壓放到接近副邊反射電壓,到下次導(dǎo)通時(shí),C上能量恰好可以釋放完,這種情況鉗位效果較好,但電容峰值電壓大,器件應(yīng)力高.
第2)和第3)種方式是不允許的,而第1)種方式電壓變化緩慢,能量不能被迅速傳遞,第4)種方式電壓峰值大,器件應(yīng)力大.可折衷處理,在第4)種方式基礎(chǔ)上增大電容,降低電壓峰值,同時(shí)調(diào)節(jié)R,,使到開關(guān)管開通時(shí),C上電壓放到接近副邊反射電壓,之后RC繼續(xù)放電至開關(guān)管下次開通.
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@greatcn
是的,省略了.詳細(xì)的公式,在趙修科老師的開關(guān)電源的磁性元器件中的76頁(yè)中.Lmt為平均每匝的長(zhǎng)度.磁滯損耗機(jī)理比較復(fù)雜,但是,它正比于磁滯回線包圍的面積,頻率越高,損耗越大,磁感應(yīng)擺幅越大,包圍的面積越大,損耗也越大.這里,我需要指出的是,為什么反激的效率難以做的很高.反激的氣隙是必須的,但是,它把磁滯回線往右拉偏,也就是避免飽和,即使直流分量很大的時(shí)候也可以防止飽和,再者,氣隙是存儲(chǔ)能量所必須的.磁滯回線往右拉偏的時(shí)候,包圍的面積也加大了,所以磁滯損耗也加大了.
那公式是Marty Brown書上的, K已是包含磁導(dǎo)率和結(jié)構(gòu)系數(shù),理論分析K=3.2和0.84,分別對(duì)應(yīng)簡(jiǎn)單和三明治繞法.
有g(shù)ap的 B-H loop 雖被拉偏, 但面積不見得會(huì)增大,磁滯損耗應(yīng)該基本不變吧.
有g(shù)ap的 B-H loop 雖被拉偏, 但面積不見得會(huì)增大,磁滯損耗應(yīng)該基本不變吧.
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