一般我们再设计变压器时,会遇到绕制变压器,是否绕满一层,还是稀绕方式,这就需要我们自行去考量,变压器的涉及参数有很多,例如漏感,分布电容,漏磁通等
1.漏磁通:
耦合电感或变压器中,由一次绕组产生,且不能匝链到二次绕组的部分磁通。
2.漏感
不能耦合到二次侧的电感,分布在变压器的整个线圈中,跟绕组是串联关系,由于能量不能向二次侧释放,所以开关管在关断时刻参数很大的电压尖峰。
①漏感的真实值
对于反激变压器工作过程中,有影响的漏感,不仅仅包含初级不能耦合到次级的电感,还包含变压器二次绕组的漏感通过匝比折算到初级的漏感,以及布线所产生的电感,通过匝比折算到初级的电感,即在输出低电压大电流的电源中,次级折算过来的电感可能比一次电感还要大,这样很大程度的降低了电源的效率。
②真实漏感的测量
将变压器初级绕组开路,次级以及辅助绕组短路,然后测量初级绕组的电感量。
③数学估算真实漏感
根据实际经验来讲,一般1oz的玻纤板的PCB上,每英寸的布线电感为20nH,在估算时需要将高频电流流过的通路进行合理的等效,最后得到的电感要按照匝比的平方折算到初级。
④漏感电路的影响
漏感将使电路波形产生振荡和尖峰,增加MOS管的电压应力和发热,使电源的整体EMI性能变差。
⑤解决措施
增加尖峰吸收电路,钳位峰值电压,并将部分损耗转移,优化变压器的绕制工艺,调整PCB设计,达到漏感最小化的目的,在磁芯骨架选取方面,尽量选用窗口面积宽的。
3.分布电容
①变压器分布电容的种类
匝间电容:绕组与绕组之间的等效电容
层间电容:绕组层与层之间的等效电容
绕组电容:各绕组之间的等效电容
杂散电容:绕组与磁芯、外部散热部分、PCB之间的等效电容
上述种类可以用CP来表示总的分布电容,变压器在泡好绝缘油,或者电源整体灌胶后,参数也会变化。
②变压器分布电容的危害
在方波驱动的变压器中,会产生很大的一次电流尖峰,在EMI方面,可能会与其他电路产生静电耦合,影响EMI,而且存在分布电容,会导致变压器谐振。
③变压器的分布电容如何改进
匝间电容:匝间电容在高压输出时,可能会改变绕组间的绝缘强度,特别在单槽骨架中,严重时会引起匝间击穿短路,可以采用多槽骨架进行分段绕制,减少匝间电容的影响。
绕组与绕组间的电容
绕组间电容是共模信号耦合的重要通路;一般采用增加绝缘厚度,增加法拉第屏蔽层等方法减少绕组间电容。
杂散电容
将开关噪声与共模干扰信号耦合到其他电路的通道,一般可以增加屏蔽或者接地,将干扰接地等措施来改善。