一、漏感的定义
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。指变压器初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通。
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)。
二、漏感产生的原因
导线的电导率大约为空气电导率的109倍,而变压器用的铁氧体磁芯材料的磁导率大约只有空气磁导率的104倍。因此磁通在通过铁氧体磁芯构成的磁路时,就会有一部分漏入空气,在空气中形成闭合磁路,从而产生漏磁。而且随着工作频率的提高,所使用的铁氧体磁芯材料的磁导率会降低。因此在高频下,这种现象更为明显。
三、影响漏感的几个因素
对于固定的已经制作好的变压器,漏感与以下几个因素有关:
K:绕组系数,正比于漏感,对于简单的一次绕组和二次绕组,取3,如果二次绕组与一次绕组交错绕制,那么,取0.85,这就是为什么推荐三明治绕制方法的原因,漏感下降很多很多,大概到原来的1/3还不到。
Lmt:整根绕线绕在骨架上平均每匝的长度。所以,变压器设计者喜欢选择磁心中柱长的磁心。绕组越宽,漏感就越减小。把绕组的匝数控制在最少的程度,对减小漏感非常有好处。匝数对漏感的影响是二次方的关系。
Nx:绕组的匝数
W:绕组宽度
TIns:绕线绝缘厚度
bW:制作好的变压器所有绕组的厚度。
但是,三明治绕法带来麻烦就是寄生电容增大,效率降低。这些电容是因为统一绕组邻近线圈电位不同引起。开关转换时,这些存储于其中的能量就会用尖峰的形式释放出来的。
四、减少漏感的主要方法
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
如果是多层线圈,同理可作出更多层线圈的磁场分布图。为了减少漏感,可将初级和次级都分段。例如分成初级1/3→次级1/2→初级1/3→次级1/2→初级1/3或初级1/3→次级2/3→初级2/3→次级1/3等,最大磁场强度降低到1/9。但是,线圈分得太多,绕制工艺复杂,线圈间间隔比例加大,充填系数降低,同时初级与次级之间的屏蔽困难。
在输出与输入电压都比较低的情况下,又要求漏感非常小,如驱动变压器,可以采用双线并绕,同时采用窗口宽高比较大的磁芯,象罐型,RM型,PM铁氧体磁性,这样在窗口中磁场强度很低,可以获得较小的漏感。