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高频变压器三明治绕法

作者:admin发布::2014-06-19

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MOSFET与散热片引起的共模干扰电流也可以降低,从而改善EMI;由于在初级中间加入了一个次级绕组,所以减少了变压器初级的层间分布电容,而层间电容的减少,就会使电路中的寄生振荡减少,同样可以降低MOSFET与次级整流管的电压电流应力,改善EMI。

高频变压器的基本绕法分为三明治绕法和顺序绕法两种。

1.三明治绕法:

三明治绕法久负盛名,几乎每个做电源的人都知道这种绕法,但真正对三明治绕法做过深入研究的人,应该不多

相信很多人都吃过三明治,就是两层面包中间夹一层奶油。顾名思义,三明治绕法就是两层夹一层的绕法。由于被夹在中间的绕组不同,三明治又分为两种绕法:初级夹次级,次级夹初级。

第一种,初级夹次级的绕法(也叫初级平均绕法)

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如上图,顺序为Np/2-Ns-Np/2-Nb,此种绕法有量大优点

这样有利于初次级的耦合,减少漏感;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级的负载影响较小,更稳定。

由于增加了初次级的有效耦合面积,可以极大的减少变压器的漏感,而减少漏感带来的好处是显而易见的:漏感引起的电压尖峰会降低,这就使MOSFET的电压应力降低,同时,由MOSFET与散热片引起的共模干扰电流也可以降低,从而改善EMI;

由于在初级中间加入了一个次级绕组,所以减少了变压器初级的层间电容,而层间电容的减少,就会使电路中的寄生振荡减少,同样可以降低MOSFET与次级整流管的电压电流应力,改善EMI。

缺点:由于初次级有两个接触面,绕组耦合电容比较大,所以EMI又比较难过。

第二种,次级夹初级的绕法(也叫次级平均绕法)

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如上图,顺序为Ns/2,Np,Ns/2,Nb。当输出是低压大电流时,一般采用此种绕法,其优点有二:

1、可以有效降低铜损引起的温升:由于输出是低压大电流,故铜损对导线的长度较为敏感,绕在内侧的Ns/2可以有效较少绕线长度,从而降低此Ns/2绕组的铜损及发热。外层的Ns/2虽说绕线相对较长,但是基本上是在变压器的外层,散热良好故温度也不会太高。

2、可以减少初级耦合至变压器磁芯高频干扰。由于初级远离磁芯,次级电压低,故引起的高频干扰小。

 

2.普通顺序绕法:

一般的单输出电源,变压器分为3个绕组,初级绕组Np,次级绕组Ns,辅助电源绕组Nb,绕制的顺序是:Np--Ns--Nb

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此种绕法工艺简单,易于控制磁芯的各种参数,一致性较好,绕线成本低,适用于大批量的生产,但漏感稍大,而耦合电容小,EMI比较好故适用于对漏感不敏感的小功率场合,一般功率小于30~40W的电源中普遍实用这种绕法。

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