如何得到变压器的分布参数.doc

我们知道，实际的变压器不是理想元件。初级和次级之间存在漏感、初级与次级分别存在分布电容、初级与次级之间也有分布电容。这些分布参数，在大多数情况下，对电路的影响是不利的，会在开关管或二极管上产生电压尖峰或电流尖峰。而在有的变换器中，我们可以利用分布参数，来实现某种功能。例如LLC变换器、移相全桥等。那么，不管是要利用还是要抑制分布参数造成的影响，我们首先就必须准确知道这些分布参数的数值，有了分布参数，我们才可能把变压器的模型建立起来。对于一个已经做好了的变压器，我们如何测量它的各项分布参数呢？这是一个非理想变压器的等效模型：在图中，Cp是初级绕组的分布电容、Llkp是初级漏感、Lm是励磁电感、T是一个理想变压器、Llks是次级漏感，Cs是次级绕组分布电容。图中没有标识初、次级间的分布电容。假如我们把次级的分布参数，按照匝比关系进行换算，折算到理想变压器T的初级去。然后把理想变压器删掉。左图可以等效为右图这样：那么接下来，我们应该怎么样测量这些参数呢？欢迎朋友们各抒己见，不吝赐教！能不能通过谐振频率跟已知的电感量换算？这样可以大致计算总的寄生电容，但其中包含了元件如mos等的结电容。先来说说测漏感。我们测到的漏感到底是什么？测漏感的方法通常是，短路次级，测量初级的电感。那么从上面的图中，我们可以知道，我们测到的漏感是：Llkp+Lm|Llks，|表示并联。由于对大多数变压器而言，Lm的数值远大于Llks，所以Lm|Llks基本就是Llks。所以我们测到的漏感是Llkp+Llks。但是对于Lm数值比较小的情况呢？这样是不是存在比较大的误差？甚至，对于LLC这种利用初级漏感进行谐振的变换器，初级漏感和次级漏感对电路工作原理的影响是不一样的。还能这么进行漏感的合并与计算吗？而我们测量变压器的初级电感时，测到的又是什么呢？测量初级电感，就是次级开路，测量初级侧的电感。从图中可以看出，如果不考虑分布电容，我们测量到的初级电感，其实是初级漏感与励磁电感之和。你所指的“初级电感”是在副边开路时测得的对不？是的。那励磁电感呢？短路副边测得的原边电感量是否就是原边的漏感？不是。上面已经说了。不过，这里有个概念需要澄清一下。你所说的原边漏感，究竟是原边测量时候得到的表观上的漏感数据? 还是我在图中画的那个Llkp?这二者是不一样的。不过你5楼是否少了一项参数？还是在说Np/Ns=1：1的变压器？看我开始说的，我已经把次级的分布参数，按照变压器的匝比关系进行了折算，并把等效的理想变压器删掉了。不明白你说的上面少了什么参数? (Llkp+Llks )中的Llks少了个n（匝比）关系。如已按照变压器的匝比关系进行了折算，就另当别论。但好像你并没具体说明是如何折算的。貌似这个折算没有什么困难的吧？难道这个折算里面，还有很多秘密？短路副边测得的原边电感量我习惯用 LK1p+n2*LK1s （n为匝比）去理解。嗯，这样我就放心了。是我们表达上的兼容性问题。我在这里没有把折算的因子放进去的原因，是想尽量把表达式写的简单一些。突出主题的主要目的变压器的模型与分布参数。真相越变越明，以前在资料上也见过类似公式。但有个疑问：漏感不是不能耦合么，为何计算时还要考虑个折算关系？漏感不能耦合，是指它表现出来的特性不是互感，不具备互感耦合传递能量的能力。但是漏感可以被等效为一个元件，这个元件可以在一个变压器的两边，按照匝比的平方关系进行折算的。我个人觉得“短路次级测得的原边电感值”的这个漏感与Lm是串联关系，加载时大致就是这个工况。漏感分两部分。一部分是初级的，一部分是次级的。次级的那部分在短路次级测试的时候，是和Lm并联的。我觉得是折算到原边后才与Lm并联。对次级来说，次级漏感与次级绕组也可看做串联，（虽然此时并与串电路一样）。如果变压器的励磁电感比较小，对变压器的性能有什么影响？励磁电感小，励磁电流就大。励磁电流大，MOS和变压器损耗就会大。但有时候，为了实现某种目的，我们会人为的把励磁电感减小一些。例如LLC。感性元件太难了。我是没有什么基础的。能用通俗的描述一下吗？我再把我的观点和疑惑重新说一下：注意：这里的参数全部已经按照匝比关系进行了折算。之所以没有在公式中体现出匝比平方的关系，目的是想突出几个电感之间的关系，而不让进行匝比换算的东西吸引了注意力。先定义几个参数：LLKP：短路变压器副边，测量到的原边侧电感的读数。LLKS：短路变压器原边，测量到的副边侧电感的读数。Llkp：由原边绕组产生的漏感。Llks：由副边绕组产生的漏感，已经按匝数比的平方关系折算到原边。Lm：变压器原边励磁电感，励磁电感对原边和副边而言只有一个，可以假设存在任意一比，但数值需要按照匝数比的平方关系换算。那么当我们用传统的方法测试变压器的漏感时，一般做法就是把变压器的次级短路，来测试初级的电感量，其实就是这里的LLKP。那么，这个数据的真实的物理意义是什么？在我的理解，LLKP=Llkp+Lm|Llks，同理：LLKS=Llks+Lm|Llkp这里的|表示并联。是不是这样呢？再有，当副边开路，我们测量得到的原边的电感量，其实是Llkp+Lm，是不是？那么对于LLKP，只有当Lm的数值很大的时候，才基本有：LLKP=Llkp+Llks的。对于LLC等Lm不是很大的变压器来说，如何通过测量准确知道Llkp、Lm、Llks的数值呢？这才是我希望大家讨论的重点。至于分布电容，是很容易测量的。后面再讨论，大家还是先讨论电感的问题吧。我希望能够通过测量到的参数，通过计算，能去重建变压器的参数模型。这样才能实现一些设计上的精确性。还是以LLC为例。在LLC的设计过程中，我们在建立LLC的原理模型的时候，是没有Llks这个漏感的。那么实际的Llks漏感的存在对电路原理的影响是什么？再者，LLC的谐振电感往往要利用变压器漏感，或者就是干脆完全是变压器漏感。那么我们利用的哪一部分呢？从LLC的原理上来看，我们利用的是Llkp，但我们测试的过程只能直接测到LLKP这个数值。那么我们是直接使用LLKP这个数值，还是由LLKP这个数值计算出Llkp的数值呢？该怎么计算呢？按照1楼的模型，对于LLKP=Llkp+Lm|Llks我认可，但对于LLKS=Llks+Lm|Llkp这个式子，Llkp是否要考虑到用匝比折算到次级？Lm你已经作了说明，就不需折算了。好版的意思应该是折算过去的漏感吧，现在的问题应该是怎样将LLKP=Llkp+Lm|Llks中的Llkp与Lm|Llks分离，从而利用Llkp。对的。我就是这个意思。现在的问题，就是我们如何通过测试和计算得到三个电感的值？计算LLKS的时候，同样需要把初级漏感按照比例折算到次级的。是我上面没有写清楚。这些值要做到精确计算比较困难首先要得到Lm的值，纯计算好像不太可信，因为磁芯的AL值是有偏差的，如果靠测量，那么初级漏感肯定就串进来了。打个比喻：一个空芯线圈，无磁芯的感量为20uH，加磁芯后为2mH，但如加的不是磁芯，而是铜芯，则感量减小到9uH。 假设这个情况发生在变压器的初级上，并且是个铜芯变压器，此时的初级漏感该如何估测？当然这只是个比喻，对Np/Ns而言，漏感是不能偶合的磁通（电-磁-电）造成的，对单个Np而言，电-磁时，损失了部份能量，再磁-电时，感量是否会因损耗而达不到原来应有的值了？所以才有了对“原边的电感量是Llkp+Lm”这个说法的疑问了。怎么就不包括了？看一楼的等效模型，你是否同意？如果同意，那无疑就包括了Llkp。分布电容的测试，相对就容易多了。最主要的问题是要考虑，如何能单独测试初、次级的分布电容。一个简单的办法是按照实际变压器的结构，单独绕初级或单独绕次级。举个例子说明吧，假如次级绕在初级外面，那么在原先绕初级的位置，用纸或厚胶带绕上去填充。然后再绕次级，保证次级线包的结构与待测变压器一样，包括线包内外直径、长度、层间距离等等。然后装上磁芯。这样其实得到了一个电感。测这个电感的电感量和LC并联谐振的谐振点，就可以计算出来线包的分布电容了。耦合电容，主要是三个吧？初级的层与层之间、次级层与层之间，初次级之间的。嗯，是的。但不才斗胆问句你这样测的似乎不是初次级的层间电容吧？直接用HP4284A测量不是很简单吗？不是初、次级之间的分布电容。是初级或次级本身绕组的分布电容。至于你说的仪器，我没有，不知道是否可以测。只能用自己的办法了