变压器的漏感与分布电容影响分析

1、变压器的漏感与分布电容影响分析漏 感与分布电容对输出波形的影响开关电源变压器一 般可以等效成图 2-43 所示电路。在图 2-43 中， Ls 为漏感， 也可称为分布电感， Cs 为分布电容， 为励磁电感， R 为等 效负载电阻。其中分布电容 Cs 还应该包括次级线圈等效到 初级线圈一侧的分布电容，即次级线圈的分布电容也可以等 效到初级线圈回路中。 图 2 43 开关电源变压器等效电路设 次级线圈的分布电容为 C2 ，等效到初级线圈后的分布电容 为 C1 ，则有下面关系式：上式中， Wc2 为次级线圈分布电 容 C2 存储的能量， Wc1 为 C2 等效到初级线圈后的分布电 容 C1 存储的能

2、量； U1 、U2 分别为初、次级线圈的电压， U2 = nU1 ，n = N2/N1 为变压比， N1 、 N2 分别为初、次级 线圈的匝数。由此可以求得 C1 为： C1 = n2C2 （ 2-121 ） （2-120 ）式不但可以用于对初、次级线圈分布电容等效电 路的换算，同样可以用于对初、次级线圈电路中其它电容等 效电路的换算。所以， C2 亦可以是次级线圈电路中的任意 电容， C1 为 C2 等效到初级线圈电路中的电容。 由此可以求 得图2-43中，变压器的总分布电容 Cs为：Cs = Cs1 + C1 = Cs1 +n2C2（2-122 ）（2-122） 式中， Cs 为变压器的总

3、分布电容， Cs1 为变压器初级线圈的分布电容； C1 为次级线圈 电路中总电容 C2 （包括分布电容与电路中的电容）等效到 初级线圈电路中的电容； n = N2/N1 为变压比。 图 2-43 开关 变压器的等效电路与一般变压器的等效电路，虽然看起来基 本没有区别，但开关变压器的等效电路一般是不能用稳态电 路进行分析的；即：图 2-43 中的等效负载电阻不是一个固 定参数，它会随着开关电源的工作状态不断改变。例如，在 反激式开关电源中，当开关管导通时，开关变压器是没有功 率输出的， 即负载电阻 R 等于无限大； 而对于正激式开关电 源，当开关管导通时，开关变压器是有功率输出的，即负载 电阻

4、R 既不等于无限大，也不等于 0 。因此，分布电感与 分布电容对正激式开关电源和反激式开关电源工作的影响 是不一样的。图 2-44 和图 2-45 分别是开关电源变压器与电 源开关管连接时的工作原理图和各点工作电压的波形图。在 图 2-44 中，当开关管 Q1 导通时， 无论是对正激式开关电源 或反激式开关电源， 分布电感 Ls 都会对流过开关管 Q1 的电 流 Id 起到限制作用，即降低 Id 的电流上升率，这对保护开 关管是有好处的；因为，开关管刚导通的时候，电流在管芯 内部是以扩散的形式由一个点向整个面扩散的，如果电流上 升率太大，很容易使开关管因局部面积电流密度过大造成损 伤。分布电感 Ls 和分布电容 Cs 可以看成是一个串联振荡回 路，当开关管 Q1 开始导通的时候，输入脉冲电压的上升率 大于串联振荡回路自由振荡电压的上升率，因此，振荡回路 开始吸收能量，输入电压对 Ls 和 Cs 进行充电，此时，振荡 回路会抑制输入电流上升率的增长；当开关管 Q1 完全导通 以后，脉冲进入平顶阶段，相当于输入脉冲电压的上升率为 0，此时，输入脉冲电压的上升率小于串联振荡回路自由振 荡电压的上升率，因此，振荡回路开始释放能量，振荡回路 产生阻尼振荡。当开关管 Q1 导通过后，开关管开始关断， 相当于输入脉冲电压的上升率