高频变压器绕组绕制方式与漏感大小分析与计算

　　在实际变压器模型中，原边绕组和副边绕组几乎不可能全耦合。总会有一部分漏磁通存在，形成漏感。根据“高频变压器中的电磁场分析”一文，高频变压器中储存的漏磁能等效为漏感。下面将以实例近似计算漏感大小。

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 　　　理想的高频变压器模型：        实际的高频变压器模型：

　　　　磁导率无穷大　　　　　　　　磁导率为有限值

　　　　N₁*I₁=N₂*I_{2　　　　　　　　　  　NL*iL=N1*I1-N2*I2}

　　　　励磁电流为零　　　　　　　　励磁电流不为零

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 　　以下图所示的EE变压器为例，计算变压器的漏感。

　　　　原边绕组4匝，副边绕组2匝；忽略励磁电流时，有N₁*I₁=N₂*I₂；绕组直径为d；变压器窗口高度为h；绕组间距离为b；原副边绕组平均匝长为h_av1；原副边绝缘层平均长度为h_av2；

　             

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　　在计算之前，圆形的绕组通过改变电阻率将会等效为平铺为整个窗口长度的导体，为后面的计算简化模型。

         

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 　　取初级绕组内侧为参考零点，

 　　　　

　　　　　当x<d时，H随着x的增加而增加；

　　　　　当d<x<d+b时,x增加但H几乎保持不变；

　　　　　当d+b<x<b+2*d时，H随着x增加反而减小。

　　磁场的能量密度定义为：

　　则漏磁场的能量为：

　　也就是：

　　根据函数图像，分别积分得：

　　根据能量守恒：（为了简化计算，另MLT=h_av1=h_av2）

　　解得：

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　　计算漏磁能量，基本上是将变压器内部磁场简化为一维的Dowell模型，积分计算磁能，然后在等效为原边或者副边的能量。

　　　　根据上图所示，变压器绕组的布局，将会影响内部H的分布，不同绕组布局导致Hmax的不同，进而影响到漏磁能的不同。 

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参考文献：

　　[1] 刘毅力等.高频变压器分布参数的实验研究[J].现代电子计算，2015，38(2):141-148

　　[2] 杨欢等.高频变压器绕组布局对分布参数和功耗的影响[J].山西大学学报(自然科学版),2019,42(3):576-583