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关键词：电子变压器   漏感   线圈   匝数   磁芯

　　在实际电子变压器中，如果初级磁通不全部匝链次级就产生了漏感。漏感是一个寄生参数。以单端变换器为例，功率开关由导通状态转变为断开时，漏感存储的能量就要释放，产生很大的尖峰电压，造成电路器件损坏和很大的电磁干扰，并恶化了效率。虽然在电路中可增加缓冲电路抑制干扰和能量回收，但首先在磁芯选择、绕组结构和工艺上尽可能减少漏感。

　　6.3.1 典型电子变压器磁芯的漏感分析

　　图6.6是一个典型的E型磁芯电子变压器。如电子变压器的初级线圈为4匝，次级为1匝。如果次级流过电流I2(例如10A)，根据电子变压器原理，如不考虑磁化电流，初级安匝等于次级安匝，初级电流应为I1=I2N2/N1(2.5A)。

　　线圈安放在中柱上，初级在外，次级在内。没有磁芯时，线圈外磁场很弱;有高磁导率磁芯时，线圈外磁场被磁芯短路。线圈整个磁势I1N1主要降落在窗口空气路径上。取初级最外层为参考点。根据安培环路定律沿环路l1线积分得到

　　式中I1N1-初级安匝数;H1-全部初级安匝在窗口产生的磁场强度;l-窗口高度。从式(6.6)可见，在初级线圈宽度内，磁场强度随x线性增加，当x=b时,环路包围了整个初级，磁场强度不变且等于H1。在两线圈之间包围的环路中没有增加电流，磁场强度不变(H1)。一直保持到 x=b+c。

　　当x>b+c时(环路l2)，包围了次级反向电流，这里的磁场强度为

　　式中Wb，Wc，Wd分别为初级线圈、线圈间间隙和次级线圈所占空间存储的磁能。分别为

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　　式中lav1、l av2和l av3分别为初级、次级和线圈间间隔带平均长度。因为输入的漏感的能量应等于磁场的能量

　　实际上应当考虑端部磁通，同时上式中平均长度的计算复杂，通常用绕组平均长度lav代替,式(6.11)该写为

　　从式(6.11a)可见，漏感与初级匝数的平方成正比，与窗口的高度成反比。因此减少匝数，选取大的窗口高度可减少漏感。还应当看到，线圈之间 的间隔越小，漏感也越小。同时由图6.6看到，在线圈间隔c段，磁场强度最高。因磁场能量正比于H的平方，磁场能量最大，由此对漏感影响也最大。

　　6.3.2 其他结构的漏磁

　　对于环形磁芯，如果是一个高磁导率磁芯的电子变压器，将环沿径向切断沿圆周展开，与图6.6相似，初级与次级之间的相对位置和间隔是产生漏磁的 基本原因。要减少漏磁，初级和次级线圈应均匀分布在整个圆周上。因环形电子变压器的窗口宽度比E型宽得多，相同的匝数，环形电子变压器漏感要比E型磁芯小 得多。

　　在反激变换器中，次级线圈电流与初级线圈电流不是同时发生的。如果是电感线圈，采用环形低磁导率的磁粉芯材料作为磁路，线圈均匀分布在整个环的 圆周上，由第三章图3.2可见，在整个环圆周上没有磁位差，也就没有散磁通。但是由于初级线圈与次级线圈位置不同,次级线圈并没有匝链初级线圈的全部磁 通，初级还是有漏磁，除非双线并绕。

　　反激电子变压器如果采用高磁导率气隙磁芯，由于高磁阻的气隙存在，初级线圈产生的磁通除了大部分经过磁芯和串联气隙-端面磁通和边缘磁通外，还 有一部分磁通只经过部分磁芯磁路的散磁。从第三章磁位差分析可以看到，当激励线圈的结构-集中还是分布和在磁芯长度上的相对气隙位置不同，整个磁场分布是 不同的。从漏磁的观点，首先应当将初级和次级线圈和E型磁芯一样分布地绕在一起，尽量增加分布长度，即窗口宽度。其次比较图3.4和图 3.7可以看到，将线圈放置在气隙上，仅在气隙附近有较大的磁位差，大部分磁路的磁位差很小，保证初级和次级磁通的良好耦合。

　　6.3.3减少漏磁的主要方法-线圈交错绕

　　如果将初级线圈分成两半，将次级线圈夹在中间，如图6.7(a)所示。同样可用式(6.6 )，(6.7)作出磁场分布图(图6.7(b))。如果与图6.6相同的磁芯和安匝，线圈窗口中最大磁场强度图6.6比图6.7大一倍 (Hm=H1/2)。图6.7初级和次级间隔处总磁场强度降低到图6.6中的1/2，初级线圈空间磁场总能量为图6.6的1/4，次级空间磁场能量也降低 1/4,就可以大大降低漏感。

　　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。