開關(guān)電源電壓輸入回路的濾波電感,其分布電容的大小對EMC指標(biāo)的影響非常大,因此也需要對濾波電感線圈的分布電容構(gòu)成以及原理有充分的理解。從原理上來說,濾波電感線圈的分布電容與開關(guān)變壓器線圈的分布電容基本上是沒有根本區(qū)別的;因此,對分布電容的分析與計(jì)算方法,對濾波電感線圈同樣有效。
開關(guān)變壓器初、次級線圈的分布電容,對開關(guān)電源性能指標(biāo)的影響也很重要,它會與變壓器線圈的漏感組成振蕩回路產(chǎn)生振蕩。當(dāng)輸入脈沖電壓的上升或下降率大于振蕩波形的上升或下降率的時候,振蕩回路就吸收能量,使輸入脈沖波形的前、后沿都變差;而當(dāng)輸入脈沖電壓的上升或下降率小于振蕩波形的上升或下降率的時候,振蕩回路就會釋放能量,使電路產(chǎn)生振蕩。如果振蕩回路的品質(zhì)因數(shù)比較高,電路就會產(chǎn)生寄生振蕩,并產(chǎn)生EMI干擾。
另外,開關(guān)電源電壓輸入回路的濾波電感,其分布電容的大小對EMC指標(biāo)的影響非常大,因此在這里也需要對濾波電感線圈的分布電容構(gòu)成以及原理有充分的理解。從原理上來說,濾波電感線圈的分布電容與開關(guān)變壓器線圈的分布電容基本上是沒有根本區(qū)別的,因此,對變壓器線圈分布電容的分析與計(jì)算方法,對濾波電感線圈同樣有效。
開關(guān)變壓器初、次級線圈的分布電容與結(jié)構(gòu)有關(guān),因此,要精確計(jì)算不同結(jié)構(gòu)的開關(guān)變壓器初、次級線圈的分布電容難度比較大。下面我們先以最簡單的雙層線圈結(jié)構(gòu)的開關(guān)變壓器為例,計(jì)算它們的初級或次級線圈的分布電容。
圖2-41是分析計(jì)算開關(guān)變壓器線圈之間分布電容的原理圖。
設(shè)圓柱形兩層線圈之間的距離為d,高度為h,平均周長為g 。假定兩層線圈之間沿高度的電位差為線性變化,即:
設(shè)兩個線圈相對應(yīng)的兩表層間的電場近似均勻分布,即近似平板電容器的電場,那么,根據(jù)(2-112)式就可以求得該電場貯存的能量為:
[page]
由此可以求得變壓器初級或次級兩層線圈之間分布電容的表達(dá)式:
對于圖2-42-b,可求得變壓器初級或次級兩層線圈之間的分布電容為:
由此可知,變壓器初級或次級兩層線圈之間的分布電容,除了與變壓器線圈的高度、周長、兩層線圈之間的距離等參數(shù)相關(guān)外,還與兩層線圈之間的電位差有關(guān)。
為了更好地對多層線圈的分布電容進(jìn)一步進(jìn)行分析,我們把(2-114)式改寫成一個靜態(tài)電容與一個動態(tài)系數(shù)相乘的形式,即:
[page]
當(dāng)變壓器的線圈為多層時,我們只需反復(fù)利用(2-117)式來對相鄰兩層之間的分布電容獨(dú)立進(jìn)行計(jì)算,然后把結(jié)果相加即可。如果一定要寫出計(jì)算多層線圈分布電容的表達(dá)式,則變壓器多層線圈的分布電容可表示為:
由此可以知道,變壓器線圈的總分布電容的大小主要與線圈的層數(shù)(n-1)成正比,與層間的距離d成反比,并且與變壓器線圈的連接方法還有關(guān)。
因此,我們不能把各層之間的分布電容當(dāng)成普通電容的概念來理解。普通電容互相串聯(lián)時,總電容的容量,總是小于其中任意一個電容的容量;而變壓器線圈的層間分布電容看起來是屬于串聯(lián),但其結(jié)果是越串連越大。這是為什么呢?這是因?yàn)樽儔浩骶€圈層間分布電容的電壓主要不是靠串聯(lián)回路來充電的,而是靠線圈之間互相感應(yīng)產(chǎn)生的。
不但如此,變壓器次級線圈的分布電容同樣也要感應(yīng)到初級線圈來。大多數(shù)場合,在考慮變壓器線圈總的分布電容的時候,一般都需要把初、次級線圈的分布電容一起來考慮。例如,電視機(jī)的高壓包,其次級線圈繞組的分布電容一般都很大,折算到初級線圈后,初級線圈總的分布電容就更大,一般可達(dá)好幾千微微法,如不采取分段繞線措施,最大可達(dá)好幾萬微微法。
直接對變壓器線圈的總分布電容進(jìn)行測試是有些困難的,但可以測試每層線圈之間的靜態(tài)電容,方法是要把圖2-42中線圈層與層之間的連線斷開;然后把測量結(jié)果乘以一個動態(tài)系數(shù),即得到本層的分布電容,最后把各層的分布電容全部相加即可得到總分布電容。
如果不考慮變壓器次級線圈對初級線圈的影響,對于一個功率大約為100瓦的開關(guān)變壓器,其初級線圈的分布電容大約在100~2000微微法之間;如果把次級線圈的分別電容也考慮進(jìn)去,總的分布電容可能要大一倍左右。因此,分布電容對輸出波形的影響也是很大的。
為了減少變壓器線圈的分布電容,特別是EMC濾波器線圈的分布電容,最好不要把線圈分成多層疊繞,而是把線圈分段來繞,這樣可以降低(2-119)式或(2-120)式中每層線圈的高度h,從而可以減小線圈總的分布電容。
特別推薦
- 是否存在有關(guān) PCB 走線電感的經(jīng)驗(yàn)法則?
- 一文看懂電壓轉(zhuǎn)換的級聯(lián)和混合概念
- 第12講:三菱電機(jī)高壓SiC芯片技術(shù)
- 準(zhǔn) Z 源逆變器的設(shè)計(jì)
- 貿(mào)澤電子持續(xù)擴(kuò)充工業(yè)自動化產(chǎn)品陣容
- 低功耗嵌入式設(shè)計(jì)簡介
- 如何通過基本描述找到需要的電容?
技術(shù)文章更多>>
- 聯(lián)發(fā)科與NVIDIA合作 為NVIDIA 個人AI超級計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)NVIDIA GB10超級芯片
- 國產(chǎn)工業(yè)核心零部件崛起背后,華丞電子的智慧與突破
- 歐盟新規(guī)實(shí)施:新車必須安裝
- 破局時效,跨越速運(yùn)領(lǐng)航零擔(dān)快運(yùn)新征途
- 瑞典名企Roxtec助力構(gòu)建安全防線
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
云計(jì)算
云母電容
真空三極管
振蕩器
振蕩線圈
振動器
振動設(shè)備
震動馬達(dá)
整流變壓器
整流二極管
整流濾波
直流電機(jī)
智能抄表
智能電表
智能電網(wǎng)
智能家居
智能交通
智能手機(jī)
中電華星
中電器材
中功率管
中間繼電器
周立功單片機(jī)
轉(zhuǎn)換開關(guān)
自耦變壓器
自耦調(diào)壓器
阻尼三極管
組合開關(guān)