变压器半个绕组的绕法及计算分析个人经验总结.pdfVIP

介绍

电芯上的半圈就是电芯外脚上的一个整圆，它被称为半圈是因为中心脚部分（十

字交叉区）有一个一半？半圈可被用在与变压器圈数比例匹配上。有时因为不小

心就生产出一个半圈来。

把开始键放在轴的一端把结束键放在轴的另一端，不管是有意或是无意中制造了

半圈，很多设计工程师曾有过在氧化铁电芯变压器上用半圈的遭遇，这是因为半

圈引起了在线圈中巨大的电感泄漏，这种泄漏对电源变压器的输出交互调节（稳

压）有害的影响，在（1）（2）中对这种现象有详细介绍。

如要减少因半圈而造成的泄漏并提高输出线圈的交叉调节，可用一个输出流平衡

线圈（如（1）中所述），然而，此输出流平衡线圈增加了成本及复杂性，所以在

氧化铁变压器中很少用到半圈设计，众所周知应用半圈对电源变压器的副作用，

但很多工程师因为在多种多扼流圈和集成电磁铁应用半圈设计而忽视了此点。

半圈引起的漏泄增加对“开孔”电感提升电流和复式输出扼流圈大有好处，而且

在电圈上安装半圈很简单。

这里解释了在持续电流PFC提升电路的输出过滤扼流线圈、输出过滤器中的复

式扼流线圈、及穿孔电感中应用半圈的好处。也介绍了增加泄露的效果，和两个

附加外脚之间流量不平衡的副作用。另外一些关于计算在电芯上应用半圈的作用

及实际效果的介绍。并用图示了如何安装半圈。

2．电芯上的半圈

A．半圈定义：在电芯上附加于线圈上的半圈定义如下：电芯一条外腿上的整圈。

所多的半圈仅附有中心腿的十字交叉区的一半，会在同方向产生电磁流量，

如同中心腿上的全圈所产生的一样。如F1A图所示，两个线圈，一个主线圈

NP和一个#3外腿上有半圈的次线圈NS。如F1B图所示，这是一个电磁等同

线圈。用两个MMF源，NPLP和NSLS代替两个主要线圈，半圈也代表一

个MM源，1XLS，在#3外腿上。R1，R2，R3是分别是三条腿的磁阻。

在加半圈之前，在中心腿上的两个MMF在中心腿上产生磁电流。因为两个

外腿有相同的十字交叉区（中心腿的一半），磁电流被两条外腿平均分配。因

为两个线圈被紧紧地放在一起，除了一些电流流失外电芯中没有其它可泄露

电流的路径。

当在次线圈上增加半圈的时候，增加的MMF，#3腿上的1XLS，会引起两条

外腿（不和中心腿相联）之间引起的电磁电流。两条外腿中间的电磁电流实

际上是电流的泄露，因为它不与主线圈相联。电芯中电流泄露路径会产生两

线圈中更多的电流泄露。

由于半圈产生的电流泄露被视做与一个整圈（此整圈包围着一个外腿，有一

个去掉电芯的中心腿）产生的泄露相同。泄露可通过古典公式（在此公式中，

磁导率U，十字交叉区AE，电芯路径长度L是相关的）来计算。

B．半圈引起的泄露的计算

假设一个电芯有一个相联系的磁导率UR，一个十字交叉区AE。每条腿的长度

是L1，L2，L3如图F2A所示。三条腿的磁阻是：

R1=L1U0URAE，R2=2L2/U0URAE，R3=2L3/U0URAE。

半圈产生的泄露电流穿过两条外腿，L2和L3，但未穿过中心腿。泄露电流与一

个单转相同（此单转缚在一个含#2腿和#3腿的电芯上）。请参照图2B。

电流泄露可以计算如下：

LK=K/IS=1/（R2+R3）=U0URAE/2LT（1）

在这儿LT=L2+L3

所以，加上一个半圈的泄露电流是由电芯的材料和几何尺寸决定的。因为一个典

型的氧化铁电芯比一个粉状铁电芯的磁导率高得多。氧化铁电芯的增加泄露效果

比粉状铁中的半圈引起的泄露明显的多。

由于电流泄露是由在次线圈上的半圈引起的，所计算的泄露LK如图3所示是和

次线圈串联的。如果主线圈的圈次线圈的圈多，NP》NS，如我们在主线圈上所

见，在次线圈上因半圈引起的电流泄露会更大。L1K是次线圈短路情况下在主线

圈所测量的泄露电流。

L1K=[NP/（NS+1/2）]2LK

因为泄露电流不与中心腿相联系，所以不论半圈是否与中心腿上的全圈或更多圈

串联，也不论它是否是一个完整次线圈（假设电芯磁导率不变）半圈所产生的电

流泄露是相同的。

举例：铁氧体EE42/15电芯

AE=1。82平方厘米，L1=3。6CM，L2=L3=7。2CM

假设相关的磁导率UR=2300，由一个半圈所引起的电流泄露是

为区别以上理论分析及计