【導(dǎo)讀】漏感是電機(jī)初次級(jí)在耦合的過程中漏掉的那一部份磁通。變壓器的漏感應(yīng)該是線圈所產(chǎn)生的磁力線不能都通過次級(jí)線圈，因此產(chǎn)生漏磁的電感稱為漏感。漏感在哪？雖然印制電路板上的印制導(dǎo)線以及變壓器的引線端也是漏感的一部分，但大部分漏感在變壓器原邊側(cè)繞組中，尤其是那些與副邊側(cè)繞組有耦合關(guān)系的原邊側(cè)繞組中。
1、什么是漏感
漏感是電機(jī)初次級(jí)在耦合的過程中漏掉的那一部份磁通。
變壓器的漏感應(yīng)該是線圈所產(chǎn)生的磁力線不能都通過次級(jí)線圈,因此產(chǎn)生漏磁的電感稱為漏感。
漏感在哪？雖然印制電路板上的印制導(dǎo)線以及變壓器的引線端也是漏感的一部分，但大部分漏感在變壓器原邊側(cè)繞組中，尤其是那些與副邊側(cè)繞組有耦合關(guān)系的原邊側(cè)繞組中。
漏感是因?yàn)樽儔浩饕唤M線圈到另一組磁通量不完全耦合而產(chǎn)生的電感分量。任何初級(jí)線圈到次級(jí)線圈磁通量沒有耦合的部分會(huì)表現(xiàn)出一個(gè)與初級(jí)串聯(lián)的感性阻抗，因此在原理圖中，漏感表示為在理想變壓器初級(jí)線圈前端一個(gè)而外的電感。
在特定應(yīng)用中，如開關(guān)電源和照明整流器，變壓器的漏感在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中會(huì)產(chǎn)生重要的功能影響。因此，準(zhǔn)確的漏感測(cè)量對(duì)于變壓器制造商來說通常是一項(xiàng)重要的步驟。
理想變壓器
理論上的理想變壓器沒有損耗。電壓比直接為匝數(shù)比，電流比為匝數(shù)比的倒數(shù)（圖1）。
實(shí)際變壓器
在實(shí)際的變壓器中，初級(jí)線圈的某些磁通量不會(huì)耦合到次級(jí)線圈。這些“漏掉”的磁通量不會(huì)參與變壓器的工作，可以表示為額外的與線圈串聯(lián)的感性阻抗（圖 2）。
實(shí)際的變壓器加入空氣間隙
在某些變壓器的設(shè)計(jì)中，漏感必須要在總的電感量占更大的比例，并設(shè)定一個(gè)小的誤差。漏感量比例的增加通常通過在磁芯中引入空氣間隙來實(shí)現(xiàn)，因而降低磁芯的磁導(dǎo)率以及初級(jí)線圈的電感。因此初級(jí)線圈與次級(jí)線圈磁通量不耦合部分所占的比例也會(huì)增加（圖 3）。
那么氣隙是否跟漏感有線性關(guān)系？
下面以一個(gè)例子來說明變壓器漏感與氣隙大小的3種關(guān)系：不變、變大、變小。
見下圖，假設(shè)氣隙1、2、3使得磁阻R1=R2=R3，忽略窗口的那少部分磁通，可知
Φ=Φ1+Φ2。
存在下面3種情況：
1、增加氣隙1，R1>R3，使得Φ1>Φ2，即耦合到Ns的磁通更多，漏感減小。
2、增加氣隙2，R1=R3還是成立，Φ1=Φ2，即耦合到Ns的磁通不變，漏感不變。
3、增加氣隙3，R1<R3，Φ1<Φ2，即耦合到Ns的磁通減少，漏感增大。
變壓器漏感與氣隙大小的關(guān)系，不能簡(jiǎn)單說增大、減小或者不變，得根據(jù)具體的繞組結(jié)構(gòu)，磁芯結(jié)構(gòu)來分析。
決定漏感大小的因素
對(duì)于固定的已經(jīng)制作好的變壓器,漏感與以下幾個(gè)因素有關(guān):
K:繞組系數(shù),正比于漏感,對(duì)于簡(jiǎn)單的一次繞組和二次繞組,取3,如果二次繞組與一次繞組交錯(cuò)繞制,那么,取0.85,這就是為什么推薦三明治繞制方法的原因,漏感下降很多很多,大概到原來的1/3還不到。
Lmt:整根繞線繞在骨架上平均每匝的長(zhǎng)度.所以,變壓器設(shè)計(jì)者喜歡選擇磁心中柱長(zhǎng)的磁心.繞組越寬,漏感就越減小.把繞組的匝數(shù)控制在最少的程度,對(duì)減小漏感非常有好處.匝數(shù)對(duì)漏感的影響是二次方的關(guān)系。
Nx:繞組的匝數(shù)。
W:繞組寬度,剛才已經(jīng)說過了.大家可以拿一個(gè)很普通的BOBIN來分析一下。
Tins:繞線絕緣厚度。
bW:制作好的變壓器所有繞組的厚度。
2、漏感的危害與防護(hù)
漏感是指沒有耦合到磁心或者其他繞組的可測(cè)量的電感量.它就像一個(gè)獨(dú)立的電感串入在電路中.它導(dǎo)致開關(guān)管關(guān)斷的時(shí)候DS之間出現(xiàn)尖峰.因?yàn)樗拇磐o法被二次側(cè)繞組匝鏈。
漏感可看作與變壓器原邊側(cè)電感串聯(lián)的寄生電感。所以，在開關(guān)管關(guān)斷瞬間，這兩個(gè)電感中的電流都是Ipkp，即原邊側(cè)峰值電流。
但是，在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，原邊側(cè)電感能量可以通過互感轉(zhuǎn)移到副邊（通過輸出二極管）釋放，但漏感能量無處可去。
因此，它會(huì)以巨大的電壓尖峰形式來“發(fā)泄怨氣"。見圖。
如果不盡力吸收這些漏感能量，尖峰會(huì)很高，將造成開關(guān)管損壞既然這些能量肯定不能傳輸?shù)礁边厒?cè)，那就只有兩種選擇：要么設(shè)法回饋至輸人電容，要么設(shè)法消耗掉（損耗）。簡(jiǎn)單起見，通常選擇后者。一般可直接采用穩(wěn)壓管鉗位方法，如圖所示。
當(dāng)然，穩(wěn)壓管電壓必須根據(jù)開關(guān)管所能承受的最大電壓來選擇注意，出于一些原因（特別是效率），最好把穩(wěn)壓管與阻塞二極管串聯(lián)后，并聯(lián)在原邊側(cè)繞組上，如圖所示。
另外一種方法是，運(yùn)用電容并聯(lián)電阻的方式實(shí)現(xiàn)RCD；在大部分低功率應(yīng)用場(chǎng)合都會(huì)采用簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)的RCD鉗位電路來減緩電壓尖峰。
因此RCD鉗位電路以其簡(jiǎn)潔易實(shí)現(xiàn)多用于小功率場(chǎng)合。圖 1和圖 2分別為反激電路中的RCD鉗位電路和電容C兩端的電壓波形。
引入RCD鉗位電路，目的是消耗漏感能量，但不能消耗主勵(lì)磁電感能量，否則會(huì)降低電路效率，因此在電路設(shè)計(jì)調(diào)試過程中要選擇恰當(dāng)?shù)腞及C的值，以使其剛好消耗掉漏感能量。下面將分析其工作原理。
當(dāng)開關(guān)管Q關(guān)斷時(shí)，變壓器初級(jí)線圈電壓反向，同時(shí)漏感LK釋放能量直接對(duì)C進(jìn)行充電，電容C電壓迅速上升，二極管D截止后C通過R進(jìn)行放電
若C值較大，C上電壓緩慢上升，副邊反激過沖小，變壓器能量不能迅速傳遞到副邊；若C值特別大，電壓峰值小于副邊反射電壓，則鉗位電容上電壓將一直保持在副邊反射電壓附近，即鉗位電阻變?yōu)樨?fù)載，一直在消耗磁芯能量，此時(shí)電容兩端波形如圖 (a)所示。
電容兩端波形
若RC過小，則電容C充電較快，且C將通過電阻R很快放電，整個(gè)過程中漏感能量消耗很快，在Q開通前鉗位電阻則成為變壓器的負(fù)載，消耗變壓器存儲(chǔ)的能量，降低效率，電容C兩端波形如圖 (b)所示。
若RC值取值比較合適，到開關(guān)管Q再次開通時(shí)，電容C上電壓剛好放到接近于變壓器副邊反射的電壓，此時(shí)鉗位效果較好，電容C兩端波形如圖 (c)所示。
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