开关变压器第十四讲 分布电容分析
开关电源变压器的分布电容(二)
开关电源变压器的分布电容(二)
为了更好地对多层线圈的分布电容进一步进行分析，我们把（2-114）式改写成一个静态电容与一个动态系数相乘的形式，即：
当变压器的线圈为多层时，我们只需反复利用（2-117）式来对相邻两层之间的分布电容独立进行计算，然后把结果相加即可。
如果一定要写出计算多层线圈分布电容的表达式，则变压器多层线圈的分布电容可表示为：
式中，为第i层与i+1层线圈之间的静态电容，i= 1、2、3、• • •、n ，n为所求总分布电容的变压器初级线圈或次级线圈的层数；gi为第i 层与i+1层线圈之间的平均周长；kui为第i 层与i+1层线圈之间分布电容的动态系数；
Ui为第i层与i+1层线圈之间的标准电位差，其值一般等于相邻两层线圈工作电压之和，即：Ui=2U/n ，U为变压器初级线圈或次级线圈两端的工作电压；Uai、Ubi分别为第i层与i+1层线圈之间x=0和x=h处对应的电位差；对于如图2-42-a线圈接法，Uai= 0，Ubi=Ui ；对于如图2-42-b线圈接法，Uai=Ubi =Uio/2。
一般开关电源变压器初级线圈的层数很少超过4层的，因此，我们在这里分别列出三层、四层初级线圈分布电容的计算结果。
为了计算简单，我们假设三层线圈的匝数以及工作电压均相等，三层线圈的平均周长gi用中间一层线圈的周长来代替，即用第二层线圈的周长g2代之；三层线圈的层间距离均相等，均等于d。
同理，对于四层线圈的条件也基本相同，但线圈平均周长。
共模电感的分布电容
共模电感的分布电容共模电感是一种常用的电子元件，用于电路中的滤波和抑制共模干扰。
在理解共模电感之前，我们首先需要了解分布电容的概念。
分布电容是指电感器或者传输线上的两个导体之间的电容。
当两个导体之间存在电压差时，会在它们之间形成电场，从而产生电容。
分布电容是由于导体之间的几何形状和相对位置而产生的。
在共模电感中，分布电容起到了重要的作用。
共模电感是指两个线圈紧密地绕在同一个磁芯上，且两个线圈的方向相同。
这样的设计可以使得共模电感对于同相信号有较高的电感值，而对于反相信号有较低的电感值。
在共模电感中，分布电容可以通过一些方法进行抑制。
首先，可以通过增加线圈之间的绕组间隔来减小分布电容。
这样可以减小线圈之间的电场强度，从而降低分布电容的大小。
其次，可以通过选择合适的线圈材料来减小分布电容。
一些材料具有较低的介电常数，可以减小线圈之间的电场强度，从而降低分布电容的大小。
另外，还可以通过改变线圈的几何形状来减小分布电容。
例如，可以采用螺旋线圈或者扁平线圈来减小分布电容。
这样可以使得线圈之间的绕组更加紧密，从而减小分布电容的大小。
共模电感中的分布电容对于共模干扰的抑制起到了重要的作用。
共模干扰是指在信号传输过程中，由于信号线和地线之间存在不完全匹配或者其他因素导致的干扰。
这种干扰会使得信号质量下降，甚至影响整个系统的正常工作。
共模电感通过增加对于同相信号的阻抗，从而减小共模干扰的影响。
当信号通过共模电感时，同相信号会被共模电感产生的高阻抗所阻断，从而减小了共模干扰的影响。
总结起来，共模电感中的分布电容是一个重要的因素。
通过合适的设计和选择材料，可以有效地减小分布电容的大小，从而提高共模电感对于同相信号的阻断能力。
这样可以有效地抑制共模干扰，提高系统的性能和可靠性。
变压器的漏感与分布电容影响分析
变压器的漏感与分布电容影响分析漏感与分布电容对输出波形的影响开关电源变压器一般可以等效成图2-43所示电路。
在图2-43中，Ls为漏感，也可称为分布电感，Cs为分布电容，为励磁电感，R为等效负载电阻。
其中分布电容Cs还应该包括次级线圈等效到初级线圈一侧的分布电容，即次级线圈的分布电容也可以等效到初级线圈回路中。
图2－43 开关电源变压器等效电路设次级线圈的分布电容为C2，等效到初级线圈后的分布电容为C1，则有下面关系式：上式中，Wc2为次级线圈分布电容C2存储的能量，Wc1为C2等效到初级线圈后的分布电容C1存储的能量；U1、U2分别为初、次级线圈的电压，U2 = nU1，n = N2/N1为变压比，N1 、N2分别为初、次级线圈的匝数。
由此可以求得C1为：C1 = n2C2 （2-121）（2-120）式不但可以用于对初、次级线圈分布电容等效电路的换算，同样可以用于对初、次级线圈电路中其它电容等效电路的换算。
所以，C2亦可以是次级线圈电路中的任意电容，C1为C2等效到初级线圈电路中的电容。
由此可以求得图2-43中，变压器的总分布电容Cs为：Cs = Cs1 + C1 = Cs1 +n2C2 （2-122）(2-122)式中，Cs为变压器的总分布电容，Cs1为变压器初级线圈的分布电容；C1为次级线圈电路中总电容C2（包括分布电容与电路中的电容）等效到初级线圈电路中的电容；n = N2/N1为变压比。
图2-43开关变压器的等效电路与一般变压器的等效电路，虽然看起来基本没有区别，但开关变压器的等效电路一般是不能用稳态电路进行分析的；即：图2-43中的等效负载电阻不是一个固定参数，它会随着开关电源的工作状态不断改变。
例如，在反激式开关电源中，当开关管导通时，开关变压器是没有功率输出的，即负载电阻R等于无限大；而对于正激式开关电源，当开关管导通时，开关变压器是有功率输出的，即负载电阻R既不等于无限大，也不等于0 。
小只推荐：变压器的绕制工艺之变压器分布电容
小只推荐：变压器的绕制工艺之变压器分布电容
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来；此句是中国流传下来的一句古训，喻为如果想要取得成绩，获取成就，就要能吃苦，勤于锻炼，这样才能靠自己的努力赢得胜利。
各个行业皆是如此。
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本文来自心中有冰的精华帖。
--------小编语。
变压器绕组绕在磁芯骨架上，特别是饶组的层数较多时，不可避免的会产生分布电容，由于变压器工作在高频状态下，那幺这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响，如引起波形产生振荡，EMC变差，变压器发热等。
所以，我们很有必要对变压器的分布电容研究一下，下面我们就对这个分布电容来展开讨论。
分布电容既然有危害，那幺我们就要设法减小这个分布电容的影响，首先我们来分析下分布电容的组成。
变压器的分布电容主要分为4个部分：绕组匝间电容、层间电容、绕组电容、杂散电容，下面我们来分别介绍。
首先：绕组匝间电容
我们知道电容的基本构成就是两块极板，当两块极板加上适当的电压时，极板之间就会产生电场，并储存电荷。
那幺，我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢？答案是可以的，这个电容就是绕组匝间电容。
以变压器初级绕组为例，当直流母线电压加在绕组两端时，各绕组将平均。
变压器中的分布参数
100
7.6 f
6.6 25 f
铜导线的穿透深度与频率和温度的关系
(1)如果两根导线代替一根，细导线的直径为
d2=0.70d1
d2 d1 / 2
d2 d1
单导线的穿透截面积 两根并联导线的穿透截面积
（2）线圈的并联 当线圈需要流过大电流时，如果采用线圈 并联，能否真的解决大电流问题呢？
不并联电流流过每个导线 并联后电流集中在靠近一侧 磁芯
外层没有高频 电流，只有内 层有电流。 等于没有并联
副边线圈
原边线圈
（a）加大线圈窗口宽度b
增加磁芯窗口宽度b w
磁芯
副边线圈
原边线圈
图1
1 2 Wm 0 H w / b 2
2011年11月12日电源网技术交流会
专题报告：变压器中的分布参数及线圈
南京航空航天大学 周洁敏 Jieminzh@
变压器的分布参数
一、变压器线圈的漏感 二、高频变压器线圈的电磁现象
三、分布电容
一、变压器线圈的漏感 1、漏磁产生的理论基础 2、变压器磁芯的漏磁分析 3、变压器减少漏磁的主要方法
第2层 P2 i Re 2 i R (2i) R 5Ri , Re 2 5R
2 2 2 2
2 2 2 2 P i R (3 i ) R (2 i ) R 13 Ri , Re3 13R 第3 层 3 e3
第m层 Pm [(m 1) m ]P 1
2 2
高频电流iA 高频电流iB
两根导线厚度a 大于穿透深度Δ ，流过相反的 且相等的高频电流iA和iB时，导体中电流挤在 两导体靠近的一边，这就是邻近效应。
分布电容的产生和影响
分布电容的产生和影响摘要：在电感线圈和地间、匝和匝之间都会有分布电容的存在，它的产生和存在会给线圈品质因数、总损耗电阻等带来明显的变化。
而在变压器中，分布电容则存在于初次、次级之间，它会通过变压器来耦合，这就直接对变压器的高频隔离性能，造成了影响。
基于上述种种情况的产生，本文将针对分布电容的产生和影响，进行详细的阐述与探究。
关键词：分布电容；产生；影响前言：分布电容的产生除了会对电感线圈、变压器等造成影响之外，对于电容式油量传感器输出变压器的影响，也是十分显著的。
电容式油量传感器的输出变压器层间分布电容，会直接影响音频信号其抗电磁干扰能力的高频，并使信号其衰减，进而就会使整个频带内的音频信号，出现不均匀传输的情况。
由此也就能够看出分布电容产生，所造成的影响。
1分布电容的产生分布电容的产生、存在位置，是在两个存在电压差，但是这二者之间又相互绝缘的导体之间。
而分布电容本身所指的是由非电容形态形成的一种分布参数。
由此也就能够得出，“分布电容”是在任意电路中存在的，需要进行区分的，仅仅是分布电容大小的问题[1]。
一旦处于高频率的情况中，分布电容所产生的影响，就需要相关工作人员，进行重点的关注，尤其是在精密仪器的运转、高频电路的运行中，需要特备特别注重相应控制措施的采取与利用，这样才能够有效降低因分布电容而造成的影响。
其中，需要重点关注的是，分布电容的大小由电缆的绝缘材料、长度尺寸等决定。
例如，在两根传输线间，每根都被空气介质隔绝了与地的连接，因此，也就有电容的产生和存在。
2分布电容的产生的影响分析2.1交流电机中分布电容的影响电机本身具备价格低廉、结构简单、环境适应能力强等优势，在工业生产的应用中，十分广泛。
而在变频技术得到充分利用之后，逆变器的电力电子器件，在高速开通与关断的过程中，所产生谐波电压频率，在PWM变频器的倍数频率、载波频率附近，是比工频频率（50Hz）要大出许多的。
而这部分谐波电压的产生，就会和电机分布电容之间，有回路的构成。
旁路电容、分布电容、寄生电容
旁路电容可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容，称做“旁路电容”。
例如当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时，要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级，而不需要高频信号进入，则在该级的输出端加一个适当大小的接地电容，使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉（这是因为电容对高频阻抗小），而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大。
众所周知，带电电缆、变压器对地都有一定的分布电容，而分布电容大小取决于电缆的几何尺寸、电缆的长度和绝缘材料等，它由两个存在压差而又相互绝缘的导体所构成。
所以我们探讨分布电容的电流补偿对开关的设计是有着重要意义的。
必须注意到的是，不只是电容器中才具有电容，实际上两导体之间都存在电容。
例如，两根传输线之间，每跟传输线与大地之间，都是被空气介质隔开的，所以，也都存在着电容。
一般情况下，这个电容值很小，它的作用可忽略不计，如果传输线很长或所传输的信号频率高时，就必须考虑这电容的作用，另外在电子仪器中，导线和仪器的金属外壳之间也存在电容。
上述这些电容通常叫做分布电容，虽然它的数值很小，但有时却会给传输线路或仪器设备的正常工作带来干扰。
寄生的含义就是本来没有在那个地方设计电容，但由于布线构之间总是有互容，互感就好像是寄生在布线之间的一样，所以叫寄生电容。
寄生电容一般是指电感，电阻，芯片引脚等在高频情况下表现出来的电容特性。
实际上，一个电阻等效于一个电容，一个电感，和一个电阻的串连，在低频情况下表现不是很明显，而在高频情况下，等效值会增大，不能忽略。
在计算中我们要考虑进去。
ESL就是等效电感，ESR就是等效电阻。
不管是电阻，电容，电感，还是二极管，三极管，MOS管，还有IC，在高频的情况下我们都要考虑到它们的等效电容值，电感值。
寄生的含义就是本来没有在那个地方设计电容,但由于布线构之间总是有互容,互感就好像是寄生在布线之间的一样,所以叫寄生电容.ESL是英文缩写:equivalent serial inductance(L),即等效串连电感.一般来说在低频段,器件的管脚引线以及PCB布线都可以等效为无阻抗的,但是高频段,这些东西开始呈现出电感的特性,频率越高,阻抗也开始增大,所以抽象为等效串连电感.。
分布电容
0 引言近年来，开关电源以其效率高、体积小、输出稳定性好的优点而迅速发展起来。
但是，由于开关电源工作过程中的高频率、高d i/d t和高d v/d t使得电磁干扰问题非常突出。
国内已经以新的3C认证取代了CCIB和CCEE认证，使得对开关电源在电磁兼容方面的要求更加详细和严格。
如今，如何降低甚至消除开关电源的EMI问题已经成为全球开关电源设计师以及电磁兼容（EMC）设计师非常关注的问题。
本文讨论了开关电源电磁干扰形成的原因以及常用的EMI抑制方法。
1 开关电源的干扰源分析开关电源产生电磁干扰最根本的原因，就是其在工作过程中产生的高d i/d t和高d v/d t，它们产生的浪涌电流和尖峰电压形成了干扰源。
工频整流滤波使用的大电容充电放电、开关管高频工作时的电压切换、输出整流二极管的反向恢复电流都是这类干扰源。
开关电源中的电压电流波形大多为接近矩形的周期波，比如开关管的驱动波形、MOSFET漏源波形等。
对于矩形波，周期的倒数决定了波形的基波频率；两倍脉冲边缘上升时间或下降时间的倒数决定了这些边缘引起的频率分量的频率值，典型的值在MHz范围，而它的谐波频率就更高了。
这些高频信号都对开关电源基本信号，尤其是控制电路的信号造成干扰。
开关电源的电磁噪声从噪声源来说可以分为两大类。
一类是外部噪声，例如，通过电网传输过来的共模和差模噪声、外部电磁辐射对开关电源控制电路的干扰等。
另一类是开关电源自身产生的电磁噪声，如开关管和整流管的电流尖峰产生的谐波及电磁辐射干扰。
如图1所示，电网中含有的共模和差模噪声对开关电源产生干扰，开关电源在受到电磁干扰的同时也对电网其他设备以及负载产生电磁干扰（如图中的返回噪声、输出噪声和辐射干扰）。
进行开关电源EMI/EMC设计时一方面要防止开关电源对电网和附近的电子设备产生干扰，另一方面要加强开关电源本身对电磁骚扰环境的适应能力。
下面具体分析开关电源噪声产生的原因和途径。
图1 开关电源噪声类型图1.1 电源线引入的电磁噪声电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。
第十四讲：隔离DCDC变换电路
L
VD2
C
R Uo
S1
W11 W12 S2
VD1
W21 W22
L C
VD3 S
R Uo
U in
VD2
图4.25 正激电路原理图
图4.35 推挽电路原理图
20
3、 推挽（Push-Pull）电路 ——电路连续工作模式
（1）t0~t1时段（S1导通状态）
☞电感电流线性上升，增 加量：
o
t
N 2 ton N2 D Uo U in U in N1 toff N1 1 D
uS
o
U in
N1 Uo N2
t
t0
t1
t2
t
（4）S承受的最大电压：
14
N1 u S U in Uo N2
图4.31 反激电路电流连续时主要电 压、电流波形
2、 反激（Flyback）电路 ——电路断续工作模式
第十四讲：隔离DC/DC变换电路 1、 正激电路
2、 反激电路 3、 推挽电路 4、 半桥电路 5、 全桥电路
重点掌握：1、2、3
1
1、 正激（Forward）电路
——电路结构分析
☞ 根据变压器的磁芯磁复位方法的不同，正激电路包含多种 不同的拓扑结构。其中，在电路输入端接复位绕组是最基本 的磁芯磁复位方法。 ☞ 隔离变压器为高频变压器，有三个绕组，标有“•”的一端为 同名端。 VD3是复位绕组的串连二极管。 原边绕组W1，匝数N1 副边绕组W2，匝数N2 复位绕组W3，匝数N3 ☞开关S采用PWM控制方式、 VD1是输出整流二极管、 VD2是续流二极管、L和C是 输出滤波电感和滤波电
toff trst
精讲变压器的“寄生参数”——漏感与分布电容
精讲变压器的“寄生参数”——漏感与分布电容
本文主要为大家讲解一下变压器中的两个寄生参数，漏感与分布电容。
从定义到产生的原因，以及危害等多方面进行讲解。
大家好好学习吧！下面
先来介绍一下漏感的相关知识。
漏感的定义
漏感是电机初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通
变压器的漏感应该是线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈,因此产生漏
磁的电感称为漏感。
漏感产生的原因
漏感的产生是由于某些初级（次级）磁通没有通过磁芯耦合到次级（初级），而是通过空气闭合返回到初级（次级）。
导线的电导率大约为空气电导率的109倍，而变压器用的铁氧体磁芯材料
的磁导率大约只有空气磁导率的104倍。
因此磁通在通过铁氧体磁芯构成的
磁路时，就会有一部分漏入空气，在空气中形成闭合磁路，从而产生漏磁。
而且随着工作频率的提高，所使用的铁氧体磁芯材料的磁导率会降低。
因此
在高频下，这种现象更为明显。
漏感的危害 
漏感是开关变压器的一项重要指标，对开关电源性能指标的影响很大，漏
感的存在，当开关器件截止瞬间会产生反电动势，容易把开关器件过压击穿；漏感还可以与电路中的分布电容以及变压器线圈的分布电容组成振荡回路，
使电路产生振荡并向外辐射电磁能量，造成电磁干扰。
影响漏感的因素 
对于固定的已经制作好的变压器，漏感与以下几个因素有关：。
分布电容
分布电容
除电容器外，由于电路的分布特点而具有的电容叫分布电容。
分布电容往往都是无形的，例如线圈的相邻两匝之间，两个分立的元件之间，两根相邻的导线间，一个元件内部的各部分之间，都具有一定的电容。
它对电路的影响等效于给电路并联上一个电容器，这个电容值就是分布电容。
在低频交流电路中，分布电容的容抗很大，对电路的影响不大，因此在低频交流电路中，一般可以不考虑分布电容的影响，但对于高频交流电路，分布电容的影响就不能忽略。
1.电感线圈的分布电容
线圈的匝和匝之间、线圈与地之间、线圈与屏蔽盒之间以及线圈的层和层之间都存在分布电容。
分布电容的存在会使线圈的等效总损耗电阻增大，品质因数Q降低。
高频线圈常采用蜂房绕法，即让所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈称为蜂房式线圈。
线圈旋转一周，导线来回弯折的次数，称为折点数。
蜂房绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电感量。
蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制的，折点数越多，分布电容越小。
2.变压器的分布电容
变压器在初级和次级之间存在分布电容，该分布电容会经变压器进行耦合，因而该分布电容的大小直接影响变压器的高频隔离性能。
也就是说，该分布电容为信号进入电网提供了通道。
所以在选择变压器时，必须考虑其分布电容的大小。
3.输出变压器层间分布电容
输出变压器层间分布电容对音频信号的高频有极大的衰减作用，直接导致音频信号在整个频带内不均匀传输，是音频信号失真增大的主要因数。
为了削弱极少的分布电容就要采用初级每层分段的特殊绕法，以降低分布电容对音频信号的衰减。
变压器的分布电容
变压器绕制工艺之变压器分布电容/article/83/147/2010/20101203227173.html变压器绕组绕在磁芯骨架上，特别是饶组的层数较多时，不可避免的会产生分布电容，由于变压器工作在高频状态下，那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响，如引起波形产生振荡，EMC变差，变压器发热等。
所以，我们很有必要对变压器的分布电容狠狠的研究一把，下面我们就对这个分布电容来展开讨论。
分布电容既然有危害，那么我们就要设法减小这个分布电容的影响，首先我们来分析下分布电容的组成。
变压器的分布电容主要分为4个部分：绕组匝间电容，层间电容，绕组电容，杂散电容，下面我们来分别介绍。
首先讲讲绕组匝间电容我们知道电容的基本构成就是两块极板，当两块极板加上适当的电压时，极板之间就会产生电场，并储存电荷。
那么，我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢?答案是可以的，这个电容就是绕组匝间电容。
以变压器初级绕组为例，当直流母线电压加在绕组两端时，各绕组将平均分配电压，每匝电压为 Vbus/N，也就是说每匝之间的电压差也是Vbus/N。
当初级MOS管开关时，此电压差将对这个匝间电容反复的充放电，特别是大功率电源，由于初级匝数少，每匝分配的电压高，那么这个影响就更严重。
但总的来说，匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说，几乎可以忽略。
要减小这个电容的影响，我们可以从电容的定义式中找到答案：C=εS/4πkd其中 C:绕组匝间电容量ε：介电常数，由两极板之间介质决定S：极板正对面积k：静电力常量d：极板间的距离从上式我们可以看出，可以选用介电常数较低的漆包线来减小匝间电容，也可以增大绕组的距离来减小匝间电容，如采用三重绝缘线。
接下来我们来看看看绕组的层间电容，这里的层间电容指的是每个单独绕组各层之间的电容。
我们知道，在计算变压器时，一般会出现单个绕组需要绕2层或2层以上，那么此时的每2层之间都会形成一个电场，即会产生一个等效电容效应，我们把这个电容称为层间电容。
变压器小结：变压器中的分布电容与屏蔽
变压器小结：变压器中的分布电容与屏蔽时间：2010-01-22 2199次阅读【网友评论2条我要评论】收藏实际电路都是由非理想元件组成的，在设计中可能会遇到许多预料不到的情况。
在调试如图1所示的普通全桥电源时，输出不是料想中平稳的波形，而是不时发生间歇振荡，并发出“吱吱”声，有时甚至会烧毁开关管。
对电路进行分析后未发现结构上可能导致不稳定的因素，于是改变输出采样的电压比，将输出调定在半电压24V上，使用90V的输入直流电压，在保证功率管安全的情况下进行调试。
待电路工作正常后，再缓慢升高输入直流电压，经过多次试验，发现当Ui为180～250V时就可能引发振荡，最后判定是驱动变压器各个绕组之间的分布电容在捣乱。
两只开关管的电容分布如图2所示，其中C2是绕组NA的下端M与NB的上端P 间的分布电容。
当驱动变压器的绕组NA输出正脉冲时NB输出负脉冲，TA管由截止转为饱和导通，于是TA管的源极即M点的电位急速升高，并通过电容C2提升NB绕组上端P的电位，升高的数值与两个绕组的分布电容C1、C2、C3有关，还和P点到地的高频阻抗以及M点电位上升的速度有关。
如果提升的数值大于NB绕组自身的负脉冲幅度，就会引发TB管的瞬时导通，从而出现前面所述的间歇振荡。
其他各管导通时也会有类似情况发生。
解决电磁干扰一般有三种途径，一是降低干扰源的强度，二是增强被驱动的MOS 管的抗干扰能力，三是阻隔干扰的通路。
在本例中，干扰源就是变压器要传递的脉冲，这是无法降低的。
给驱动加上负压，可以大大增强MOS管的抗干扰能力，这种方法为许多电源所采用。
本例采用第三种方法，即在驱动变压器的各绕组间加绕屏蔽层，其结构如图3所示，共5个绕组和5个屏蔽层。
整个变压器包括屏蔽层从左向右逐层绕制，N1接到控制回路的地；两个下管驱动绕组由于电位变化不大，同时与N2连接，实际上是接到了功率地；N3和N4将上管绕组NA包了起来，并与NA的异名端相接；N5将绕组ND与NA隔离。
传导分布电容
传导分布电容
传导分布电容是指在一定的介质中，距离比较远的两个导体（或一个导体和地面）之间，在静电场作用下形成的电容器。
这种电容的导体可以是线性的，呈现出分布式的电容特性。
在高频场合或微纳米尺度下，分布电容的影响逐渐显著。
需要注意的是，在电子及电器线路中，并不是只有电容器才有电容。
实际上，在任何两个通电导体之间都存在电容，例如电力输电线之间、输电线与大地之间、晶体管各引脚之间以及元件与元件之间等。
此外，导线和仪器的金属外壳之间也存在电容。
这些电容虽然数值很小，但有时却会对传输线路或仪器设备的正常工作产生干扰。
在高频电路和精密仪器中，分布电容的影响尤为重要。
因此，在这些领域需要特别注意采取措施来降低分布电容的影响。
例如，在印制板或其他形态的电路形式中，分布电容一般是指在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。
为了减小分布电容的影响，可以采取一些措施，如减小导体的尺寸、增加导体间的距离、使用低介电常数的介质等。
总之，传导分布电容是电子及电器线路中普遍存在的一种现象。
了解其特性和影响，对于电子工程师来说是非常重要的。
在实际应用中，需要综合考虑各种因素，采取适当的措施来减小分布电容的影响，从而保证电路的正常工作和性能稳定。
变压器的分布电容
变压器绕制工艺之变压器分布电容变压器绕组绕在磁芯骨架上，特别是饶组的层数较多时，不可避免的会产生分布电容，由于变压器工作在高频状态下，那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响，如引起波形产生振荡，EMC变差，变压器发热等。
所以，我们很有必要对变压器的分布电容狠狠的研究一把，下面我们就对这个分布电容来展开讨论。
分布电容既然有危害，那么我们就要设法减小这个分布电容的影响，首先我们来分析下分布电容的组成。
变压器的分布电容主要分为4个部分：绕组匝间电容，层间电容，绕组电容，杂散电容，下面我们来分别介绍。
首先讲讲绕组匝间电容我们知道电容的基本构成就是两块极板，当两块极板加上适当的电压时，极板之间就会产生电场，并储存电荷。
那么，我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢答案是可以的，这个电容就是绕组匝间电容。
以变压器初级绕组为例，当直流母线电压加在绕组两端时，各绕组将平均分配电压，每匝电压为 Vbus/N，也就是说每匝之间的电压差也是Vbus/N。
当初级MOS管开关时，此电压差将对这个匝间电容反复的充放电，特别是大功率电源，由于初级匝数少，每匝分配的电压高，那么这个影响就更严重。
但总的来说，匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说，几乎可以忽略。
要减小这个电容的影响，我们可以从电容的定义式中找到答案：C=εS/4πkd其中 C:绕组匝间电容量ε：介电常数，由两极板之间介质决定S：极板正对面积k：静电力常量d：极板间的距离从上式我们可以看出，可以选用介电常数较低的漆包线来减小匝间电容，也可以增大绕组的距离来减小匝间电容，如采用三重绝缘线。
接下来我们来看看看绕组的层间电容，这里的层间电容指的是每个单独绕组各层之间的电容。
我们知道，在计算变压器时，一般会出现单个绕组需要绕2层或2层以上，那么此时的每2层之间都会形成一个电场，即会产生一个等效电容效应，我们把这个电容称为层间电容。
如下图：电容C就是层间电容层间电容是变压器的分布电容中对电路影响最重要的因素，因为这个电容会跟漏感在MOSFET开通于关闭的时候，产生振荡，从而加大MOSFET与次级Diode的电压应力，使EMC 变差。
开关电源高频变压器电容效应建模与分析
开关电源高频变压器电容效应建模与分析【摘要】开关电源在电子领域中越来越重要，其已经逐渐成为各种电子设备不可或缺的一部分，因其微小化和高效化等特点，促使其代替变压器，更好的应用于设备中。
但是，开关电源并不是非常的完善，其中的高频变压器能够产生磁性干扰，促使开关电源高频化和高密度化受阻，高频变压器电容就是影响因素之一，其所形成的磁性能够直接干扰开关电源。
最佳的解决办法就是调整和优化变频器电容的效应的建模。
这正是本文研究的重点。
【关键词】开关电源；高频变压器；电容效应一、开关电源及其中的高频变压器所谓开关电源是利用现代电力电子技术，控制快关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。
通常开关电源是由脉冲宽度调制控制IC和MOSFET构成的。
它具有造型小、应用方便、重量轻、效率高、危险性低等特点，促使其已经广泛的应用于各种电子设备中，成为当下这个雄心时代中电子领域不可或缺的一种电源方式。
目前开关电源主要分为两大类，即微型低功率开关电源和反转式串联开关电源。
微型低功率开关电源。
它的出现正好满足人们对开关电源微型化、高效化、方便等方面的需求，这是得微型低功率开关电源快速的代替变压器而广泛的应用于各种电子设备中。
反转式串联开关电源。
它所输出的电压是负电压，并且能够像负载输出电流，这是一般串联式开关所无法企及的。
另外，相对于一般串联式开关电源来说，他所输出的电流小于一般串联式开关电源的一倍，能够有效的节约电量的使用，实现长时间供电。
高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源变压器。
它是开关电源最主要的组成部分，直接决定快关电源的应用效果。
在开关电源中高频变压器主要的工作原理是当初级线圈游交流电流通过时磁芯产生交流磁通，促使次级线圈中感应出电压，再向外传输。
二、开关电源高频变压器电容效应建模与分析高频变压器作为开关电源的重要组成部分，其能够促使开关电源具有良好应用性的同时也会给开关电源带来一定的影响，阻碍开关电源进一步高频化和高密度化。
变压器的分布电容
变压器绕制工艺之变压器分布电容变压器绕组绕在底芯骨架上，特别是饶组的层数较多时，不可避免的会产生分布电容，由于变压器工作在高频状态下•那么这些分布电容对变压器的工作状态将产生非常大的影响，如引起波形产生振荡， EMC变差，变压器发热等。
所以，我们很有必要对变压器的分布电容狠狠的研究一把，下面我们就对这个分布电容来展开讨论。
分布电容既然有危害，那么我们就要设法减小这个分布电容的影响，首先我们来分析下分布电容的组成。
变压器的分布电容主要分为4个部分：绕组匝间电容.层间电容，绕组电容，杂散电容，下面我们来分别介绍。
首先讲讲绕组匝间电容我们知道电容的基本构成就是两块极板，当两块极板加上适当的电压时，极板之间就会产生电场，并储存电荷。
那么，我们是否可以把变压器相邻两个绕组看成连个极板呢答案是可以的，这个电容就是绕组匝间电容。
以变压器初级绕纽为例，当直流母线电压加在绕组两端时，各■绕组将平均分配电压，每匝电压为VbUs/N迪就是说毎匝之间的电压差也是Vbus/N<j当初级MoS管开尖时，此电压差将对这个匝间电容反复的充放电，特别是大功率电源，由于初级匝数少，每匝分配的电压高，那么这个影响就更严重。
但总的来说，匝间电容的影响相对于其他的分布电容来说，几乎可以忽略。
要减小这个电容的影响，我们可以从电容的定狡式中找到答案：C= e S/4 兀 kd其中C：绕组匝间电容量e :介电常数，由两极板之间介质决定S:极板正对面积k：静电力常量d：极板间的距离从上式我们可以看出，可以选用介电常数较低的漆包线来减小匝间电容，也可以增大绕组的距离来减小匝间电容，如釆用三重绝缘线。
接下来我们来看看看绕组的层间电容，这里的层间电容指的是毎个单独绕组各层之间的电容。
我们知道，在计算变压器时，一般会出现单个绕纽需要绕2层或2层以上，那么此时的每2层之间都会形成一个电场，即会产生一个等效电容效应，我们把这个电容称为层间电容。
如下图：电容C就是层间电容层间电容是变压器的分布电容中对电路影响置重要的因素，因为这个电容会跟漏感在MOSFET开通于尖闭的时候，产生振荡，从而加大MOSFET与次级Diode的电压应力，使EMC变差。
分布电容
电容器选用及使用注意事项1，一般在低频耦合或旁路，电气特性要求较低时，可选用纸介、涤纶电容器；在高频高压电路中，应选用云母电容器或瓷介电容器；在电源滤波和退耦电路中，可选用电解电容器。
2，在振荡电路、延时电路、音调电路中，电容器容量应尽可能与计算值一致。
在各种滤波及网（选频网络），电容器容量要求精确；在退耦电路、低频耦合电路中，对同两级精度的要求不太严格。
3，电容器额定电压应高于实际工作电压，并要有足够的余地，一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器。
4，优先选用绝缘电阻高，损耗小的电容器，还要注意使用环境。
电容的作用滤波作用在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰。
耦合作用在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合．为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。
电容的重要性汹涌的河水流入到湖泊中,再让它流出来,那就显得平静而柔和了.电容就应该是充当了湖泊的作用吧.让电流更纯净没有杂波.所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。
电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。
另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。
在计算机系统的主板、插卡、电源的电路中，应用了电解电容、纸介电容和瓷介电容等几类电容，并以电解电容为主。
纸介电容是由两层正负锡箔电极和一层夹在锡箔中间的绝缘蜡纸组成，并拆叠成扁体长方形。
开关变压器第十四讲 分布电容分析
开关变压器第十四讲分布电容分析
开关变压器第一讲变压器基本概念与工作原理
开关变压器第二讲秒伏容量和线圈匝数的计算
开关变压器第三讲变压器线圈电感量计算
开关变压器第四讲直流脉冲对铁芯的磁化
开关变压器第五讲交流脉冲对铁芯的磁化
开关变压器第六讲导磁率的测量计算
开关变压器第七讲铁芯磁滞损耗分析
开关变压器第八讲铁芯磁滞的回线测量
开关变压器第九讲变压器铁芯的涡流损耗分析
开关变压器第十讲单激式变压器内部损耗分析汇总
开关变压器第十一讲双激式开关变压器内部损耗分析汇总
开关变压器第十二讲电源铁芯的设计风险
开关变压器第十三讲开关变压器漏感分析
开关变压器第十四讲分布电容分析
开关电源电压输入回路的滤波电感，其分布电容的大小对EMC指标的影响非常大，因此也需要对滤波电感线圈的分布电容构成以及原理有充分的理解。
从原理上来说，滤波电感线圈的分布电容与开关变压器线圈的分布电容基本上是没有根本区别的；因此，对分布电容的分析与计算方法，对滤波电。
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开关变压器第十四讲分布电容分析
作者：康佳集团彩电技术开发中心总体技术设计所所长/高级工程师陶显芳
开关电源电压输入回路的滤波电感，其分布电容的大小对EMC指标的影响非常大，因此也需要对滤波电感线圈的分布电容构成以及原理有充分的理解。
从原理上来说，滤波电感线圈的分布电容与开关变压器线圈的分布电容基本上是没有根本区别的；因此，对分布电容的分析与计算方法，对滤波电感线圈同样有效。
开关变压器初、次级线圈的分布电容，对开关电源性能指标的影响也很重要，它会与变压器线圈的漏感组成振荡回路产生振荡。
当输入脉冲电压的上升或下降率大于振荡波形的上升或下降率的时候，振荡回路就吸收能量，使输入脉冲波形的前、后沿都变差；而当输入脉冲电压的上升或下降率小于振荡波形的上升或下降率的时候，振荡回路就会释放能量，使电路产生振荡。
如果振荡回路的品质因数比较高，电路就会产生寄生振荡，并产生EMI干扰。
另外，开关电源电压输入回路的滤波电感，其分布电容的大小对EMC指标的影响非常大，因此在这里也需要对滤波电感线圈的分布电容构成以及原理有充分的理解。
从原理上来说，滤波电感线圈的分布电容与开关变压器线圈的分布电容基本上是没有根本区别的，因此，对变压器线圈分布电容的分析与计算方法，对滤波电感线圈同样有效。
开关变压器初、次级线圈的分布电容与结构有关，因此，要精确计算不同结构的开关变压器初、次级线圈的分布电容难度比较大。
下面我们先以最简单的双层线圈结构的开关变压器为例，计算它们的初级或次级线圈的分布电容。
图2-41是分析计算开关变压器线圈之间分布电容的原理图。
设圆柱形两层线圈之间的距离为d，高度为h，平均周长为g 。
假定两层线圈之间沿高度的电位差为线性变化，即：
设两个线圈相对应的两表层间的电场近似均匀分布，即近似平板电容器的电场，那么，根据（2-112）式就可以求得该电场贮存
的能量为：
由此可以求得变压器初级或次级两层线圈之间分布电容的表达式：
对于图2-42-b，可求得变压器初级或次级两层线圈之间的分布电容为：
由此可知，变压器初级或次级两层线圈之间的分布电容，除了与变压器线圈的高度、周长、两层线圈之间的距离等参数相关外，还与两层线圈之间的电位差有关。
为了更好地对多层线圈的分布电容进一步进行分析，我们把（2-114）式改写成一个静态电容与一个动态系数相乘的形式，即：
当变压器的线圈为多层时，我们只需反复利用（2-117）式来对相邻两层之间的分布电容独立进行计算，然后把结果相加即可。
如果一定要写出计算多层线圈分布电容的表达式，则变压器多层线圈的分布电容可表示为：
由此可以知道，变压器线圈的总分布电容的大小主要与线圈的层数（n-1）成正比，与层间的距离d成反比，并且与变压器线圈的连接方法还有关。
因此，我们不能把各层之间的分布电容当成普通电容的概念来理解。
普通电容互相串联时，总电容的容量，总是小于其中任意一个电容的容量；而变压器线圈的层间分布电容看起来是属于串联，但其结果是越串连越大。
这是为什么呢？这是因为变压器线圈层间分布电容的电压主要不是靠串联回路来充电的，而是靠线圈之间互相感应产生的。
不但如此，变压器次级线圈的分布电容同样也要感应到初级线圈来。
大多数场合，在考虑变压器线圈总的分布电容的时候，一般都需要把初、次级线圈的分布电容一起来考虑。
例如，电视机的高压包，其次级线圈绕组的分布电容一般都很大，折算到初级线圈后，初级线圈总的分布电容就更大，一般可达好几千微微法，如不采取分段绕线措施，最大可达好几万微微法。
直接对变压器线圈的总分布电容进行测试是有些困难的，但可以测试每层线圈之间的静态电容，方法是要把图2-42中线圈层与层之间的连线断开；然后把测量结果乘以一个动态系数，即得到本层的分布电容，最后把各层的分布电容全部相加即可得到总分布电容。
如果不考虑变压器次级线圈对初级线圈的影响，对于一个功率大约为100瓦的开关变压器，其初级线圈的分布电容大约在100~2000微微法之间；如果把次级线圈的分别电容也考虑进去，总的分布电容可能要大一倍左右。
因此，分布电容对输出波形的影响也是很大的。
为了减少变压器线圈的分布电容，特别是EMC滤波器线圈的分布电容，最好不要把线圈分成多层叠绕，而是把线圈分段来绕，这样可以降低（2-119）式或（2-120）式中每层线圈的高度h，从而可以减小线圈总的分布电容。