开关变压器之分布电容分析
高频变压器设计时的漏电感和分布电容的探究
开发研究高频变压器设计时的漏电感和分布电容的探究广东省东莞市大忠电子有限公司曹洪武摘要：电源、家电、通讯等使用的高频变压器,通常需要控制漏电感、分布电容等电性参数。
设计时，为了降低成本，选择常规材料是首选;为了有竞争力也会选用常规结构，这样可以省工时。
但随着技术的提升，终端产品要求的提高,对相应的零部件等的要求也提高了，因此元器件也随着终端产品的要求而提高。
高频变压器的技术也在提高，变压器的参数达到更好地配合终端产品，除了材料方便的选择，还有结构方面也可以调整,配合达到终端产品的要求。
本文对高频变压器设计时的漏电感和分布电容展开了研究,具有一定的参考借鉴价值。
关键词:变压器;漏电感;分布电容0 引言设计变压器时候，需要综合考虑材料、性能、结构和成本等要素，以充分满足其性能。
但变压器的漏电感与分布电容不容易同时满足,一般情况漏电感减小，那么分布电容就会上升，而分布电容减小,那么漏电感就会上升。
因此，在设计变压器时，针对不同的变压器，选择不同的材料,也要选择不同的结构，这样选择才能更好达到性能要求，更适合终端使用。
(1) 漏电感是变压器中一次绕线与二次绕线的耦合系 数。
数值较小时，构成变压器的绕线的一部分不会有变压作用，而是与Choke Coil有等效成分所产生的。
若一次绕线与二次绕线完全耦合（耦合系数k=l)为理想的变压器时，漏电感数值为零。
但一般变压器的耦合系数多为1以下，因为未完全耦合，所以绕线的一部分才会有电感的功能。
(2)分布电容是指由非电容形态形成的一种分布参数。
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2个存在压差而又相互绝缘的导体所构成。
1变压器中有漏电感和分布电容一般在变压器中存在不少于2个绕组，由定义可以看出变压器中存在着2个参数，就是漏电感和分布电容。
变压器初级与次级至少各1个绕组,有的变压器初级与次级超过2个绕组以上，因此变压器中就存在了漏电感和分布电容。
大功率开关电源的EMC测试分析及正确选择EMI滤波器
大功率开关电源的EMC测试分析及正确选择EMI滤波器开关电源具有体积小、重量轻、效率高等优点，广泛应用于各个领域。
由于开关电源固有的特点，自身产生的各种噪声却形成一个很强的电磁干扰源。
所产生的干扰随着输出功率的增大而明显地增强，使整个电网的谐波污染状况愈加严重。
对电子设备的正常运行构成了潜在的威胁，因此解决开关电源的电磁干扰是减小电网污染的必要手段，本文对一台15kW开关电源的EMC测试，分析其测试结果，并介绍如何合理地正确选择EMI滤波器，以达到理想的抑制效果。
1 开关电源产生电磁干扰的机理图1为所测的15kW开关电源的传导骚扰值，由图中可以看出在0、15～15MHz大范围超差。
这是因为开关电源所产生的干扰噪声所为。
开关电源所产生的干扰噪声分为差模噪声和共模噪声。
图1未加任何抑制措施所测得的传导骚扰1.1共模噪声共模噪声是由共模电流，IcM所产生，其特征是以相同幅度、相同相位往返于任一电源线（L、N）与地线之间的噪声电流所产生。
图2为典型的开关电源共模噪声发射路径的电原理图。
图2 共模噪声电原理图由于开关电源的频率较高，在开关变压器原、副边及开关管外壳及其散热器（如接地）之间存在分布电容。
当开关管由导通切换到关断状态时，开关变压器分布电容（漏感等）存储的能量会与开关管集电极与地之问的分布电容进行能量交换，产生衰减振荡，导致开关管集电极与发射极之间的电压迅速上升。
这个按开关频率工作的脉冲束电流经集电极与地之问的分布电容返回任一电源线，而产牛共模噪声。
1.2差模噪声差模噪声是由差模电流IDM昕产生，其特征是往返于相线和零线之间且相位相反的噪声电流所产生。
1.2.1差模输入传导噪声图3为典型的开关电源差模输入传导噪声的电原理图。
其一是当开关电源的开关管由关断切换到导通时，回路电容C 通过开关管放电形成浪涌电流，它在回路阻抗上产生的电压就是差模噪声。
图3差模输入传导噪声电原理图其二是工频差模脉动噪声，它是由整流滤波电容c 在整流电压上升与下降期问的充放电过程中而产生的脉动电流与放电电流，也含有大量谐波成分构成差模噪声。
高频变压器分布电容研究综述
高频变压器分布电容研究综述变压器寄生参数、分布参数在高频下对变压器的影响成为制约高频、高磁导率、小体积变压器研究的重要因素，也是该领域研究的重点。
本文对近几年高频变压器分布电容的研究情况进行了总结，首先重点介绍了现有的高频变压器模型，并分析了高频变压器分布电容对电路的影响，最后总结了抑制分布电容的方法。
同时文章指出该领域今后的研究方向：磁导率与寄生参数以及EMI直接之间的关系。
标签：开关电源；高频变压器；分布电容；模型；抑制措施0 引言随着磁性材料以及开关电源技术的不断发展，变压器逐渐呈现出磁导率高、频率高以及体积小的特点[1～2]。
在变压器高频化、小型化的过程中，一些在低频情况下被忽略的问题越来越重要，如漏感、分布电容。
这些寄生参数在高频下的影响越来越显著，甚至可能严重影响开关电源的性能[3～4]。
应用普通的变压器模型无法描述和解释高频下的一些电路现象，研究变压器高频下的等值模型以及寄生参数对电路的影响机理，以寻求抑制寄生参数的影响，成为该领域广泛关注的重点。
近几年，很多学者对高频变压器的寄生参数、分布参数进行了大量的研究。
本文主要从含分布电容的高频变压器模型、分布电容对电路的影响及其抑制措施三个方面的研究情况进行了总结。
1 考虑分布电容的高频变压器模型目前，国内外研究人员在高频变压器建模方面做了大量的研究，提出各种不同的高频变压器的模型。
这些建模方法主要分为三种，第一种是采用数值分析法，该方法适合于变压器设计但.是需要大量的关于变压器几何尺寸、电磁特性信息；第二种方法，根据变压器的静电学的行为对分布电容建模，该方法是根据静电学的特性，将工作在线性状态下的变压器看做一个端口网络，然后根据端口网络特性来求解相关模型参数，因此该方法具有建模简单，容易理解的特点；第三种方法，通过应用集总等效电容来对变压器的分布电容的物理效应进行建模。
应用该方法建立的模型，其模型中参数的物理意义明确，比较适合从工程角度对变压器进行分析。
陈为老师 开关电源变压器模型与设计-20110715
电压
Vi+Vo*n Vi
ON OFF DCM
电流
DCM
实际波形 理想波形
8
4
Vi+Vo*n Vi
DCM下波形与变压器参数
Lk Cp Lm
Vds Cds
Lk Cp Lm
ip
Lk
Cp Lm
Cds
Vds Cds
ip
Lk
n:1
Cp Lm
Cds
9
Vi+Vo*n
CCM下波形与变压器参数
Lk Cp Lm
Vds Cds
13
降低变压器的绕组损耗--基本结构考虑
简单结构
Leakage flux
Main flux
三明治结构
Leakage flux
交错结构
Leakage flux
MMF(x) Ip
x
MMF(x) Ip
x
MMF(x) Ip
x
H(x), MMF
4*Ip
H(x), MMF
2*Ip
x
H(x), MMF
x
1*Ip
x 14
6
铜箔导体的涡流损耗特性
H1
0
i(t)
H2 x
∇2H (x) − jωσμH (x) = 0
With H(x=0) = H1 H(x=D) = H2
H (x) = H1 sinh[ k (D − x)] + H 2 sinh( kx) sinh( kD)
J (x) = k ⋅ H1 cosh[ k (D − x)] − H 2 cosh( kx) sinh( kD)
0 2A
2A
E Total
= U 2 C0 2A
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。
高频开关电源变压器的优化设计及其应用研究
高频开关电源变压器的优化设计及其应用研究摘要：在开关电源当中，变压器是实现核心性能的关键技术组件，因此要把控合理设计与应用。
本文通过分析高频开关电源变压器的构成及发展现况，进一步分析了变压器的优化设计方向与实际应用。
关键词：优化设计；变压器；高频开关电源引言：目前的开关电源正不断向高频化的方向发展，因此其相应的变压器装置也开始采用高频形式，基于此，本文主要围绕着高频开关电源变压器的内部设计展开的研究，希望能够对高频开关电源变压器的实际应用有所帮助。
1.高频开关电源变压器的构成及发展现况1.1高频开关电源变压器的构成与分类高频开关电源变压器中，其开关器件是基于半导体功率，因此也可称之为开关管，而控制开关管在高频下进行关闭与开通操作，从而实现将某种电能的形态转换为其他类型电能形态，这种性能的装置就叫做开关转换器。
以开关转换器为关键部件，再利用闭环自动控制方式对输出电压进行稳定处理，同时，整个电路中还配有相应的保护电源，这种情况下的电源就叫做开关电源，而使用高频的转换器做电源开关工作的转换装置，就被称作高频开关电源，其一般是采用高频DC 转换器。
在高频开关电源当中，其运行的最基本路线包括整流滤波电路、开关型的功率变换装置、控制电路以及交流直线转换电路，而其相应的变压器装置可采用以下几种分类方式。
一是基于不同的驱动方式来划分为自激式驱动变压器以及他激式驱动变压器；二是根据电路的拓扑结构来划分变压器类型，具体可分为两类，包括隔离式变压器与非隔离式变压器，其中隔离式变压器装置还可划分为半桥式变压器、全桥式变压器、反激式变压器、正激式变压器以及推挽式变压器，非隔离式变压器则包括升压型变压器与降压型变压器；三是基于输入与输出之间是否存在电器隔离来划分变压器类型，有电器隔离则为隔离式变压器，无电器隔离则为非隔离式变压器；四是基于DC的开关条件或DC转换器类型来划分，可分为软开关型变压器与硬开关型变压器[1]。
1.2开关电源技术的发展现况电源从上世纪60年代开始就得到使用，一开始大部分使用电源的电子产品都是线性电源结构，这种电源在原理上存在许多局限，且电源本身的体积大、重量高，还具有损耗大的缺点，随后，一种基于开关调节器的直流稳压电源逐渐将其取代，对于开关电源技术的集中化研究开始于上世纪90年代，当时使用的开关电源是基于DC/DC转换器，并采用脉冲宽度调制方式来实现功能，随后还有许多新型电源材料逐渐问世，包括高频磁性材料以及半导体材料，这些材料的应用也使得开关电源的频率得到进一步增长，当前，国内外的开关电源技术都已经实现市场化发展，国内自主研发的开关电源变压器装置也逐渐变多，但大部分变压器的频率较小，高频开关电源变压器的研究还有待加强，近年来，随着对高频开关电源变压器的研究力度加大，该项技术的发展也得到了跨越式的进步[2]。
分布电容对变压器内参数影响不可忽略性分析
其 相介常 ， 垂投面 ， 饼意邻 间容 ＝ ＝ 中 是对 电数ｓ 直影积 每任相 匝电为 等． ． 为 有
１３ 变压器分布电容整体 图及等效 电路分析 ． 设每饼 的电感 、 纵向分布 电容及横向分布 电容分别为 Ｌ， ｉ Ｃ ， Ｃ 代表每饼边匝的对地电容 Ｋ ， 而 ｏ （ 其它匝的对地电容被边匝所屏蔽） 。本文在讨论分布电容时忽略 了 Ｃ 的效应 。变压器的整体分布电 ｏ
１２ 纵 向分布 电容 ．
ｒ 十 ｒ ３ ４
２ ２ ［ ）一ｙ ４ ］ （ （ ）
纵向分布电容是指匝平面间的分布电容或指同一线饼相邻两 匝 间的电容 ， 如图 ２ 所示。因每饼线圈的匝平面相互平行 ， 故其相邻两
匝的电位差也相等 ， 并且垂直投影面积 ｓ也相等， ｓ ： ， 即． ，
删 ，
叫 ＋ ｉ ，ｒ Ｉ１＋ ＝ 上 一 ， ｌ ｎ （ ． ： ０ ，
当两个圆环上电荷总量相等， 符号相反时 ， ｂ 有 ：一
个圆环之间分布电容为： ｃｒ （）＝ ＝ （１ ２ ｒ ＋ｒ ）
ｒ ＋ ｒ １
ｒ ３＋ ｒ ４
口 此时两 ，
（ ）一 （ ）一 １ ２
器的影 响不 可忽视 ， 积极 采取 措施 阻止其 对 变压 器的破 坏 。 要
［ 关
键
词 】 微 型 变压 器 ； 分布 电容 结构 ； 高频 谐振 ； 不 可忽略 性 ［ 献标 识码 ］ Ａ 文
［ 中图分 类号 ］ Ｔ ４ ３ Ｍ ３
变压器的种类繁多， 按其实际用途来分， 不外乎有电力变压器、 小型功率变压器及 由线 圈构成 的各 种感性器件。在生活中， 人们更多关注大型电力变压器 ， 而忽略了对一些小型变压器 的研究。有一些电 力变压器使用频率较低 ， 一般为 ５ ｚ分布电容呈现很高的容阻抗值 ， ＯＨ ， 相对来说 ， 这对变压器的影响不 是很大 ， 但对高变频来说 ， 其影响就不能忽视了。 现代科学技术 的飞速发展 ， 引发了电子产品器件 的大量出现 ， 其中微型变压器的作用与功能愈显突 出， 使用范围也愈来愈广 ， 例如： 小型选频、 耦合变压器 、 电器、 继 变频器等等。其 主要特点是 ： 使用范围
高频变压器分布电容的测量
高频变压器分布电容的测量
张朋朋;高国强;向欣;刘庆想
【期刊名称】《电源技术应用》
【年(卷),期】2009(33)2
【摘要】根据串并联谐振式电容器充电电源中谐振电流正负周期的变化特点，提出一种测量分布电容的方法。
该方法仅需观察充电过程中谐振电流的波形，通过比较各个时间段谐振电流的正负周期值，确定充电电流负谐振周期的最小值，根据该值即可计算出高频变压器中的分布电容值。
最后通过仿真验证了这种测量分布电容方法的准确性。
【总页数】3页(P27-29)
【作者】张朋朋;高国强;向欣;刘庆想
【作者单位】西南交通大学物理科学与技术学院成都610031;西南交通大学电气工程学院成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】TM433
【相关文献】
1.高频变压器分布电容研究综述 [J], 杨建华;莫再峰;王成;
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3.高频变压器设计时的漏电感和分布电容的探究 [J], 曹洪武
4.分布电容对高频变压器输出波形的影响分析及其处理 [J], 叶栋;戴瑜兴;贡恩忠;廖鹏
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高频高压变压器分布电容的分析与处理解析
高频高压变压器分布电容的分析与处理摘要：本文在分析高频变压器分布参数机理的基础上，以高压直流LCC谐振变换器为实例，阐述了高频高压变压器分布电容对电路带来的不利影响，提出了一种补偿的方法，进行了仿真和实验，提出了高频高压变压器分布电容的测试方法，推导了补偿电感的计算公式，综合使用了两种针对分布电容的处理方法。
实验结果表明该方法的正确性。
关键词：分布电容高频变压器 LCC谐振Analysis and Disposal of Distributed Capacitance in High-Frequencyand High-Voltage TransformerJin Shun1 ， Zheng Guang1 ，Shi Ming2（Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China; Xi’anTelecom, Xi’an 710003,China）Abstract: On the base of analyzing of mechanism of distributed parameters in high frequency transformer, and with a instance of LCC resonant converter , the disadvantage of distributed capacitance in high-frequency and high-voltage transformer is described .A compensation method ,waveforms of both simulation and experiment, and a method of measuring distributed capacitance are given .Formula for calculation compensation inductance is derived .Two methods are used in solving the trouble . Experimental results are presented to verify the theory.Key words: Distributed Capacitance HighFrequency Transformer LCC Resonant1 前言随着(a)(b)图1 (a)变压器磁路中的绕组（b）图1a的等效电路对待该电容的处理主要有两种方法，一是利用，二是补偿。
变压器电容的作用和用途_理论说明以及概述
变压器电容的作用和用途理论说明以及概述1. 引言1.1 概述在电力传输和分配系统中，变压器是一种关键的电气设备。
它们用于提高或降低交流电压，并且在各个领域广泛应用。
然而，变压器在运行过程中会产生无效功率和谐波，从而影响其性能和效率。
为了解决这些问题，变压器电容被引入以改善其工作条件。
1.2 文章结构本文将探讨变压器电容的作用和用途，并深入阐述其理论原理及重要性。
接下来将讨论变压器电容在不同领域中的具体应用案例，并介绍选择和设计变压器电容参数的原则。
最后，我们将总结变压器电容的作用和展望未来发展趋势。
1.3 目的本文的目的是提供读者对变压器电容的全面理解，包括其作用、用途以及具体应用案例。
同时，我们还将介绍如何正确选择和设计变压器电容参数，以确保最佳性能和可靠性。
通过阅读本文，读者将能够更好地了解并应用变压器电容技术。
2. 变压器电容的作用和用途2.1 理论说明变压器电容是指在变压器中使用的电容装置。
它起到存储和释放能量的作用，在提高变压器效率和稳定输出的同时，还能保护变压器免受过电流、瞬态电流和其他故障引起的损坏。
2.2 概述变压器电容通常是由两个或多个导体之间介质形成的，主要由金属箔和绝缘材料构成。
根据其结构和类型的不同，可以分为油浸型电容、干型电容、有机金属串联补偿型电容等。
2.3 重要性变压器电容在变压器中具有重要作用：- 提高功率因数: 在工业领域尤其重要，通过调节电流与电压相位差来改善系统功率因数。
优化功率因数可减少无功功率消耗，提高电力系统效率。
- 平衡负载: 变压器经常会面临非线性负载和不平衡负载的情况。
使用合适的变压器电容可以使得正序和负序组分在变换比例时均匀分布。
- 抑制电磁干扰: 变压器电容可以降低变压器内部的高频噪声和谐波，提供良好的电磁兼容性。
- 保护变压器: 变压器电容可以吸收过电流、瞬态电流和其他故障引起的能量冲击，保护变压器不受损坏。
因此，合理选择和应用变压器电容可以提高变压器效率、保护设备并改善系统的稳定性与可靠性。
开关电源干扰(差模噪声与共模噪声)问题
开关电源干扰（差模噪声与共模噪声）问题1、干扰是如何产生的差模噪声：主要由开关变换器的脉动电流引起。
共模噪声：主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起；共模电流包括连线到接地面的位移电流，开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的分布电容对地形成的噪声电流。
整流电路：整流电路一般采用不控整流方式，后接大容量滤波电容，电容的接入往往导致整流二极管导通角变小，而引起输入侧的交流电流波形产生畸变。
开关管及整流管：高频率的开关，在微妙量级时间内产品射频能量，是噪声主要来源，通过辐射或传导方式释放。
分布电容：电路、PCB、散热器等之间在高频开关的突然充放电影响之下，分布电容被激活，这也是噪声的重要来源。
变压器：变压器的分布电容，也会产生噪声。
2、干扰造成的影响噪声会通过传导、辐射、耦合等方式对外传播高频噪声会对设备本身电子器件造成影响，导致电路工作异常，降低器件使用寿命；噪声会对与之临近的设备产生影响，导致临近设备工作紊乱；噪声会通过传导进入电网，影响挂接在电网上的其他设备。
3、干扰如何去除[1]1）电网到设备之间，加装线性滤波器L1、L2、C1组成差模滤波电路，C1为X电容（安规电容）；L3、C2、C3组成共模滤波电路，L3为共模电感，C2、C3为Y电容（安规电容）。
2）为开关器件添加RC吸收电路3）接地，接地线尽量短粗，减小接地电阻，辐射可以加屏蔽罩a适合低要求场合；b适合有公共线路阻抗引起噪声的低频场合；c适合于存在共模噪声的高频场合4）电阻电阻选择金属膜电阻（RJ），不用碳膜电阻（RT），RT发热量会随着工作频率升高而急剧增加，会造成器件过热甚至导致器件烧毁。
5）滤波电容选择电容要看他的阻抗-频率特性，一般铝电解电容工作在10K以上时，其阻抗特性会呈现出感性，这是我们不希望发生的。
所以，高频电路要选择特定的滤波电容：回端电容；多芯电容；叠片电容；复合电容：将一个大电容和一个小的瓷片电容并联使用，可获得较好的高频特性，但最高一般可用到1MHZ，再高就无法抑制了。
高频变压器绕组绕制方式与分布电容大小分析与计算
⾼频变压器绕组绕制⽅式与分布电容⼤⼩分析与计算 随着开关变换器⾼频化，变压器分布电容对电流波形影响越来越明显，由于电容电压不能突变，模态转换时，电容等效为电压源释放电能产⽣尖峰电流。
以下是变压器绕组层间常见的四种绕制⽅法。
下⾯以实际的模型，推导计算C型与Z型绕法分布电容的⼤⼩。
规定沿绕组⾼度⽅向由底端向顶端为ｙ⽅向，初级侧绕组底端电位差为Ｕa，顶端电位差为Ｕb，单层绕组的长度为h，两绕组之间的距离为m。
假设绕组均匀分布，则沿着绕组⾼度⽅向的电位线性变化。
若每⼀层绕组两端压差为Ｕ,则C型绕法任意⾼度ｙ的电位差为： 根据电场能量的密度的定义： 可得，电场能量为： 其中：MLT为绕组平均周长 电场能量等效为: 解得： 同理：根据Z型绕法U(y)=U,为⼀个常数，可以得到等效的原边电容为： 以下是变压器绕组间常见的绕制⽅法： 初级侧绕组与次级侧绕组层间电容的分析不涉及绕组连接处绕制⽅式的问题，因此可以以平⾏板电容器为模型进⾏类⽐[2]。
式中：d：绝缘层厚度 S：两极板正对有效⾯积 h：绕组⾼度 下图左边为⼀般绕制⽅法的，右图为三明治⽅法绕制。
由于三明治绕制⽅法，Ns绕组两边都与Np绕组接触，所以，平⾏板电容正对⾯⾯积S较⼤。
但由于电压分布的原因，分布带内容不是严格的两倍关系。
故三明治绕制绕组间分布电容⼤于⼀般绕制⽅法。
下图为不同绕组布局，分布电容实验数据[1]。
验证了上⽂理论分析。
结论： 1、因为C型层间电压差数学关系，C型绕制分布电容⽐Z型绕制⼤。
2、将线圈匝数分为相等的n等分，相邻匝间的电压差为原来的1/n。
3、累进式绕法减⼩绕组分布电容的效果最佳参考⽂献： [1] 赵志英等.⾼频变压器分布电容的影响因素分析[J].中国电机⼯程学报，2008，28(9)：55-60 [2] 杨欢等.⾼频变压器分布电容的影响因素分析[J].⼭西⼤学学报，2019，42(3):576-583。
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。
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：。
高频变压器分布电容的影响因素分析
高频变压器分布电容的影响因素分析一、本文概述随着电力电子技术的不断发展，高频变压器在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
然而，高频变压器在运行时，其分布电容会对电路性能产生显著影响，从而影响整个系统的稳定性和效率。
因此，对高频变压器分布电容的影响因素的分析显得尤为重要。
本文旨在探讨高频变压器分布电容的主要影响因素，包括材料特性、结构设计和制造工艺等方面，以期为提高高频变压器性能提供理论支持和实践指导。
本文首先介绍了高频变压器分布电容的基本概念及其在系统中的作用，为后续的分析奠定了基础。
接着，从材料特性角度出发，详细分析了绝缘材料、导电材料等对分布电容的影响。
然后，结合结构设计，探讨了绕组排列、绝缘结构等因素对分布电容的影响机制。
本文还深入研究了制造工艺对分布电容的影响，包括绕组制作、绝缘处理等工艺环节。
通过对高频变压器分布电容影响因素的全面分析，本文旨在为高频变压器的优化设计和制造提供理论支持，从而提高电力系统的稳定性和效率。
本文也为相关领域的研究人员和技术人员提供了有价值的参考和借鉴。
二、高频变压器分布电容的基本理论在高频变压器的设计与运行中，分布电容是一个关键参数，它直接影响着变压器的性能和工作效率。
理解高频变压器分布电容的基本理论，对于优化变压器设计、提高运行稳定性、降低能量损耗等方面都具有重要意义。
分布电容是指在高频变压器中，由于绕组之间、绕组与铁芯之间、绕组与地之间等存在的电场效应而产生的电容。
这些电容的存在会导致变压器在高频工作时产生漏电电流、降低变压器的效率，甚至可能引发谐振等问题。
高频变压器分布电容的大小受多种因素影响。
绕组的几何形状和尺寸是影响分布电容的关键因素。
绕组的长度、宽度、厚度以及绕组之间的间距等都会直接影响电容的大小。
绕组的绝缘材料和绝缘结构也会对分布电容产生影响。
绝缘材料的介电常数、厚度、均匀性等因素都会影响电容的大小和稳定性。
变压器的工作环境温度、工作频率以及磁通密度等因素也会对分布电容产生影响。
分布电容对高频高压变压器性能的影响及其控制措施
关 键 词 ：高 频 高 压 变 压 器 ； 间分 布 电容 ； 间 分 布 电容 ； 组 结 构 ； 缘 水 平 ； 感 匝 层 绕 绝 漏
中 图分 类 号 ： ＴＭ８ ２ＴＭ４ ２ ３； ０
文献标识码 ： Ａ
Ｉ ｆ ｅ ｃ ｆ ｓｒｂ ｔｄ Ｃａ ａ ｉ ｒ ｎ Ｈｉ ｈ Ｆｒ ｑ ｅ ｃ ｇ — ｌ ｇ ｎ ｌ ｎ ｅ ｏ ｔｉ ｕ ｅ ｐ ｃｔ ｓｏ ｇ － ｅ ｕ ｎ ｙ Ｈｉｈ Ｖｏｔ ｅ ｕ Ｄｉ ｏ ａ
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高频变压器分布电容影响因素研究
高频变压器分布电容影响因素研究发表时间：2017-12-25T10:36:10.893Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：张少磊淮永亮苏晓敏[导读] 摘要：高频高压变压器的微小分布电容对变压器的性能和带有变压器的高频高压电源的性能有着重要影响,分布电容会加大变压器的损耗,降低了变换器的功率因数和效率。
（陕西长岭迈腾电子有限公司陕西宝鸡 721001）摘要：高频高压变压器的微小分布电容对变压器的性能和带有变压器的高频高压电源的性能有着重要影响,分布电容会加大变压器的损耗,降低了变换器的功率因数和效率。
文中分析了高频高压变压器匝间电容和层间电容的大小对高频高压变压器的电压分布和可靠性的影响,指出减小层间分布电容和降低单层电压对变压器的可靠运行的重要意义。
通过对不同绕组结构型式下的层间分布电容大小的分析和比较,指出采用“Z”型绕法和“∠”型绕法能够进一步减小高频高压变压器的层间分布电容,同时降低了变压器的绝缘要求,大幅改善高频高压变压器的电压分布,提高了变压器的绝缘耐压水平和可靠性。
关键词：高频变压器；分布电容；影响因素 1高频高压变压器分布电容的存在在同容量的高频变压器和工频变压器中,由于高频变压器的匝数远小于工频变压器,其分布电容比工频变压器分布电容要大得多;由于高频变压器工作频率较工频变压器高出许多倍,因此高频变压器由分布电容形成的容纳将远远小于工频变压器的容纳,这对高频高压电源的特性和运行十分不利。
因此,高频变压器的分布电容是不能被忽略的。
故高频工作时变压器等效模型就不能采用工频时等效模型(其模型忽略了分布电容)。
对于高频升压变压器为减小变压器体积,减少漏抗,往往采用高导磁率铁磁材料,因此,变压器原边匝数相对较少,且通常为单层,原边匝间距离较大,故原边分布电容往往可以忽略。
同时,为消除变压器原边和副边电容耦合而产生电磁干扰,高频高压变压器还设有屏蔽绕组,由于屏蔽层的存在,大大减小了原副边耦合电容,其影响可以忽略。
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。
高频变压器分布电容的影响因素分析
摘要：反激变换器的高频运行表明功率变压器寄生参数对变换器的性能影响很大。
变压器的寄生参数主要是漏感和分布电容，而设计过程中往往很少考虑分布电容。
该文给出了适用于工程分析的变压器高频简化模型，分析高频高压场合变压器寄生参数对反激变换器的影响。
继而给出寄生参数的确定方法，并基于此分析，提出控制寄生参数的工程方法，研究不同的绕组绕制方法和绕组位置布局对分布电容大小的影响，并通过实验验证了文中分析的正确性及抑制方法的实用性。
关键词：电力电子；分布电容；反激变换器；变压器；高频高压0 引言单端反激变换器具有拓扑结构简单，输入输出隔离，升降压范围宽，易于实现多路输出等优点，在中小功率场合具有一定优势，特别适合作为电子设备机内辅助电源的拓扑结构。
变压器作为反激变换器中的关键部件，对变换器的整机性能有着很大影响。
随着变换器小型化的发展趋势，需要进一步提高变换器的开关频率以减小变压器等磁性元件的体积、重量[1-3]。
但高频化的同时，变压器的寄生参数对变换器工作的影响却不容忽视[4-12]。
变压器的寄生参数主要是漏感和分布电容。
以往，设计者在设计反激变压器时，往往只对变压器的漏感加以重视。
然而，在高压小功率场合，变压器分布电容对反激变换器的运行特性及整机效率会有很大影响，不可忽视[8-13]。
对设计者而言，正确的理解这些寄生参数对反激变换器的影响，同时掌握合理控制寄生参数的方法，对设计出性能良好的变压器，进而保证反激变换器高性能的实现颇为重要。
为此，文中首先给出变压器寄生参数对反激变换器的影响分析，同时给出这些寄生参数的确定方法，并对变压器的不同绕法以及绕组布局对分布电容的影响进行了研究，对绕组分布电容及绕组间分布电容产生的影响作了分析，最后进行了实验验证。
1 变压器寄生参数对反激变换器的影响如图1，给出考虑寄生参数后的高压输入低压输出RCD 箝位反激变换器拓扑。
其中，Ll、Lm 分别表示原边漏感和磁化电感，C11 为原边绕组分布电容，C13、C24 表示原边与副边绕组不同接线端之间的分布电容。
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开关变压器之分布电容分析
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：。