開(kāi)關(guān)變壓器之分布電容分析
開(kāi)關(guān)電源電壓輸入回路的濾波電感,其分布電容的大小對(duì)EMC指標(biāo)的影響非常大,因此也需要對(duì)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(lái)說(shuō),濾波電感線圈的分布電容與開(kāi)關(guān)變壓器線圈的分布電容基本上是沒(méi)有根本區(qū)別的;因此,對(duì)分布電容的分析與計(jì)算方法,對(duì)濾波電感線圈同樣有效。
開(kāi)關(guān)變壓器初、次級(jí)線圈的分布電容,對(duì)開(kāi)關(guān)電源性能指標(biāo)的影響也很重要,它會(huì)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(shí)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(shí)候,振蕩回路就會(huì)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(huì)產(chǎn)生寄生振蕩,并產(chǎn)生EMI干擾。
另外,開(kāi)關(guān)電源電壓輸入回路的濾波電感,其分布電容的大小對(duì)EMC指標(biāo)的影響非常大,因此在這里也需要對(duì)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(lái)說(shuō),濾波電感線圈的分布電容與開(kāi)關(guān)變壓器線圈的分布電容基本上是沒(méi)有根本區(qū)別的,因此,對(duì)變壓器線圈分布電容的分析與計(jì)算方法,對(duì)濾波電感線圈同樣有效。
開(kāi)關(guān)變壓器初、次級(jí)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(kāi)關(guān)變壓器初、次級(jí)線圈的分布電容難度比較大。下面我們先以最簡(jiǎn)單的雙層線圈結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)變壓器為例,計(jì)算它們的初級(jí)或次級(jí)線圈的分布電容。
圖2-41是分析計(jì)算開(kāi)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(zhǎng)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(gè)線圈相對(duì)應(yīng)的兩表層間的電場(chǎng)近似均勻分布,即近似平板電容器的電場(chǎng),那么,根據(jù)(2-112)式就可以求得該電場(chǎng)貯存的能量為:
由此可以求得變壓器初級(jí)或次級(jí)兩層線圈之間分布電容的表達(dá)式:
對(duì)于圖2-42-b,可求得變壓器初級(jí)或次級(jí)兩層線圈之間的分布電容為:
由此可知,變壓器初級(jí)或次級(jí)兩層線圈之間的分布電容,除了與變壓器線圈的高度、周長(zhǎng)、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(duì)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(xiě)成一個(gè)靜態(tài)電容與一個(gè)動(dòng)態(tài)系數(shù)相乘的形式,即:
當(dāng)變壓器的線圈為多層時(shí),我們只需反復(fù)利用(2-117)式來(lái)對(duì)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(xiě)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:
電容器相關(guān)文章:電容器原理
電容相關(guān)文章:電容原理
評(píng)論