開關(guān)電源原理與設(shè)計(jì)(連載71)

8、變壓器線圈的電感

變壓器線圈如圖2-39所示，其電感為：

L=μN(yùn)*NS/l （2-108）

其中：

L：變壓器線圈的電感 [H]

l ：變壓器鐵芯磁回路的平均長(zhǎng)度 [m]

N：線圈的匝數(shù)

S：變壓器鐵芯磁回路的截面積 [m2]

μ ：變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率 [H/m]

【說(shuō)明】上式是用來(lái)計(jì)算變壓器線圈電感的計(jì)算公式。由于變壓器鐵芯的磁回路基本是封閉的，變壓器鐵芯的平均導(dǎo)磁率相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大。鐵芯的導(dǎo)磁率一般在產(chǎn)品技術(shù)手冊(cè)中都會(huì)給出，但由于大多數(shù)開關(guān)電源變壓器的鐵芯都留有氣隙，留有氣隙的磁回路會(huì)出現(xiàn)磁場(chǎng)強(qiáng)度以及磁感應(yīng)強(qiáng)度分布不均勻，因此，（2-108）式中的導(dǎo)磁率只能使用平均導(dǎo)磁率，技術(shù)手冊(cè)中的數(shù)據(jù)不能直接使用。

在這種情況下，最好的方法是先制作一個(gè)簡(jiǎn)單樣品，例如，在某個(gè)選好的變壓器鐵芯的骨架上繞一個(gè)簡(jiǎn)單線圈（比如匝數(shù)為10），然后對(duì)線圈的電感量進(jìn)行測(cè)試，或者找一個(gè)已知線圈匝數(shù)與電感量的樣品作為參考。知道了線圈樣品的電感量后，只需把已知參數(shù)代入（2-108）或（2-94）式，即可求出其它未知參數(shù)，然后把所有已知參數(shù)定義為一個(gè)常數(shù)k；最后電感的計(jì)算公司就可以簡(jiǎn)化為：L = kN2 ，這樣，電感量的計(jì)算就變得非常簡(jiǎn)單。

9、兩個(gè)線圈的互感

兩線圈的連接方法如圖2-40所示。其中圖2-40-a和圖2-40-b分別為正、反向串聯(lián)；圖2-40-c和圖2-40-d分別為正、反向并聯(lián)。

串聯(lián)電感為：

L=L1+L2±2M （2-109）

并聯(lián)電感為：

（2-110）

其中：

L：兩個(gè)線圈連接后的電感 [H]

L1 、L2 ：分別為線圈1與線圈2的自感 [H]

M：兩個(gè)線圈的互感 [H]

【說(shuō)明】互感M有正負(fù)，圖2-40-a和圖2-40-c的接法互感M為正，圖2-40-b和圖2-40-d的接法互感M為負(fù)。兩個(gè)線圈之間的互感M為：

（2-111）

其中：

M：兩個(gè)線圈的互感 [H]

L1、L2 ：分別為線圈1與線圈2的自感 [H]

k：兩個(gè)線圈的耦合系數(shù)

【說(shuō)明】互感的大小，取決兩個(gè)線圈的結(jié)構(gòu)和兩個(gè)線圈的相對(duì)位置以及導(dǎo)磁物質(zhì)。當(dāng)K=1時(shí)，，這時(shí)的耦合稱為全耦合，它表示一個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通全部從另一個(gè)線圈通過(guò)（沒(méi)有漏磁通）。但在實(shí)際應(yīng)用中，無(wú)論任何結(jié)構(gòu)的兩個(gè)線圈總會(huì)產(chǎn)生漏磁通，因此，耦合系數(shù)k總是一個(gè)小于1的數(shù)。一般帶有鐵芯的變壓器漏感都比較小，因此，變壓器初、次級(jí)線圈之間的偶合系數(shù)可以認(rèn)為約等于1。