等磁位面
磁位差最大 c 漏磁 Iin s
lw
F磁势（A）
l w /2
IN
l F=IN I out
0
l w /2
Ucx (0-x磁阻压降，A)
l
x IN
0
N
Ux (某点x的磁位，A)
0
l
x

x>0 x=0 x=lavg
l w /2 l w /2
l x
（3）带气隙均匀绕制的环形磁芯磁场 磁芯和气隙磁阻
I
x=0
l
U (A) cx
x(cm)
x=l
N
0 Ux(A)
0 l l
NI(A)
x(cm)
x(cm)
Fx —— 0→x 段磁路所匝链的线圈磁势 Ucx —— 0→x 段磁芯的磁阻压降 Ux——磁路中某x点相对于参考点的磁位差
0-x段线圈的匝数
F(A) x
A
0
NI(A)
I
x=0
N x Nx / l
F(A) x
A
0
NI(A)
I
x=0
l
U (A) cx
x(cm)
x=l
N
0 Ux(A)
0 l l
内强
NI(A)
x(cm)
x(cm)
外弱
前述磁芯磁场分布是沿平均周长方向获得，而 沿磁芯径向的磁场分布是不均匀的，磁芯中的 磁场分布是内强外弱，且在边界处发生突变。
（2）集中绕线的等截面环形磁芯 lw 线圈长度
二、高频变压器线圈中的电磁现象 1、集肤效应
2、线圈磁场和邻近效应
3、邻近效应对多层线圈的影响 4、线圈寄生电容
1、集肤效应
单根载流导体的磁场 磁场 最强
导线内磁场强度， 半径x处的磁场强度
H 2 Ix / d
2
离开导线中心 越远磁场越弱
单根载流导体的 磁场强度分布图

H max
0
x=r
F(x)
i i
-i
i i
-i
i i
-i
0
x
交错绕的最大磁势是i
(c)双绕组变压器原副边各层交替绕制磁势分布图
副边 -3i/4 -3i/4 原边 i i i -3i/4 -3i/4
F(x) 0.5i 0 -0.5i -1.5i
1.5i
x
如果先绕原(副)边再绕副（原）边， 则最大磁势为3i。
变压器的绕法不同，磁势分布也不同。 采用线圈的交错绕法可以降低变压器的 漏磁从而减少漏感。
两点间有磁位差就有可能产生漏磁，下面 做漏磁分析。
2、变压器磁芯的漏磁分析 （1）均匀绕线环形磁芯漏磁分析 （2）集中绕线的等截面环形磁芯漏磁分析 （3）有气隙时环形磁芯磁场漏磁分析
（4）有气隙时集中绕线环形磁芯磁场漏磁分析 （5）高频变压器的漏磁分析
（1）均匀绕线环形磁芯
F(A) x
A
0
NI(A)
N2 I 2 x bc H x H1 ( x (b c)) H1 1 dl d
几种常见结构线圈的漏磁分布
理论上没有漏磁 漏磁大
漏磁最大
集中绕制变 压器的漏磁
z
夹层绕法 漏磁分布
x y
+
+
+
+
+
初级
次级
磁芯
散磁通
初级
次级
磁芯
散磁通
（2）高频变压器减少漏磁的主要方法
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
1、漏磁产生的理论基础 （1）磁路与电路的比对 电路中电流在电导率高的导体中流动，有 “绝缘”和导体之分。 磁路中，没有“绝磁”，磁导体和空气都可 以 有磁力线通过。 磁力线从磁性材料中跑到周围的空气中构成 闭合回路，这部分磁通称为散磁通，也称 “漏磁通”。为了表达漏磁通，经常用漏感
（2）开关电源中漏磁或漏感的危害 开关电源中的功率开关由导通状态转变为 截止时，漏感中存储的能量就要释放出来， 产生很大的尖峰电压，造成电路器件损坏 并产生很大的电磁干扰，恶化了效率。 设计和绕制变压器时应从磁芯选择、绕组 结构和工艺上尽可能减少漏感。然后再用 缓冲电路抑制干扰和进行能量回收。
趋于∞
x
导线内磁场 1-2-3
导线外磁场 4-5-6
主电流和涡流之 和在导线表面加 强，趋向导线中 心越弱，电流趋 向于导体表面。 这就是集肤效应。
导体的表面 电流密度大
导体的中间 电流密度小
研究表明： 导线中电流密度 从导线表面到中 心按指数规律下 降,导线有效截 面积减小而电阻 加大。
工程上定义从表面到电流密度下降 2k 到表面电流密度的0.368（即1/e） 的厚度为趋肤深度或穿透深度Δ μ －导线材料的磁导率； γ ＝1/ρ －材料的电导率； k－材料电导率（或电阻率）温度系数；
（4）有气隙时集中绕线环形磁芯磁场
磁势
F(A)
IN 0
X=0
磁阻压降
l
x
U cx

IN
0
l
Ux
磁位
x
漏（散）磁通增加了
lc/2 0 lc/2
l
x
磁位不等于0，散磁通增加
（5）高频变压器的漏磁分析
I1 N1 I 2 N 2
线圈安放在中 柱上，E型铁芯， 初级4匝，次级 1匝，初级电流 2.5A,次级电流 10A。
要减少漏磁，要降低任何两点间的磁位差， 所以对变压器中的磁势分布分析就很重要。 下面一组线圈不同绕法的磁势分布图
(a)3匝原边，3匝副边的各层线圈磁势分布图
原边 副边
F(x)
i
i
i 3i
-i
-i
-i
i 0
i x
在原副边的交界处的最大磁势势3i，
(b)原副边各层交替绕制可以使峰值磁势减小
原边 副边
0—b段
I1 N1 H xl x b
或 c
I1 N1 x Hx x H1 bl b
其中
I1 N1 H1 l
全部初级安匝在窗口产生的磁场强度
c段因没有线圈，所以磁场强度不变。
b+c—d段
N2I2 x b c H x H1 dl
其中 H I1N1 1
l
N 2 I 2 N1I1
0-x段的磁势
xN Fx I l
l
U (A) cx
x(cm)
x=l
N
0 Ux(A)
0 l l
NI(A)
x(cm)
x(cm)
磁芯中的磁场强度
0-x段磁阻压降
IN H l
x
U cx
0
IN Hdx x l
x点的磁位
U x Fx U cx 0
任意一点的磁位为0，因此理论上没有漏磁
l , A 0 A
线圈磁势 F IN H c l H
H H cl
磁势
A
F(A)
IN
磁势降在气隙上
0
I
x=0
F=IN=Hc l+H Hc l>>H

x
磁阻压降
0
U cx
IN x
x=l
N
磁位差
0
Ux
l c /2 l c/2 x
漏磁最大的地方在哪里？