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变压器漏感


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Voltech Instruments Ltd.
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图 5. 变压器短路
零。测量得到的电感值因此就是真实的漏感 (LL)。
图 6. 变压器次级完全短路
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Leakage I nductance
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图 7.变压器短路阻抗误差。说明:匝数比 = 2
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图 8. 矢量图显示漏感与短路误差
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传统方案
图 2. 实际变压器显示出 额外的漏感
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Leakage I nductance
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实际的变压器加入空气ຫໍສະໝຸດ 隙在某些变压器的设计中,漏感必须要在总的电感量占更大的比例,并设定一个小的误差。漏感量比例的增加通常 通过在磁芯中引入空气间隙来实现,因而降低磁芯的磁导率以及初级线圈的电感。因此初级线圈与次级线圈磁通 量不耦合部分所占的比例也会增加(图 3)。
Result 150µH 150µH 150µH
pass/fail
180µH ­ 200µH 205µH


总结
漏感是变压器一个重要的特性,对于设计和生产工程师来说是一项特殊的测量挑战。Voltech 通过对影响测量的各种因素的完整分析,开发出了创新的测量技术来克服这些因素,为几乎 所有的变压器制造商提供唯一的解决方案。 如果有关于Voltech AT系列变压器测试仪其它任何测试功能的问题,请与我们联系。
图 3. 实际的变压器设计有 空气间隙以实现所需的漏感
为什么漏感的测量非常重要?
漏感(LL)对于绕线元件可能不是需要的,因而测量其确实比较低非常重要;或是在某些应用中如电子照明整流 器和谐振功率变频器,漏感是有意引入的其值是线路设计的一部分。在这些应用中,漏感实现一定的功能是最终 产品正确工作的基础。因此变压器漏感的值需要在一个定义的限值中。
Voltech Instruments Inc.
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Leakage I nductance
如何测量漏感?
当一个LCR表连接到变压器的初级线圈,且次级线圈开路(图 4),电感值(L)由初级 线圈电感(LP)+漏感(LL)组成。
图 4. 变压器的初级和次级线圈都为开路
因为LL是变压器的一项功能参数,显然不能直接 测量。因此必须要使用一个方法从总的电感值中 扣除LP值。这可以通过短路次级线圈来实现(图 5)。完全的短路可以确保变压器工作输出端电 压为零(图 6),同时初级线圈的电压也会使
理想变压器
理论上的理想变压器没有损耗。电压比直接为匝数比,电流比为匝数比的倒数(图1)。
图 1. 理想变压器: V2 = V1 x (N2/N1)
实际变压器
在实际的变压器中,初级线圈的某些磁通量不会耦合到次级线圈。这些“漏掉”的磁通量不会参与变压器 的工作,可以表示为额外的与线圈串联的感性阻抗(图 2)。
Result 150µH 170µH 175µH
pass/fail

Voltech的方案
Voltech开发的AT系列测试仪可以在每次测试中除去初级电感测量中的短路误差。此技术通 过测得的值的矢量形式显示,以一个表格作为例子:
从初级的矢量图中,可以看出每次测量都是漏感电压和次级短路误差电压的和。在短路之 前,AT系列测试仪会测量初级到次级的匝数比。测试仪然后使用继电器阵列自动短路次级
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漏感 测试
VPN 104-105_CN/3
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Leakage I nductance
什么是漏感?
漏感是因为变压器一组线圈到另一组磁通量不完全耦合而产生的电感分量。任何初级线圈到次级线圈磁通量 没有耦合的部分会表现出一个与初级串联的感性阻抗,因此在原理图中,漏感表示为在理想变压器初级线圈 前端一个而外的电感。 在特定应用中,如开关电源和照明整流器,变压器的漏感在产品设计中会产生重要的功能影响。因此,准确 的漏感测量对于变压器制造商来说通常是一项重要的步骤。为了避免与变压器的其它参数混淆,本手册不涉 及其它产生损耗的元件,如线圈电阻或是线圈间电感。
VPN 104-105_CN/3
Leakage I nductance
为了得到实际的漏感值,工程师们需要小心的焊接短路待测变压器的次级,然后测量初级 的电感。此电感值会记录作为“实际”的漏感值(如.150 µ H )。同样的变压器焊接的短 路换成是短路夹或是用继电器实现的短路的治具(取决于生产使用的技术),然后再测量 电感,记录下电感值(如 180µH),这个值一定大于开始测得的值,因为这里含有真实的 漏感加上短路误差的电感。两个值的差(这里的例子是 30 µ H )在生产测试中作为固定的 偏置量设定到LCR表中,以在不完全短路的情况下获得接近实际的值。 实际中,不可能通过继电器或是手动短路每次产生完全一样的短路误差。这样不可重复的 短路误差是不可能通过固定的偏置量为生产提供准确的可重复的结果的。这里通过以下表 格进行说明:
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然后测量短路电压矢量。这个矢量自动乘与匝数比,得到一个在初级测量中由误差电压产生 的矢量。AT系列测试仪通过计算得到的漏感值,以最小的误差实现了。这样得到的真实漏感 值不需要考虑短路效果的变化。
图 9. 矢量图显示了测得次级线圈的短路阻抗 Measured True LL value Measurement #1 Measurement #2 Measurement #3 150µH 150µH 150µH Real-time vector compensation
True LL Measurement #1 Measurement #2 Measurement #3 150µH 150µH 150µH
Measured value 180µH 200µH 205µH
Fixed offset -30µH -30µH -30µH
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