变压器的漏感是指变压器在能量传输过程中,因磁通量不能完全耦合而产生的一种寄生电感,是变压器设计和开关电源性能优化中不可忽视的关键参数。
变压器的核心是通过磁耦合传递能量:原边绕组产生的磁通量,理想情况下应全部穿过副边绕组,实现能量的100%传输。但实际中,总有一部分磁通量会泄漏到绕组外部的空间(不与副边绕组交链),这部分磁通量对应的电感就是漏感。
可以理解为:漏感是变压器“磁耦合不完美”的产物,它将原本应传递到副边的能量“截留”了一部分,以电感的形式储存在原边绕组的漏磁路径中。
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1.绕组结构:若原、副边绕组绕制时耦合不紧密(如分层绕制而非交错绕制),漏磁会显著增加。
2.磁芯气隙:磁芯存在气隙时,磁阻增大,部分磁通量会绕过气隙泄漏到外部。
3.寄生效应:高频工作时,绕组的分布电容、趋肤效应等也会间接影响磁耦合效率,加剧漏感的表现。
在反激、正激等开关电源拓扑中,漏感的影响尤为关键:
负面作用:
开关管关断时,漏感会产生高压尖峰(),可能击穿开关管;同时会增加电路损耗、降低效率。
正面作用:
部分拓扑(如LLC谐振电源)会利用漏感参与谐振,实现软开关,提升效率。
测量方法:如前文所述,可通过LCR表、电压-电流法或仿真工具获取(次级短路,测量初级漏感)。
抑制手段:
o优化绕组结构:采用交错绕制(原、副边绕组分层交错),增强磁耦合。
o减小磁芯气隙:选择低气隙磁芯或优化气隙设计。
o增加屏蔽层:在绕组间或磁芯外增加磁屏蔽,减少漏磁。
简言之,漏感是变压器“磁耦合损耗”的电感化体现,它既是开关电源的“干扰源”(产生尖峰),也可在特定拓扑中成为“助力器”(实现软开关),是电源设计中需要精准把控的核心寄生参数之一。