高频变压器绕组结构与漏感分析

　　目前，电力电子朝着高压大功率，低压大电流方向发展。在高压大功率DCDC变换器里面，高频变压器漏感常用来做谐振电感。本文用于分析并记录常见高频变压器绕组结构与漏感关系。

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一、高频变压器内磁场强度

　　高频变压器绕组整层密绕，则变压器绕组窗口内磁场平行于绕组层。根据安培环路定律，可计算每层导体两侧的磁场分布。

 

二、常见的绕组结构

 　　常见的高频变压器绕组结构有排列简单的一般结构，三明治结构和全交错结构。

　　绕组结构有水平方向排列和垂直排列两种方式。两种排列都是相同的方式求磁场强度。

　　交错次数越多，磁场强度峰值越低。

　　2.1 水平排列

 　　2.2 垂直排列

　　2.3 混合排列

　　针对混合排列的方式，分别在x,y 轴计算等效磁场强度就行。与前面一维计算方式一致。

 

三、等效漏感计算

　　以上图水平排列的5绕组全交错的高频变压器为例，下面计算等效漏感大小。

 

 　　上图所示结构，原边绕组产生的漏感能量由三部分组成，由于对称的关系，第一部分与第三部分相同。

 

 四、漏感测试

　　设计双绕组变压器Np：Ns=62：8，分三种情况绕制变压器结构, 左边方案是一层绕组，中间方案为了提高电流两股并绕，扩大线径增加电流。最右边的方案是中间方案的优化方案。

　　通过分析整个绕组窗口的磁场强度，和漏感能量。发现最右边方案漏感最小。

　　实际测量结果符合理论推导。