三明治绕法

优缺点

优点
采用三明治绕法可以减小变压器的漏感,这样可以减小功率开关管的电压应力,从而可以减小吸收电路,间接的提高了电源的效率。
 
缺点:
但是采用三明治绕法会增加初次级之间的耦合电容,在开关电源的工作过程中,绕组的分布电容反复充放,不仅使电源效率降低,它还与绕组的分布电感构成LC振荡器会产生振铃噪声。
 
三明治绕法就是两层夹一层的绕法。由于被夹在中间的绕组不同,三明治又分为两种绕法:初级夹次级,次级夹初级。
三明治绕法久负盛名,几乎每个做电源的人都知道这种绕法,但真正对三明治绕法做过深入研究的人,应该不多。
 
一般的单输出电源,变压器分为3个绕组,初级绕组Np,次级绕组Ns,辅助电源绕组Nb;
 

初级夹次级的绕法

先来看第一种,初级夹次级的绕法(也叫初级平均绕法)如上图,顺序为Np/2,Ns,Np/2,Nb,此种绕法有大量优点,由于增加了初次级的有效耦合面积,可以极大的减少变压器的漏感,
而减少漏感带来的好处是显而易见的:漏感引起的电压尖峰会降低,这就使MOSFET的电压应力降低,同时,由MOSFET与散热片引起的共模干扰电流也可以降低,从而改善EMI;
由于在初级中间加入了一个次级绕组,所以减少了变压器初级的层间分布电容,而层间电容的减少,就会使电路中的寄生振荡减少,同样可以降低MOSFET与次级整流管的电压电流应力,改善EMI 。

次级夹初级的绕法

如上图,顺序为Ns/2,Np,Ns/2,Nb。
当输出是低压大电流时,一般采用此种绕法,其优点有二:
1、可以有效降低铜损引起的温升:由于输出是低压大电流,故铜损对导线的长度较为敏感,绕在内侧的Ns/2可以有效较少绕线长度,从而降低此Ns/2绕组的铜损及发热。外层的Ns/2虽说绕线相对较长,但是基本上是在变压器的外层,散热良好故温度也不会太高。
2、可以减少初级耦合至变压器磁芯高频干扰。由于初级远离磁芯,次级电压低,故引起的高频干扰小。
 
我们大家来进一步深入讨论下这个三明治绕发对EMI的影响。
首先,我们来看初级夹次级的绕法,我们知道,变压器的初级由于电压较高,所以绕组较多,一般要超过2层,有时甚至达到4-5层,这就给变压器带来一个分布参数---层间电容,形成原理相信大家都清楚,
我就不多解释了。当MOSFET关断的时候,变压器的漏感与MOSFET的结电容以及变压器的层间电容会产生振动,
幅度达到几十甚至超过一百V,这对MOSFET与EMI来说都是不允许的,所以,我们增加RCD吸收来抑制这个振荡,达到保护MOSFET与改善EMI的目的。

 

 

 

posted on 2023-09-11 11:24  liushao  阅读(372)  评论(0编辑  收藏  举报

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