在逛論壇的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)很多人對(duì)「變壓器漏感與氣隙大小的關(guān)系」理解不夠全面，因此想和大家深入交流一下。

 

典型問題

變壓器漏感與氣隙大小有什么關(guān)系？

答案一：氣隙越大，漏感越大。

答案二：氣隙越大，漏感越小，只是漏感占原邊感量的比重增大了。

以上兩個(gè)答案孰對(duì)孰錯(cuò)？歡迎大家回帖說說自己的看法。

 

網(wǎng)友討論 

? 蕁麻草

先看這樣一個(gè)問題：

假設(shè)初次級(jí)匝數(shù)不變，繞線方式不變，僅改變氣息長(zhǎng)度，變壓器漏感與氣隙大小有什么關(guān)系？ 

A 錯(cuò)的比較明顯

B 前半句錯(cuò)了，后半句對(duì)了

C 隨著氣息的增大，漏感的大小變化既不是正相關(guān)關(guān)系，也不是負(fù)相關(guān)關(guān)系；但是，漏感占原邊感量的比重增大是肯定的。 



設(shè)：

初級(jí)電感量 L1 (隨 air gap 增大而減小，減函數(shù))

勵(lì)磁電感 Lm (隨 air gap 增大而減小，減函數(shù))

則初級(jí)漏感 Llk=L1 - Lm (隨 air gap 增大，Llk 不確定)

 

貼一組實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：

 

* 僅 air gap 長(zhǎng)度為變量



The length of air gap varies from 2mm to 10mm， the symbolic in above sheet is defined: 

? L1: Primary inductance

? L2: secondary inductance

? Lm: Magenetizing Inductance

? L11：Primary Leakage inductance

? L22：secondary Leakage inductance

? K：coupling coefficient

 

? 學(xué)海游輪

做實(shí)驗(yàn)很費(fèi)時(shí)間，這點(diǎn)值得肯定。我想樓主提問的初衷應(yīng)該是，在一個(gè)很小的 gap 范圍內(nèi) (比如 0.3mm 到 0.4mm)，我選擇任何一個(gè)感量 (比如 500uH 到800uH)，都可以做成一個(gè)單端反激電源。但是我希望能在這樣的一個(gè)范圍內(nèi)，取得一個(gè)漏感最小的 gap。

 

作者分享 

有外置諧振電感的，氣隙不會(huì)特別設(shè)計(jì)，滿足感量為主。對(duì)于利用漏感作為諧振電感的，一般會(huì)加擋墻或者分槽結(jié)構(gòu)，故意拉大原副邊的距離來增大漏感。

 

首先看看變壓器模型（不考慮電阻）：

 

 

當(dāng)短路副邊在原邊測(cè)試漏感的時(shí)候，測(cè)的其實(shí)并不是真正的原邊漏感。測(cè)到的漏感可以用下式表示：

 

 

只有當(dāng) Lm>>Lk2 時(shí)，Lk=Lk1+n2Lk2。隨著氣隙加大，Lm 是減小的，將不再滿足 Lm>>Lk2 這個(gè)條件，實(shí)測(cè)的 Lk 會(huì)受 Lm 的影響。 



如果要得到 Lk1 和 Lk2 的值，可以短原邊測(cè)副邊漏感，然后聯(lián)立方程組，解出 Lk1 和 Lk2。

 

說到測(cè)試漏感，不得不提到另一個(gè)重要參數(shù)——測(cè)試頻率。



一般 LCR 表有 100Hz、120Hz、1K、10K、100K 這幾檔頻率，差一點(diǎn)可能最高就到 10K，也有高級(jí)的可以自由設(shè)置頻率。



大家有一個(gè)共識(shí)是盡量在開關(guān)頻率測(cè)試，但設(shè)備所限或者存在諧振也會(huì)測(cè)不準(zhǔn)，無法在開關(guān)頻率測(cè)試。以前看到一些規(guī)格書，變壓器的感量和漏感測(cè)試頻率為 1K 或者 10K，在我看來都不是很合理。

 

下面為一組在不同頻率下的漏感實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。 

可見不同頻率對(duì)漏感的測(cè)試值影響有多大！ 

為什么會(huì)有這么大的差異？原因以及解決辦法是什么？

 

首先，我們要清楚漏感到底測(cè)的是什么。 

測(cè)試漏感時(shí)，不能忽略原邊和副邊的回路阻抗。副邊阻抗折算到原邊的總阻抗和漏感是串聯(lián)關(guān)系，阻抗是實(shí)部，漏感是虛部（Z=R+jwLk）。在低頻時(shí)由于虛部太小，Z 值主要反映的是阻抗；隨著頻率增加虛部在線性增加，最終達(dá)到感抗遠(yuǎn)大于阻抗的時(shí)候，才算是漏感值，此時(shí)測(cè)出的才比較準(zhǔn)確。 



也就是說當(dāng)頻率高到線路阻抗可以忽略的時(shí)候再測(cè)試漏感才是合理的。 

這里大家可以去做個(gè)小實(shí)驗(yàn)：測(cè)漏感的時(shí)候故意在原邊或者副邊串入電阻，比如 200mhom，然后從低頻到高頻測(cè)一遍，看看會(huì)有什么發(fā)現(xiàn)。

 

這個(gè)磁導(dǎo)率和頻率的關(guān)系沒那么簡(jiǎn)單的，看看下面的曲線圖：從低頻到一定頻率，磁導(dǎo)率是不變的，然后隨著頻率上升磁導(dǎo)率上升，再高頻就下降了。

 

 

 

關(guān)于漏感頻率的測(cè)量，下面看 看Dr.Ray Ridley 怎么說。

 

 

 

實(shí)際中，我們一般測(cè)試漏感的頻率設(shè)置在 40K 以上，也推薦大家使用，不要再在 1K 或者 10K 下測(cè)，避免較大誤差。

 

總 結(jié)  

下面以一個(gè)例子來說明變壓器漏感與氣隙大小的3種關(guān)系：不變、變大、變小。

 

見下圖，假設(shè)氣隙1、2、3使得磁阻 R1=R2=R3，忽略窗口的那少部分磁通，可知 Φ=Φ1+Φ2。

 

 

 

存在下面3種情況：

1. 增加氣隙1，R1>R3，使得 Φ1>Φ2，即耦合到 Ns 的磁通更多，漏感減小。

2. 增加氣隙2，R1=R3 還是成立，Φ1=Φ2，即耦合到 Ns 的磁通不變，漏感不變。

3. 增加氣隙3，R1  



補(bǔ)充說明 

本帖旨在說明變壓器漏感與氣隙大小的關(guān)系，不能簡(jiǎn)單說增大、減小或者不變，得根據(jù)具體的繞組結(jié)構(gòu)，磁芯結(jié)構(gòu)來分析。