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06-21
介绍 高压变压器的分布参数主要是漏感和分布电容。
在高压变压器应用中，单个次级变压器的分布电容很大，严重影响电路的工作性能。
。
为了减少分布电容，将单个次级绕组分段绕制，然后串联，后面接有整流和滤波电路。
如果分段后变比仍然较大，则次级匝数仍然较多时，分布电容仍然较大。
当不使用分布电容时，只有一种方法可以减小它。
本文比较了传统绕线和PCB重叠工艺，采用谐振法测量谐振频率并计算分布电容。
最后用实测波形来说明分布电容对电路性能的影响。
1 分布电容产生机制 在高压变压器中，分布电容由匝间分布电容和层间分布电容组成。
线圈任意两匝之间都存在分布电容。
将“扁平电容器的电容量与极板面积成正比，与极板间距成反比”表示为只有相邻两匝线圈时单位长度的分布电容为： 其中，C 为分布电容单位长度的电容。
价值; e为两个线圈之间介质的介电常数； s为等效相对面积，长度为单位长度，宽度为线径； d是两个线圈中心之间的距离。
为了减小两线之间的分布电容，可减小e和s，增大d。
2 传统绕线封装与PCB线圈对比 为方便比较，两种工艺绕制的变压器采用相同参数如下： 工作方式：全桥拓扑；工作频率：kHz；输入电压/电流：50V/3A；初级匝数Np：4匝； 8路输出次级匝数Nsl~Ns8：68匝、68匝、68匝、68匝、62匝、62匝、62匝、62匝；次级线径/宽度：0.2mm；磁芯：PQ40；绝缘等级：初级与次级、次级与磁芯之间耐压大于8kVDC；绝缘处理：采用0.05mm厚聚酯薄膜胶带。
？上述边距距离； (2)初级采用6mm宽铜箔； (3) 初级/磁芯柱间绝缘所需聚酯薄膜为24mm 酯薄膜为24mm(5)初级出线和次级出线分别绕制在中心柱两侧，Nsl~Ns4出线和Ns5~Ns8出线位于铁芯一侧的上部和下部。
图1为传统方法绕线包的实际图片。
图1线材包实图 2.2 PCB线圈图 线宽0.2mm，线距0.3mm；由于PQ40磁芯窗口宽度为11mm，PCB需要预留足够的绝缘空间，每层最多布置17匝线圈，因此每个次级绕组需要4层。
如果初级和次级全部印在同一张PCB板上，则有34层（4层采用单层双面聚四氟乙烯板，厚度0.5mm，双面重叠线圈。
每组次级线圈需要两块PCB板，使用DXP软件绘制的PCB线圈图如图2所示。
由于篇幅限制，图2仅显示了Nsl中的一块PCB板的正面和背面。
2.3尺寸的确定。
分布电容 从变压器原边看，分布电容和原边电感构成并联谐振电路，因此可以通过网络分析仪测量该谐振电路的谐振频率，然后通过下式计算确定：式中 分布电容的大小： 其中，f为谐振频率，L为初级电感，C为分布电容，表1列出了上述变压器的静态参数测试结果。
从表1的数据可以看出，PCB线圈变压器在分布参数方面优于绕线变压器。
这归因于使用 PCB 线圈可以轻松控制线间距和层间距。
3 次级满载时初级电压波形及分析 10..53 测试电路采用移相全桥拓扑，控制芯片采用UCC，开关管为IRFP，芯片输出开关管驱动频率为0.8kHz。
输入电压为50V，输出满载功率为W。
图3为8次级高压变压器的实物图。
图3 八二次高压变压器实物图 图4为绕线式变压器初级满载波形，图5为采用绕线式变压器初级满载波形PCB 线圈。
图4绕线变压器初级满载波形 图5 PCB线圈变压器初级满载波形 通过图4和图5所示的两个波形图的比较可以看出，分布参数对电路的性能产生了影响。
初级漏感越大，峰值电压幅值越大；分布电容越大，初级波形的完整性越差。
这是因为电路中的分布电容和寄生参数（如漏感和开关管寄生电容等）产生衰减振荡；同时，开关管损耗增大，导致转换电路的效率难以提高。
在将输入电压从0V缓慢升高到50V的调试过程中，绕线变压器会发出“吱吱”的噪音。
更换PCB线圈变压器后该现象消除。
4 结论 本文通过两种不同工艺绕制的变压器阐述了分布电容对电路性能的影响。
同时，PCB线圈重叠方式也有效降低了分布电容，提高了电路性能。
工作性能，达到优化设计的目的。
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