《電子技術(shù)應(yīng)用》
您所在的位置:首頁 > 電源技術(shù) > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 隔離型變壓器技術(shù)詳解
隔離型變壓器技術(shù)詳解
摘要: 如果磁導(dǎo)率不是理想的無窮大,而是有限值。則磁芯具有一個(gè)磁阻,,少量的磁化電流會(huì)流過磁芯而分流主線圈的電流,。在等效電路中使用一個(gè)跟主線圈并行的電感Lm 來表示有限磁導(dǎo)率的影響。
Abstract:
Key words :

一.隔離變壓器的等效模型

1.有限磁導(dǎo)率——磁阻

如果磁導(dǎo)率不是理想的無窮大,,而是有限值。則磁芯具有一個(gè)磁阻,少量的磁化電流會(huì)流過磁芯而分流主線圈的電流,。在等效電路中使用一個(gè)跟主線圈并行的電感Lm 來表示有限磁導(dǎo)率的影響,。如下圖:

2.磁芯損耗

(鐵損)磁芯損耗包含磁滯損耗和漩渦電流損耗,等效模型中用跟主線圈并行的電阻 Rc 來表示,。磁滯損耗一般是交流電流流過變壓器時(shí),,鐵心中的磁力線方向和大小會(huì)發(fā)生變化,使得鐵心內(nèi)部分子相互摩擦,,放出熱能,。穿過鐵心的磁力線,都會(huì)在與磁力線垂直的平面上產(chǎn)生感應(yīng)電流,,這個(gè)電流會(huì)形成閉環(huán),,成漩渦狀。渦流會(huì)使鐵心發(fā)熱,,消耗電能,。一般可以選擇高的電阻率系數(shù)的材料來做磁芯(如鐵素體),或者采用阻礙漩渦電流產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)(如使用層壓的鐵心結(jié)構(gòu))

3.線圈阻抗(銅損)

 

一.隔離變壓器的等效模型

1.有限磁導(dǎo)率——磁阻

如果磁導(dǎo)率不是理想的無窮大,,而是有限值,。則磁芯具有一個(gè)磁阻,少量的磁化電流會(huì)流過磁芯而分流主線圈的電流,。在等效電路中使用一個(gè)跟主線圈并行的電感Lm 來表示有限磁導(dǎo)率的影響,。如下圖:

2.磁芯損耗

(鐵損)磁芯損耗包含磁滯損耗和漩渦電流損耗,等效模型中用跟主線圈并行的電阻 Rc 來表示,。磁滯損耗一般是交流電流流過變壓器時(shí),,鐵心中的磁力線方向和大小會(huì)發(fā)生變化,使得鐵心內(nèi)部分子相互摩擦,,放出熱能,。穿過鐵心的磁力線,都會(huì)在與磁力線垂直的平面上產(chǎn)生感應(yīng)電流,,這個(gè)電流會(huì)形成閉環(huán),,成漩渦狀。渦流會(huì)使鐵心發(fā)熱,,消耗電能,。一般可以選擇高的電阻率系數(shù)的材料來做磁芯(如鐵素體),或者采用阻礙漩渦電流產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)(如使用層壓的鐵心結(jié)構(gòu))

3.線圈阻抗(銅損)

 

 

一般組成線圈的導(dǎo)體都有一定的阻抗,,等效模型使用Rp,、Rs 來表示。它主要受線圈的導(dǎo)體的直徑和圈數(shù)影響,。(一般線圈電阻發(fā)熱,,將電能轉(zhuǎn)換成熱能損耗掉)

 

4.泄露磁通

在實(shí)際的線圈中,并不是所有的磁通能夠?qū)蓚€(gè)線圈起到耦合作用,,這些沒有起到耦合作用的磁通叫著泄露磁通,。等效電路使用一個(gè)串行電感來表示,,故也稱為泄露電感)影響泄露磁通的有繞線圈的技術(shù)和磁芯的幾何結(jié)構(gòu)

5.分布式電容

由于線圈和磁芯之間的耦合作用以及相鄰匝之間的耦合作用,在變壓器的線圈上存在一些寄生電容,。等效模型使用Cdp,、Cds 來表示。主要受線圈的幾何結(jié)構(gòu)和磁芯的介電常數(shù)影響,。

6.線圈間電容

主線圈和次級(jí)線圈之間存在一個(gè)耦合電容,,用Cww 來表示,它受線圈的幾何形狀和磁芯的介電常數(shù)影響,。它也是共模信號(hào)在主次級(jí)線圈間耦合的主要通路,。

 

7.隔離變壓器的等效模型

 

 

下圖是 Pulse H5007 用等效模型建模的pspice 模型:

二.隔離變壓器的工作原理

1.隔離變壓器的工作原理


 

2.共模抑制器的工作原理

當(dāng)差分信號(hào)通過共模抑制器時(shí),上面線圈上產(chǎn)生的磁通和下面線圈產(chǎn)生的磁通相互抵消,,磁場(chǎng)效應(yīng)消除,,為差分信號(hào)提供了一條無阻抗通路。當(dāng)共模信號(hào)通過共模抑制器時(shí),,上面線圈上產(chǎn)生的磁通和下面線圈產(chǎn)生的磁通方向相同,,磁場(chǎng)效應(yīng)加強(qiáng),根據(jù)楞次定理,,共模信號(hào)將會(huì)遇到一個(gè)高阻抗的通路,。在10M/100MTX

中共模抑制器一般會(huì)提供2K 到3K 歐姆的共模阻抗:

3.自藕器的工作原理

當(dāng)差分信號(hào)經(jīng)過自藕器時(shí),上下兩個(gè)線圈的磁通是相加,,對(duì)差分信號(hào)是呈高阻抗,。當(dāng)共模信號(hào)經(jīng)過自藕器時(shí),上下兩個(gè)線圈的磁通相互抵消,,為共模信號(hào)到地提供了一個(gè)低阻抗的泄放通路,。


 

此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。