開關電源原理與設計(連載71)

8、變壓器線圈的電感

變壓器線圈如圖2-39所示，其電感為：

L=μN*NS/l （2-108）

其中：

L：變壓器線圈的電感 [H]

l ：變壓器鐵芯磁回路的平均長度 [m]

N：線圈的匝數

S：變壓器鐵芯磁回路的截面積 [m2]

μ ：變壓器鐵芯的導磁率 [H/m]

【說明】上式是用來計算變壓器線圈電感的計算公式。由于變壓器鐵芯的磁回路基本是封閉的，變壓器鐵芯的平均導磁率相對來說比較大。鐵芯的導磁率一般在產品技術手冊中都會給出，但由于大多數開關電源變壓器的鐵芯都留有氣隙，留有氣隙的磁回路會出現磁場強度以及磁感應強度分布不均勻，因此，（2-108）式中的導磁率只能使用平均導磁率，技術手冊中的數據不能直接使用。

在這種情況下，最好的方法是先制作一個簡單樣品，例如，在某個選好的變壓器鐵芯的骨架上繞一個簡單線圈（比如匝數為10），然后對線圈的電感量進行測試，或者找一個已知線圈匝數與電感量的樣品作為參考。知道了線圈樣品的電感量后，只需把已知參數代入（2-108）或（2-94）式，即可求出其它未知參數，然后把所有已知參數定義為一個常數k；最后電感的計算公司就可以簡化為：L = kN2 ，這樣，電感量的計算就變得非常簡單。

9、兩個線圈的互感

兩線圈的連接方法如圖2-40所示。其中圖2-40-a和圖2-40-b分別為正、反向串聯；圖2-40-c和圖2-40-d分別為正、反向并聯。

串聯電感為：

L=L1+L2±2M （2-109）

并聯電感為：

（2-110）

其中：

L：兩個線圈連接后的電感 [H]

L1 、L2 ：分別為線圈1與線圈2的自感 [H]

M：兩個線圈的互感 [H]

【說明】互感M有正負，圖2-40-a和圖2-40-c的接法互感M為正，圖2-40-b和圖2-40-d的接法互感M為負。兩個線圈之間的互感M為：

（2-111）

其中：

M：兩個線圈的互感 [H]

L1、L2 ：分別為線圈1與線圈2的自感 [H]

k：兩個線圈的耦合系數

【說明】互感的大小，取決兩個線圈的結構和兩個線圈的相對位置以及導磁物質。當K=1時，，這時的耦合稱為全耦合，它表示一個線圈產生的磁通全部從另一個線圈通過（沒有漏磁通）。但在實際應用中，無論任何結構的兩個線圈總會產生漏磁通，因此，耦合系數k總是一個小于1的數。一般帶有鐵芯的變壓器漏感都比較小，因此，變壓器初、次級線圈之間的偶合系數可以認為約等于1。