干货丨什么是变压器三明治绕线法

干货丨什么是变压器三明治绕线法

引用

搜狐

1.

https://www.sohu.com/a/835190858_319844

变压器三明治绕线法是一种在变压器制作过程中常用的绕线方法，通过将初级和次级绕组分层交替绕制，以增加它们之间的耦合面积。这种方法在高频电源变压器的设计和制作中尤为常见，因为它能有效减少变压器高频漏感和降低分布电容。本文将详细介绍三明治绕线法的原理、优点、缺点以及实际应用中的注意事项。

变压器三明治绕法是变压器制作过程中常用的绕线方法，是指将变压器两个绕组（通常是初级和次级）分层交替绕制，以增加它们之间的耦合面积，主要特点是两层夹一层的绕制方式。

由于被夹在中间的绕组不同，三明治绕法主要分为两种，即初级夹次级和次级夹初级。

在高频电源变压器的设计和制作中，三明治绕法尤为常见，因为它能有效减少变压器高频漏感和降低分布电容。

膜包线，图片来源：大润科技

优点

• 减少漏感：由于增加了变压器初次级的有效耦合面积，可以极大地减少变压器漏感。变压器漏感引起的电压尖峰会降低，从而使MOSFET的电压应力降低。
• 改善EMI：减少变压器漏感还可以降低由MOSFET与散热片引起的共模干扰电流，从而改善电磁兼容性（EMI）。
• 降低寄生振荡：由于在变压器初级中间加入了一个次级绕组，减少了变压器初级的层间分布电容，进而降低了电路中的寄生振荡。
• 降低铜损：当输出是低压大电流时，采用次级夹初级的绕法可以有效降低铜损引起的温升，因为绕在内侧的次级绕组可以减少绕线长度，从而降低铜损及发热。

缺点

• 增加耦合电容：采用三明治绕法会增加变压器初次级之间的耦合电容。在开关电源的工作过程中，变压器绕组的分布电容反复充放电，不仅使电源效率降低，还可能与绕组的分布电感构成LC振荡器，产生振铃噪声。
• 绕组设计复杂：由于被夹在中间的绕组不同，使得变压器绕组设计变得更为复杂，且初级夹次级和次级夹初级两种两种绕法各有优缺点，需要根据具体的设计要求和应用场景来选择合适的变压器绕组绕法。
• 工艺要求高：一方面三明治绕法要求绕线平整，以减少变压器漏感和提高耦合性。然而，在变压器绕组实际绕制过程中，保持绕线的平整度是一项挑战，尤其是在高频变压器的设计和制作中。另一方面由于三明治绕法增加了变压器初次级之间的耦合面积，因此对绝缘处理的要求更高。需要确保绕组之间的绝缘良好，以防止短路或漏电等安全问题。
• 测试难度大：由于三明治绕法增加了初次级之间的耦合电容，使得变压器的参数测量变得更加困难。例如，在测量漏感和耦合电容时，需要考虑到这些参数之间的相互影响。
• EMI测试复杂：三明治绕法对EMI的影响较为复杂。一方面，它可以改善EMI；另一方面，它也可能增加EMI的风险，这也导致EMI的测试变得复杂化。因此，在进行EMI测试时，需要综合考虑多种因素，并采取相应的措施来抑制EMI。

综上所述，三明治绕法是一种有效的变压器绕法，能够带来诸多性能上的提升。然而，它也存在一些缺点和挑战，需要在实际应用中加以注意和克服。