开关变压器第三讲 变压器线圈电感量计算.docx

开关变压器第三讲 变压器线圈电感量计算.docx

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开关变压器第三讲变压器线圈电感量计算

开关变压器第三讲变压器线圈电感量计算..

在开关电源电路设计或电路试验过程中，经常要对线圈或导线的电感以及线圈的匝数进行计算，以便对电路参数进行调整和改进。

下面仅列出多种线圈电感量的计算方法以供参考

在进行电路计算的时候，一般都采用SI国际单位制，即导磁率采用相对导磁率与真空导磁率的乘积，即：

，其中相对导磁率

是一个没有单位的系数，真空导磁率

的单位为H/m。

1、圆截面直导线的电感

圆截面直导线如图2-32所示，其电感为：

2、同轴电缆线的电感

同轴电缆线如图2-33所示，其电感为：

3、双线制传输线的电感

双线制传输线如图2-34所示，其电感为：

4、两平行直导线之间的互感

两平行直导线如图2-34所示，其互感为：

5、圆环的电感

5、矩型线圈的电感

矩形线圈如图2-36所示，其电感为：

6、螺旋线圈的电感

螺旋线圈如图2-37所示，其电感为：

7、多层绕组线圈的电感

多层绕组线圈如图2-38所示，其电感为：

【说明】上式是用来计算多层线圈绕组、截面为圆形的空心线圈的电感计算公式。

长冈系数k可查阅表2-1，系数c可查阅表2-2。

当线圈内部有磁芯时，有磁芯线圈的电感是空心线圈电感的

倍，

是磁芯的相对导磁率。

相对导磁率的测试方法很简单，只需把有磁芯的线圈和空心线圈分别进行测试，通过对比即可求出相对导磁率的大小。

8、变压器线圈的电感

变压器线圈如图2-39所示，其电感为：

【说明】上式是用来计算变压器线圈电感的计算公式。

由于变压器铁芯的磁回路基本是封闭的，变压器铁芯的平均导磁率相对来说比较大。

铁芯的导磁率一般在产品技术手册中都会给出，但由于大多数开关电源变压器的铁芯都留有气隙，留有气隙的磁回路会出现磁场强度以及磁感应强度分布不均匀，因此，（2-108）式中的导磁率只能使用平均导磁率，技术手册中的数据不能直接使用。

在这种情况下，最好的方法是先制作一个简单样品，例如，在某个选好的变压器铁芯的骨架上绕一个简单线圈（比如匝数为10），然后对线圈的电感量进行测试，或者找一个已知线圈匝数与电感量的样品作为参考。

知道了线圈样品的电感量后，只需把已知参数代入（2-108）或（2-94）式，即可求出其它未知参数，然后把所有已知参数定义为一个常数k；最后电感的计算公司就可以简化为：

L=kN2，这样，电感量的计算就变得非常简单。

9、两个线圈的互感

两线圈的连接方法如图2-40所示。

其中图2-40-a和图2-40-b分别为正、反向串联；图2-40-c和图2-40-d分别为正、反向并联。

其中：

L：

两个线圈连接后的电感[H]

L1、L2：

分别为线圈1与线圈2的自感[H]

M：

两个线圈的互感[H]

【说明】互感M有正负，图2-40-a和图2-40-c的接法互感M为正，图2-40-b和图2-40-d的接法互感M为负。

两个线圈之间的互感M为：

【说明】互感的大小，取决两个线圈的结构和两个线圈的相对位置以及导磁物质。

当K=1时，

，这时的耦合称为全耦合，它表示一个线圈产生的磁通全部从另一个线圈通过（没有漏磁通）。

但在实际应用中，无论任何结构的两个线圈总会产生漏磁通，因此，耦合系数k总是一个小于1的数。

一般带有铁芯的变压器漏感都比较小，因此，变压器初、次级线圈之间的偶合系数可以认为约等于1。