[发明专利]一种变压器绕组排列方法及其位移电流数值分析方法

说明书

本发明提出一种变压器绕组排列方法及其位移电流数值分析方法，涉及变压器技术领域。本发明对变压器各绕组排列优化设计，将原边绕组分为第一原边绕组、第二原边绕组和第三原边绕组，按照从磁芯中心柱到磁芯边柱的方向，变压器绕组的排列顺序依次为：第一原边绕组、副边绕组、平衡绕组、辅助绕组、第二原边绕组、第三原边绕组；还构建位移电流的数值分析模型，通过优化绕组参数设计使得产生共模噪声的位移电流为零。本发明同时从噪声源和噪声路径两方面共同减小共模噪声，实现了不采用Y型接线电容的情况下对共模噪声的消除，优化了变压器的EMI性能。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种变压器绕组排列方法及其位移电流数值分析方法。

背景技术

在小功率变换器的应用场合中，反激变换器是应用最广泛的拓扑之一。它的拓扑结构导致原边功率管和副边整流管突然关断时会产生很大的dv/dt，由于绕组之间、绕组和地之间存在很多寄生电容，产生的电流在电源线和大地之间形成回路，因此造成很大的共模噪声。通常采用在原边地和副边地之间连接Y型接线电容来有效抑制共模噪声，然而这种方法会导致泄漏电流增大，因此在很多应用场合中存在安全隐患，所以需要研究一种既不采用Y型接线电容又能减小共模噪声的新方法。

减小共模噪声，可以从两方面考虑，分别是从噪声源侧减小噪声以及阻断噪声传播途径，这两种方式均可以通过优化设计变压器绕组的排布方式来实现。现有技术中，变压器绕组排布策略中，主要是抛弃原有的三明治绕组结构且在层与层之间增加绝缘距离，以此减少原边绕组和副边绕组之间的寄生电容。然而，这种方法增加了需要使用的窗口面积，此外，只能尽量减小原边副边之间的共模噪声，而不能完全消除噪声。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术所存在的不足而提出一种变压器绕组排列方法及其位移电流数值分析方法，对变压器绕组排列进行优化设计，并构建位移电流的数值分析模型，通过优化绕组参数设计使得产生共模噪声的位移电流为零，实现了不采用Y型接线电容的情况下对共模噪声的消除，改善了变压器的电磁干扰性能。

为了解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

本发明提出的一种变压器绕组排列方法中，变压器的绕组包括：原边绕组，平衡绕组，辅助绕组，副边绕组。其中，原边绕组包括：第一原边绕组、第二原边绕组和第三原边绕组。

本发明提出的一种变压器绕组排列方法，从磁芯中心柱向磁芯边柱依次排列，其顺序为：第一原边绕组、副边绕组、平衡绕组、辅助绕组、第二原边绕组、第三原边绕组。

原边绕组的总匝数为N_P，第一原边绕组的匝数为N_P1，第二原边绕组的匝数为N_P2，第三原边绕组的匝数为N_P3，各原边绕组的匝数之间的关系满足以下公式：

副边绕组的匝数为N_S，平衡绕组的匝数为N_B，辅助绕组的匝数为N_A。其中，第一原边绕组的匝数N_P1与副边绕组的匝数N_S相同。

进一步，第一原边绕组的起绕端为A端、另一端为A1端，副边绕组的起绕端为C端、另一端为D端，平衡绕组的起绕端为NC端、另一端为A端，辅助绕组的起绕端为E端、另一端为F端，第二原边绕组的起绕端为A1端、另一端是A2端，第三原边绕组的起绕端为A2端，另一端为B端。其中，第一原边绕组的另一端A1端是第二原边绕组的起绕端A1端，第二原边绕组的另一端A2端是第三原边绕组的起绕端A2端。

进一步，第一原边绕组的A端、副边绕组的D端、平衡绕组的A端、辅助绕组的F端以及第三原边绕组的B端是同名端。