反激輔助繞組的位置夾在中間還是放到最外層?

在電力電子領(lǐng)域，三明治繞法是一種廣泛應(yīng)用于變壓器繞制的技術(shù)，特別是在開關(guān)電源中，其獨(dú)特的繞制方式能夠顯著影響變壓器的性能，包括漏感、電磁干擾(EMI)、效率等方面。三明治繞法的基本思路是將繞組以兩層夾一層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行繞制，根據(jù)被夾在中間的繞組不同，可以分為初級(jí)夾次級(jí)和次級(jí)夾初級(jí)兩種形式。

一、三明治繞法概述

三明治繞法，顧名思義，就是將繞組以兩層夾一層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行繞制。這種繞法通過優(yōu)化繞組的布局，有效減少了變壓器的漏感和層間分布電容，從而降低了電磁干擾和電壓電流應(yīng)力，提高了開關(guān)電源的性能和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，三明治繞法可以根據(jù)電源的具體需求和輸出特性，選擇初級(jí)夾次級(jí)或次級(jí)夾初級(jí)的繞制方式。

二、反激輔助繞組的作用

反激輔助繞組，通常用于提供開關(guān)電源的啟動(dòng)電壓、維持電壓或進(jìn)行反饋控制。在反激式開關(guān)電源中，輔助繞組的位置和繞制方式會(huì)直接影響電源的性能和穩(wěn)定性。因此，在繞制變壓器時(shí)，選擇合適的輔助繞組位置至關(guān)重要。

三、初級(jí)夾次級(jí)繞法中輔助繞組的位置選擇

在初級(jí)夾次級(jí)的繞法中，初級(jí)繞組被分為兩部分，次級(jí)繞組被夾在中間。如果輔助繞組也夾在中間，即順序?yàn)镹p/2、Ns、Np/2、Nb(其中Np為初級(jí)繞組，Ns為次級(jí)繞組，Nb為輔助繞組)，這種繞法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

減少漏感：由于增加了初次級(jí)的有效耦合面積，可以極大地減少變壓器的漏感。漏感減少帶來(lái)的好處包括降低漏感引起的電壓尖峰，從而降低MOSFET的電壓應(yīng)力，提高電源的可靠性。

降低共模干擾電流：由MOSFET與散熱片引起的共模干擾電流也可以降低，從而改善EMI(電磁干擾)。這對(duì)于提高電源的電磁兼容性具有重要意義。

減少寄生振蕩：在初級(jí)中間加入了一個(gè)次級(jí)繞組，減少了變壓器初級(jí)的層間分布電容，使電路中的寄生振蕩減少，同樣可以降低MOSFET與次級(jí)整流管的電壓電流應(yīng)力，進(jìn)一步改善EMI。

然而，將輔助繞組夾在中間也存在一定的局限性。例如，如果輔助繞組的匝數(shù)較多或電流較大，可能會(huì)增加繞組的復(fù)雜性和成本。此外，由于輔助繞組位于中間層，其散熱條件可能不如位于最外層的繞組。

四、次級(jí)夾初級(jí)繞法中輔助繞組的位置選擇

在次級(jí)夾初級(jí)的繞法中，次級(jí)繞組被分為兩部分，被初級(jí)繞組夾在中間。如果輔助繞組放在最外層，即順序?yàn)镹s/2、Np、Ns/2、Nb，這種繞法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

降低銅損引起的溫升：由于輸出是低壓大電流，故銅損對(duì)導(dǎo)線的長(zhǎng)度較為敏感。繞在內(nèi)側(cè)的Ns/2可以有效減少繞線長(zhǎng)度，從而降低此Ns/2繞組的銅損及發(fā)熱。外層的Ns/2雖說繞線相對(duì)較長(zhǎng)，但基本上是在變壓器的外層，散熱良好，故溫度也不會(huì)太高。

減少高頻干擾：由于初級(jí)遠(yuǎn)離磁芯，次級(jí)電壓低，故引起的高頻干擾小。這對(duì)于提高電源的電磁兼容性同樣具有重要意義。

便于散熱和維護(hù)：將輔助繞組放在最外層，可以更方便地進(jìn)行散熱和維護(hù)。這對(duì)于提高電源的可靠性和延長(zhǎng)使用壽命具有積極作用。

然而，將輔助繞組放在最外層也存在一定的挑戰(zhàn)。例如，最外層的繞組更容易受到外部環(huán)境的干擾和影響，需要采取額外的保護(hù)措施來(lái)提高其穩(wěn)定性和可靠性。此外，如果輔助繞組的匝數(shù)較少或電流較小，可能會(huì)增加繞制的難度和成本。

五、結(jié)論

綜上所述，三明治繞法中輔助繞組的位置選擇需要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和需求進(jìn)行權(quán)衡。在初級(jí)夾次級(jí)的繞法中，將輔助繞組夾在中間可以顯著減少漏感、降低共模干擾電流和寄生振蕩，從而提高電源的性能和可靠性。然而，這種繞法可能增加繞組的復(fù)雜性和成本，且輔助繞組的散熱條件可能不如位于最外層的繞組。在次級(jí)夾初級(jí)的繞法中，將輔助繞組放在最外層可以降低銅損引起的溫升、減少高頻干擾，并便于散熱和維護(hù)。但需要注意的是，最外層的繞組更容易受到外部環(huán)境的干擾和影響，需要采取額外的保護(hù)措施來(lái)提高其穩(wěn)定性和可靠性。

因此，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)電源的具體需求和輸出特性，綜合考慮上述因素，選擇合適的三明治繞法和輔助繞組位置。同時(shí)，還需要對(duì)繞制工藝和材料進(jìn)行精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以確保電源的性能和可靠性達(dá)到最佳狀態(tài)。