Различите методе ожичења могу утицати на расподељену капацитивност намотаја трансформатора, што директно утиче на перформансе трансформатора. У овом чланку ћемо се фокусирати на параметре трансформатора.
Распределени капацитет трансформатора је паразитски капацитет настао услед присуства потенцијалних разлика. То је широко распрострањен електрични параметар, где постоји распоређени капацитет између два изолатора све док постоји разлика напона. Распределени капацитет има мали утицај на кола на ниским фреквенцијама, али његови ефекти морају се узети у обзир на високим фреквенцијама.
Распределени капацитет намотаја трансформатора може се поделити на четири главна дела:
(1) међунамотајна капацитивност. Кондензатор формиран потенцијалном разликом између суседних намотаја. Иако је вредност капацитивности између појединачних намотаја мала, поновљено пуњење и пражњење између намотаја може довести до деградације изолације, па чак и до пробоја и кратког споја емајлиране жице у сценаријима високог напона или велике снаге.
(2) Међуслојни капацитет. Капацитивност између различитих слојева у истом намотају. Међуслојни капацитет је главни извор дистрибуираног капацитета, који формира осцилаторну петљу са индуктивношћу цурења на високим фреквенцијама, погоршавајући проблеме електромагнетних сметњи и повећавајући напонско оптерећење на прекидачком транзистору.
3) Међунамотајни капацитет. Капацитет између примарног и секундарног, примарног и VCC, и секундарног и VCC намотаја. Овај кондензатор обезбеђује путању спреге за сметње заједничког режима, што може проузроковати пренос шума са примарне стране на секундарну страну, утичући на стабилност излаза.
(4) Расејана капацитивност. Капацитивност намотаја према магнетним језгрима, заштитним слојевима или кућиштима узрокована је факторима као што су коло, структура или распоред. Иако су ови кондензатори мали, могу имати утицај на високофреквентне карактеристике под одређеним распоредом.
Распределени капацитет намотаја трансформатора је често штетан, а његов утицај на кола је следећи:
1. Проблеми електромагнетне компатибилности. Дистрибуирана капацитивност обезбеђује путању спреге између примарног и секундарног намотаја, узрокујући да се шум на примарној страни спреже са секундарном страном кроз капацитивност, формирајући сметње заједничког режима и оштећујући интегритет сигнала кола.
2. Смањена ефикасност. Дистрибуирани кондензатори у колима могу формирати капацитивне струје, што доводи до повећања реактивне снаге трансформатора и смањења укупне ефикасности. Друго, процес пуњења и пражњења дистрибуиране капацитивности повећава додатне губитке, повећава се загревање намотаја, а ефикасност се смањује.
3. Оштећење изолације. Дистрибуирана капацитивност може изазвати локалну концентрацију електричног поља у сценаријима високог напона, што доводи до повећане струје цурења, па чак и до пробоја изолационог материјала.
4. Смањена стабилност перформанси. Дистрибуирана капацитивност и индуктивност цурења формирају резонантно коло, узрокујући осцилацију напона у прекидачком напајању, што резултира прекомерним напонским напрезањем прекидачког транзистора и оштећењем уређаја.
У високофреквентним применама, дистрибуирана капацитивност може да промени еквивалентни модел кола трансформатора, узрокујући одступање фреквентног одзива од пројектоване вредности и утичући на стабилност кола. Дистрибуирана капацитивност такође може да преноси шум прекидача на излазни терминал путем спрезања, повећавајући таласање снаге и смањујући квалитет излаза.
5. Ограничења дизајна и повећани трошкови. Да би се сузбио утицај дистрибуиране капацитивности, може бити потребно пројектовати додатна кола за компензацију RC бафера, што повећава сложеност и трошкове пројектовања кола. У сценаријима високе фреквенције, да би се смањила дистрибуирана капацитивност, може бити потребно користити скупље изолационе материјале и сложене процесе за пројектовање трансформатора, чиме се повећавају трошкови.
Код високофреквентних трансформатора, можемо смањити дистрибуирани капацитет трансформатора повећањем растојања између намотаја, повећањем дебљине изолације, коришћењем изолационих материјала са ниском диелектричном константом, побољшањем метода намотавања и повећањем дизајна заштитног слоја.
Време објаве: 03.11.2025.
