在設(shè)計(jì)隔離開(kāi)關(guān)式電源 (SMPS) 時(shí)，高頻變壓器是關(guān)鍵組件。在使用定制變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，在許多設(shè)計(jì)參數(shù)中，包括效率、開(kāi)關(guān)元件的最大額定電壓和 EMI，其中漏電感控制至關(guān)重要，必須對(duì)這種寄生參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。R&S?LCX系列LCR電橋非常適合這項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的測(cè)量任務(wù)。

您的任務(wù)

SMPS 開(kāi)關(guān)電源變壓器漏感的影響取決于幾個(gè)因素。設(shè)計(jì)變壓器以獲得更大的磁化電感往往會(huì)增加漏電感，尤其是初級(jí)和次級(jí)繞組之間需隔離的情況下。這種漏感可能會(huì)導(dǎo)致功率損耗并影響EMI 輻射，尤其更高的轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)頻率時(shí)。

如果變壓器設(shè)計(jì)為反激式轉(zhuǎn)換器中運(yùn)行，則當(dāng)驅(qū)動(dòng)晶體管關(guān)閉時(shí)，主轉(zhuǎn)換器開(kāi)關(guān)將對(duì)來(lái)自漏感電壓的反沖敏感。存儲(chǔ)在漏感中的能量需要緩沖電路來(lái)限制開(kāi)關(guān)器件中的電壓。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，準(zhǔn)確測(cè)量變壓器初級(jí)側(cè)的漏感對(duì)于優(yōu)化緩沖電路設(shè)計(jì)至關(guān)重要。這將確保對(duì)主開(kāi)關(guān)元件的充分保護(hù)，同時(shí)降低損耗并減少了 EMI問(wèn)題。

除了漏感，其他參數(shù)，如勵(lì)磁電感、繞組電容和繞組電阻，也是高質(zhì)量設(shè)計(jì)所必需考慮的。為了加速設(shè)計(jì)過(guò)程，還可從測(cè)量的寄生變壓器值中導(dǎo)出準(zhǔn)確的仿真模型。

Rohde & Schwarz和OItek解決方案

R&S?LCX系列LCR電橋可準(zhǔn)確測(cè)量變壓器所有的關(guān)鍵參數(shù)。變壓器電感測(cè)量需要有合適頻率的正弦電壓；所需的測(cè)試頻率取決于轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)頻率。在次級(jí)繞組處于開(kāi)路配置時(shí)，LCR電橋提供交流信號(hào)，進(jìn)而測(cè)量初級(jí)電感 LTotal 。

初級(jí)和漏感測(cè)量原理

測(cè)量結(jié)果結(jié)合了勵(lì)磁電感LM 和漏電感LL。初級(jí)變壓器電感由磁芯磁導(dǎo)率和繞組匝數(shù)決定。串聯(lián)電阻參數(shù)RS 也由銅繞組產(chǎn)生，該值也可應(yīng)用交流信號(hào)時(shí)測(cè)量，也可作為純直流測(cè)量，該值有助于計(jì)算銅損。

由于變壓器設(shè)計(jì)時(shí)定義了漏感，導(dǎo)致無(wú)法直接測(cè)量漏感。一種合適的漏電感方法必須消除初級(jí)電感中的磁化電感，這可通過(guò)次級(jí)端子之間的短路來(lái)完成，短路會(huì)導(dǎo)致輸出端子上的電壓為零，而初級(jí)側(cè)的磁化電感電壓為零，此時(shí)初級(jí)端子處測(cè)得的電感，即為漏電感。

應(yīng)用示例

使用反激原理將用于測(cè)量相關(guān)參數(shù)的定制變壓器設(shè)計(jì)放置在輸出電壓為 5V、2A 的離線電源轉(zhuǎn)換器中。

測(cè)量任務(wù)

? 執(zhí)行補(bǔ)償（未連接DUT的開(kāi)路/短路測(cè)量）

? 補(bǔ)償測(cè)試線的殘余參數(shù)

? 設(shè)置所需的工作頻率和合適的電壓測(cè)試電平

? 選擇合適的阻抗模式（lowZ 或 highZ）

? 為了得到最好的準(zhǔn)確性

? 選擇合適的量程設(shè)置和正確的參數(shù)配置 (Ls 和 Rs/Ls 和RDC)，連接 DUT 并開(kāi)始測(cè)量

下圖顯示了一個(gè)符合參數(shù)規(guī)格的745.3μH初級(jí)電感：

在10kHz和100mV(RMS)時(shí)，初級(jí)電感測(cè)量

上圖顯示了1.283Ω 的串聯(lián)電阻。直流電阻在典型變壓器的數(shù)據(jù)表中給出，應(yīng)以直流測(cè)量。這也可通過(guò)使用 LCR電橋測(cè)量選擇RDC參數(shù)，產(chǎn)生的直流電阻約為 1.41Ω。

下圖顯示了大約 6.08μH漏電感，這也在數(shù)據(jù)規(guī)格范圍內(nèi)。測(cè)量漏感后，可以計(jì)算出勵(lì)磁電感：

LM = LTotal ? LL = 745.26μH – 6.08μH = 739.2μH

在10kHz and 100mV (RMS)測(cè)量條件下測(cè)量泄露電感

總結(jié)

R&S?LCX系列LCR電橋結(jié)合了強(qiáng)大的功能和高精度，使其成為滿足各種開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器中的變壓器設(shè)計(jì)測(cè)量的絕佳儀器。在大多數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中，無(wú)論緩沖電路中泄漏能量耗散，還是重新用于諧振轉(zhuǎn)換器中的零電壓開(kāi)關(guān)，都必須考慮控制泄漏電感。LCX系列LCR電橋能夠測(cè)量各種變壓器寄生參數(shù)，使設(shè)計(jì)人員能夠建立一個(gè)非常精確的仿真模型。在生產(chǎn)線上，漏感測(cè)量可確保定制變壓器設(shè)計(jì)的質(zhì)量，以進(jìn)行進(jìn)貨篩選檢查。