【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】變壓器三明治繞法有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？繞制過程中又有哪些難點(diǎn)問題需要注意？

變壓器三明治繞線法是變壓器制作過程中常用的繞線方法，是指將變壓器兩個(gè)繞組（通常是初級(jí)和次級(jí)）分層交替繞制，以增加它們之間的耦合面積，主要特點(diǎn)是兩層夾一層的繞制方式。

由于被夾在中間的繞組不同，三明治繞法主要分為兩種，即初級(jí)夾次級(jí)和次級(jí)夾初級(jí)。

在高頻電源變壓器的設(shè)計(jì)和制作中，三明治繞法尤為常見，因?yàn)樗苡行p少變壓器高頻漏感和降低分布電容。

膜包線，圖片來源：大潤(rùn)科技

優(yōu)點(diǎn)

減少漏感：由于增加了變壓器初次級(jí)的有效耦合面積，可以極大地減少變壓器漏感。變壓器漏感引起的電壓尖峰會(huì)降低，從而使MOSFET的電壓應(yīng)力降低。

改善EMI：減少變壓器漏感還可以降低由MOSFET與散熱片引起的共模干擾電流，從而改善電磁兼容性（EMI）。

降低寄生振蕩：由于在變壓器初級(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，進(jìn)而降低了電路中的寄生振蕩。

降低銅損：當(dāng)輸出是低壓大電流時(shí)，采用次級(jí)夾初級(jí)的繞法可以有效降低銅損引起的溫升，因?yàn)槔@在內(nèi)側(cè)的次級(jí)繞組可以減少繞線長(zhǎng)度，從而降低銅損及發(fā)熱。

缺點(diǎn)

增加耦合電容：采用三明治繞法會(huì)增加變壓器初次級(jí)之間的耦合電容。在開關(guān)電源的工作過程中，變壓器繞組的分布電容反復(fù)充放電，不僅使電源效率降低，還可能與繞組的分布電感構(gòu)成LC振蕩器，產(chǎn)生振鈴噪聲。

繞組設(shè)計(jì)復(fù)雜：由于被夾在中間的繞組不同，使得變壓器繞組設(shè)計(jì)變得更為復(fù)雜，且初級(jí)夾次級(jí)和次級(jí)夾初級(jí)兩種兩種繞法各有優(yōu)缺點(diǎn)，需要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)要求和應(yīng)用場(chǎng)景來選擇合適的變壓器繞組繞法。

工藝要求高：一方面三明治繞法要求繞線平整，以減少變壓器漏感和提高耦合性。然而，在變壓器繞組實(shí)際繞制過程中，保持繞線的平整度是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，尤其是在高頻變壓器的設(shè)計(jì)和制作中。

另一方面由于三明治繞法增加了變壓器初次級(jí)之間的耦合面積，因此對(duì)絕緣處理的要求更高。需要確保繞組之間的絕緣良好，以防止短路或漏電等安全問題。

測(cè)試難度大：由于三明治繞法增加了初次級(jí)之間的耦合電容，使得變壓器的參數(shù)測(cè)量變得更加困難。例如，在測(cè)量漏感和耦合電容時(shí)，需要考慮到這些參數(shù)之間的相互影響。

EMI測(cè)試復(fù)雜：三明治繞法對(duì)EMI的影響較為復(fù)雜。一方面，它可以改善EMI；另一方面，它也可能增加EMI的風(fēng)險(xiǎn)，這也導(dǎo)致EMI的測(cè)試變得復(fù)雜化。因此，在進(jìn)行EMI測(cè)試時(shí)，需要綜合考慮多種因素，并采取相應(yīng)的措施來抑制EMI。

綜上所述，三明治繞法是一種有效的變壓器繞法，能夠帶來諸多性能上的提升。然而，它也存在一些缺點(diǎn)和挑戰(zhàn)，需要在實(shí)際應(yīng)用中加以注意和克服。

大家覺得，三明治繞法繞制過程中，需要注意哪些問題？

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審核編輯 黃宇