A 、變壓器漏感是什麼？
變壓器的基本定義，是由初級線圈、次級線圈以及鐵芯所組成。而初級繞組產生的磁力，無法在初次級間耦合的過程中通過次級線圈，因而發生部份漏磁的電感稱為漏感。

漏感會因頻率增大而變大，一般在50Hz或60Hz的低工作頻率時，可以忽略漏感的影響，但現今的開關變壓器工作頻率越來越高，在100KHz以上的高頻變壓器，其漏感會使電路產生輻射干擾，對開關電源整體會形成干擾躁聲，故如何降低漏感的影響在電路中很重要。

理想的變壓器沒有損耗時，電壓比直接為匝數比，電流比為匝數比的倒數（圖1）。但在實際的設計中，初級線圈產生的磁力會發生漏磁的電感，漏感可以表示為漏感與線圈串聯的阻抗（圖 2）。
 
而漏感的危害是在變壓器開關截止瞬間，會產生反電動勢，漏感太大，容易造成開關元件因過壓而擊穿；而太大的漏感還會與電路及變壓器的分布電容產生振盪迴路，造成電磁干擾或因異音並降低效能等。







B 、 如何減小漏感 ?

1、減少初級線圈的圈數
2、增大繞線槽寬，減少線圈的層數與高度
3、增加繞線與繞線之間的耦合程度
4、選用高導磁率與高飽和強度及低損耗的鐵芯材質
5、降低線材的絕緣厚度
6、使用三明治或夾層繞法的繞線結構
7、減小氣隙GAP的深度
8、初級與次級的線圈需對應對稱，或減少兩者之間的距離

C 、諧振電感外置與集成諧振電感的設計
在開關設計中，漏感越小越好，因為漏感若太大還需要額外的元件來改善，但是LLC諧振變壓器設計中，反而加大漏感來替代諧振電感，電路板上沒有諧振電感，也降低了電路成本。


• 外置諧振電感的優點 : 
它是一個單獨的電感，與主變壓器是分開的，設計靈活，可優化電感上面的損耗，也可以調高變壓器功率 ; 而一般高頻變壓器的漏感值都設計的非常低，因此與遠小於外置的諧振電感，所以變壓器對諧振電感的影響不是很大，一般可以忽略。

• 外置諧振電感的缺點 : 
成本比集成諧振電感高，因諧振電感是交流工作，為了降低磁芯的損耗，一般鐵芯的磁飽和取值都比較低，而使GAP的氣隙較大，使諧振電感的渦流損耗大，導致溫度比較高，損耗也比較大。


• 集成諧振電感的優點 :
成本比外置諧振電感低，因為一般集成諧振電感感量占主感量的20%，需要特別加大漏感的設計，初級與次級線圈的耦合不需要很好。
一般會使用雙槽的線架將初級與次級先圈分開，線圈繞置簡單且安規距離也更佳 ; 而漏感變大，次級的寄生電容會變小，都有利於LLC設計。


• 集成諧振電感的缺點 :
集成式的變壓器體積要比一般變壓器大很多;而因為諧振電感為初級線圈的漏感，漏感值的公差定義，圈數不好調整，因此集成式諧振電感一般功率不會太大，而超過千瓦的大多都使用外置諧振電感。







D 、變壓器三明治繞法

在大功率變壓器中，為了減低漏感，三明治繞法是最常用的一種方法。在變壓器中，就是初級夾次級，或次級夾初級。意思是初級分成兩部分，先繞初級一部分，再繞次級，最後再繞初級剩下的部分。


• 三明治繞法的優點 :
增加初級與次級耦合的面積，來降低漏感，來提升效率，也可降低MOSFET關斷時漏感產生的峰值電壓，並減低MOSFET的電壓應力。

• 三明治繞法的缺點 :
增加初級與次級耦合的面積時，繞組間的分佈電容也會加大，而繞組間電容是共模干擾信號的主要傳遞途徑，因此三明治繞法會加大了EMI的干擾。






E 、如何測試漏感 ?
測試漏感時，將測試點量測於初級線圈的主感，而初級線圈兩腳的其它線圈腳做串聯短路，此時測試點量測於初級線圈的主感得到的感量值即是漏感值或稱自感值。



 

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