高壓變壓器的分布參數主要是漏感和分布電容，在高壓變壓器應用中單次級變壓器的分布電容很大，嚴重影響了電路的工作性能。為了減小分布電容，將單次級繞組分段繞制后再串聯(lián)，后接整流和濾波電路。如果分段后變比依舊很大，那么在次級匝數依然很多的情況下，分布電容依然較大。當分布電容不為所用時，只有想方設法減小它。

    本文通過傳統(tǒng)繞線和PCB迭繞兩種工藝的比較，并采用諧振法測得諧振頻率及通過計算得到分布電容，最后以實測波形說明分布電容對電路性能的影響。

1 分布電容產生機理

    在高壓變壓器中，分布電容由匝間分布電容和層間分布電容構成。任何兩匝線圈間都存在分布電容。將“平板電容器的電容量與極板面積成正比，與極板間距成反比”表達成只有相鄰兩匝線圈時單位長度分布電容表達式為：

    a.jpg

    其中，C為單位長度分布電容值；ε為兩線圈間介質的介電常數；s為長為單位長度、寬為線徑的等效對立面積；d為兩線圈中心間距。為減小兩線間分布電容，減小ε和s，增加d。

2 傳統(tǒng)繞制線包和PCB線圈的比較

    為方便比較，兩種工藝繞制的變壓器均采用如下相同參數：

    工作模式：全橋拓撲；工作頻率：150 kHz；輸入電壓／電流：50 V／3A；初級匝數Np：4匝；8個輸出次級匝數Ns1～Ns8：68匝，68匝，68匝，68匝，62匝，62匝，62匝，62匝；次級線徑／線寬：0．2mm；磁芯：PQ40；絕緣等級：初級和次級及次級和磁芯間耐壓大于8kV DC；絕緣處理：均采用0．05 mm厚的聚酯薄膜膠紙。

2．1 線包繞制工藝

    高壓變壓器的線包繞制工藝如下：

    (1)采用直徑為16 mm的圓柱型繞線骨架，所有繞線距骨架的上下都應有4mm以上留邊距離；

    (2)初級采用寬6 mm×厚0．05 mm的銅箔，次級均采用線徑為0．2 mm的漆包線，繞完初級后依次繞次級，所有次級均一層內繞完；

    (3)初級／磁芯中柱間絕緣要求的聚酯薄膜為24 mm×0．05 mm×2層，初／次級組間、次級組間及Ns8次級與外磁芯絕緣要求的聚酯薄膜為24 mm×0．05 mm×6層；

    (4)所有次級要一層繞完，初次級出線端頭應伸出50 mm左右；

    (5)初級出線和次級出線分別繞中柱兩邊，Ns1～Ns4出線和Ns5～Ns8出線分別位于磁芯一邊中的上下部位。

    圖1所示為傳統(tǒng)方法繞制的線包實物圖。

2．2 PCB線圈繪制

    線寬采用0．2 mm，線間距為0．3 mm；由于PQ40磁芯窗口寬度為11 mm，在預留足夠絕緣空間的情況下PCB每層最多布置17匝線圈，這樣每個次級繞組均需4層。如果全部初次級印制在同一塊PCB板中，就有(4層×8+2層)34層，這樣不僅成本太高，而且體現不出多層PCB板“薄”的優(yōu)勢，所以，PCB板采用單層雙面聚四氟乙烯板，厚0．5 mm，且雙面迭繞線圈，每組次級線圈均需兩塊PCB板。采用DXP2004軟件繪制的PCB線圈圖如圖2所示。限于篇幅，圖2中只示出Ns1中一塊PCB板的正背面。

2．3 分布電容大小的確定

    從變壓器初級視入，分布電容和初級電感構成了并聯(lián)諧振回路，所以可以通過網絡分析儀測得此諧振回路的諧振頻率，然后通過下式計算確定分布電容的大小：

    d.jpg

    其中，f為諧振頻率，L為初級電感量，C為分布電容。表1所列為上述變壓器的靜態(tài)參數測試結果。

    由表1數據可知，PCB線圈變壓器在分布參數上均優(yōu)于線包繞制變壓器。這歸因于PCB線圈易于控制線間距和層間距