Els diferents mètodes de cablejat poden afectar la capacitança distribuïda dels debanaments dels transformadors, cosa que afecta directament el rendiment dels transformadors. En aquest article, ens centrarem en els paràmetres dels transformadors.
La capacitància distribuïda d'un transformador és una capacitància paràsita formada a causa de la presència de diferències de potencial. És un paràmetre elèctric àmpliament present, on hi ha capacitància distribuïda entre dos aïllants sempre que hi hagi una diferència de voltatge. La capacitància distribuïda té poc impacte en els circuits a baixes freqüències, però els seus efectes s'han de tenir en compte a altes freqüències.
La capacitat distribuïda dels debanaments d'un transformador es pot dividir en quatre parts principals:
(1) capacitança entre espires. Un condensador format per la diferència de potencial entre espires adjacents. Tot i que el valor de la capacitança entre espires individuals és petit, la càrrega i descàrrega repetides entre espires pot provocar la degradació de l'aïllament i fins i tot avaria i curtcircuit del cable esmaltat en escenaris d'alta tensió o alta potència.
(2) Capacitància entre capes. La capacitat entre diferents capes en el mateix debanament. La capacitat entre capes és la principal font de capacitat distribuïda, que forma un bucle d'oscil·lació amb inductància de fuita a altes freqüències, cosa que agreuja els problemes d'interferència electromagnètica i augmenta la tensió al transistor de commutació.
3) Capacitància d'entrebobinament. La capacitat entre els debanaments primari i secundari, primari i VCC, i secundari i VCC. Aquest condensador proporciona una via d'acoblament per a la interferència en mode comú, que pot fer que el soroll del costat primari es transmeti al costat secundari, afectant l'estabilitat de la sortida.
(4) Capacitància dispersa. La capacitat dels enrotllaments als nuclis magnètics, les capes de blindatge o les carcasses és causada per factors com el circuit, l'estructura o la disposició. Tot i que aquests condensadors són petits, poden tenir un impacte en les característiques d'alta freqüència en dissenys específics.
La capacitància distribuïda dels debanaments dels transformadors sovint és perjudicial i el seu impacte en els circuits és el següent:
1. Problemes de compatibilitat electromagnètica. La condensació distribuïda proporciona una via d'acoblament entre els debanaments primari i secundari, cosa que fa que el soroll del costat primari s'acobli al costat secundari a través de la condensació, formant interferències de mode comú i danyant la integritat del senyal del circuit.
2. Disminució de l'eficiència. Els condensadors distribuïts en circuits poden formar corrents capacitius, cosa que provoca un augment de la potència reactiva dels transformadors i una disminució de l'eficiència general. En segon lloc, el procés de càrrega i descàrrega de la condensació distribuïda augmenta les pèrdues addicionals, augmenta l'escalfament dels bobinatges i disminueix l'eficiència.
3. Danys a l'aïllament. La capacitança distribuïda pot causar una concentració local del camp elèctric en escenaris d'alta tensió, cosa que pot provocar un augment del corrent de fuita i fins i tot la ruptura del material aïllant.
4. Disminució de l'estabilitat del rendiment. La capacitança distribuïda i la inductància de fuita formen un circuit ressonant, provocant oscil·lacions de voltatge a la font d'alimentació de commutació, cosa que provoca una tensió excessiva al transistor de commutació i danys al dispositiu.
En aplicacions d'alta freqüència, la capacitança distribuïda pot alterar el model de circuit equivalent dels transformadors, fent que la resposta de freqüència es desviï del valor de disseny i afectant l'estabilitat del circuit. La capacitança distribuïda també pot transmetre soroll de commutació al terminal de sortida a través de l'acoblament, augmentant l'ondulació de potència i reduint la qualitat de sortida.
5. Limitacions de disseny i augment dels costos. Per suprimir la influència de la capacitància distribuïda, pot ser necessari dissenyar circuits de compensació de memòria intermèdia RC addicionals, cosa que augmenta la complexitat i el cost del disseny de circuits. En escenaris d'alta freqüència, per reduir la capacitància distribuïda, pot ser necessari utilitzar materials d'aïllament més cars i processos complexos per dissenyar transformadors, cosa que augmenta els costos.
En els transformadors d'alta freqüència, podem reduir la capacitància distribuïda del transformador augmentant la distància entre els debanaments, augmentant el gruix de l'aïllament, utilitzant materials d'aïllament de baixa constant dielèctrica, millorant els mètodes d'enrotllament i augmentant el disseny de la capa de blindatge.
Data de publicació: 03 de novembre de 2025
