[发明专利]一种变压器线圈寄生电容消除方法

权利要求书

1.一种变压器线圈寄生电容消除方法，其特征在于，包括：

建立等效分析模型电路，其中，建立等效分析模型电路具体包括：在一个环形铁芯上紧密绕制三个绕组L1、L2、L3，其匝数分别为N1、N2、N3，其产生的寄生电容分别是电容C1、C2、C3；

设立模型组，所述模型组为至少两个绕组任意组合；

基于模型电路分析模型组中任意一个绕组中的寄生电容对另一个绕组的影响，在磁芯中产生磁通量，其中，分析L₂、L₃绕组中的寄生电容对L₁绕组的影响，假设给L₁绕组一个激励V₁，将在磁芯中形成磁通量θ，假设电容C₂形成的电流i_C2在磁芯中的磁通量为θ₂，表示为公式(1)：

其中，θ₂为L2绕组感应电流在磁芯产生的磁通量；u为磁芯相对磁导率；S为磁芯横截面积；i_C2为L2绕组感应电流；ω为角频率；C₂为L2绕组寄生电容；

对磁通量θ₂进行单独分析，在L₁绕组上产生电流在变压器一次侧满足公式(2)：

其中，为θ₂在L₁绕组上产生的电流；为因L2绕组寄生电容影响，折算到L₁绕组上等效产生的电容；

在所述模型组中任意一个绕组上按照计算公式布置方向为负的消除电容，以消除剩下绕组中任意一个与其对应的绕组上寄生电容的影响；

其中，由公式(1)、公式(2)可以得到公式(3)：

从公式(3)可得，在磁芯中增加一个磁通量-θ₂，即在L₁绕组中添加一个负电容可实现完全消除L2绕组上寄生电容C₂对变压器合理准确变压的影响，即相当于消除了L2绕组上寄生电容；

L₁绕组上等效的全部寄生电容的计算为公式(4)：

其中，为L₁绕组上自身寄生电容加上L₂与L₃绕组上寄生电容折算到L₁绕组上一起的等效的全部寄生电容；

设置所有绕组所使用绕线材质相同，则满足与L₁绕组工作中的谐振频率为公式(5)：

其中，为L1绕组工作中的谐振频率；

设置L1、L2、L3绕组上匝数比为1:2:4，其电感分别为1mH、4mH、16mH，而其寄生电容分别为0.1μF、0.2μF、0.1μF，代入公式(5)，计算得到L1绕组的谐振频率，其中，L1、L2、L3绕组工作中的谐振频率一致；

基于L2绕组的谐振频率，在L1绕组布置一个方向为负的消除电容，以消除L2绕组上寄生电容的影响；

还提供一种负电容生成电路，该电路可以等效实现为变压器绕组添加负电容，其信号端输入电压为V_in，根据电路原理，有如下表达式，如公式(6)：

式中：Z_in为电路对地输入阻抗；R₅/R₄＝1；C₅为电容；为电容C₅的容抗；F为电路工作频率；

该电路如果整体视作一个元器件，相当于在正负端等效生成为一只“-C₅”的电容，即实现了负电容的等效生成。

2.根据权利要求1所述的变压器线圈寄生电容消除方法，其特征在于：

在所述模型组中任意两个或两个以上绕组上按照计算公式布置方向为负的消除电容，以消除剩下绕组中任意两个或两个以上与其对应的绕组上寄生电容的影响，或者

在所述模型组中所有绕组上按照计算公式布置方向为负的消除电容，以消除所述模型组中与其一一对应的所有绕组上寄生电容的影响。