变压器频率特性改良与变压精准度的优化设计

朱才溢; 喻准; 罗颖

doi:10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0102

变压器频率特性改良与变压精准度的优化设计

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0102

湖南省计量检测研究院，长沙 410014

基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2016YFF0201201)；国家重点研发计划资助项目(2016YFF0102406)。

详细信息

作者简介:
朱才溢（1987-），湖南省计量检测研究院工程师，研究方向：电能计量、电子与电气、测控技术与仪器，邮箱：zhucaiyi250@126.com

计量
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出版历程
- 网络出版日期: 2021-12-02
- 刊出日期: 2022-02-18

Improving Frequency Characteristics of a Transformer and Optimal Design of its Voltage Conversion Accuracy

Hunan Institute of Metrology, Changsha 410014, China

摘要

摘要: 为解决变压器匝间电容劣化影响变压器电压转换准确度的问题，分析了变压器绕组寄生电容对变压器输出误差的影响，以理论分析与电路仿真相结合的方式提出了寄生电容影响因子和谐振频率点消除或调整的方法，提出了等效负电容生成电路。进行了等匝数比变压器改良前后的输出比对测试试验，验证了方法的正确可行性，具有良好的建议价值与应用价值。
- 变压器 /
- 频率特性 /
- 电压变换 /
- 寄生电容 /
- 谐振频率 /
- 负电容
Abstract: In order to solve the problem of voltage conversion accuracy deterioration caused by transformer interturn capacitance, this paper analyzes the influence of parasitic capacitance associated with the winding of a transformer on transformer output misalignment, puts forward a method to eliminate or adjust parasitic capacitance influencing factor and resonant frequency point by combining theoretical analysis with circuit simulation, and proposes an equivalent negative capacitance generation circuit. An output comparison carried on an equal turn ration transformer before and after the improvement verifies the feasibility of the method.
- transformer /
- frequency characteristics /
- voltage conversion /
- parasitic capacitance /
- resonant frequency /
- negative capacitance

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图 1 理想变压器原理示意图

Figure 1. Schematic diagram of an ideal transformer

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图 2 变压器二次绕组等效电路

Figure 2. Equivalent circuit of the transformer secondary winding

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图 3 寄生电容性绕组等效分析模型

Figure 3. Equivalent analysis model of the parasitic capacitive winding

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图 4 L₁绕组谐振频率测试仿真图

Figure 4. Simulation results of L₁ winding resonance frequency test

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图 5 L₂与L₃绕组谐振频率仿真测试图

Figure 5. Simulation setups and results of resonant frequency of L₂ and L₃ windings

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图 6 添加负电容的仿真电路图

Figure 6. Simulation circuit diagram of adding negative capacitance

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图 7 添加负电容的测试仿真图

Figure 7. Simulation results of adding negative capacitance

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图 8 负电容生成电路图

Figure 8. Negative capacitance generation circuit

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图 9 集成负电容生成电路的改造电路谐振频率测试图

Figure 9. Test setups and results of resonant frequency of modified circuit of integrated negative capacitance generation circuit

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图 10 比对测试试验示意图

Figure 10. Schematic diagram of a comparison test

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图 11 现场验证测试试验图

Figure 11. Field verification

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