變壓器與耦合線圈建模導(dǎo)論（外文翻譯）

中文有7000余字

Introduction to Modeling of
Transformers and Coupled Inductors
Arthur F. Witulski
Absb.act--A tutorial paper is presented on modeling and design
of transformers and coupled inductors. Beginning with a brief
review of electromagnetic laws and magnetic circuit models,
the magnetic and electric models of transformers and coupled
inductors are developed, including both magnetizing and leakage
effects. It is shown that while the voltage waveforms on the
windings are primarily related by the turns ratio for both devices,
the wiading currents of transformers and coupled inductors
are determined by very different mechanisms. An integrated
structure with both transformer and coupled inductor on tbe
same core is also discussed, as well as the special

摘要——這是一篇提出變壓器與耦合線圈建模的課堂研討論文。文章開頭簡(jiǎn)要回顧了基本電磁定律和磁路模型。變壓器與耦合電感線圈的電磁模型是成熟的，包括磁化效應(yīng)與漏磁效應(yīng)。已經(jīng)有結(jié)果表明盡管繞組上的電壓波形主要與這兩種器件的匝數(shù)比有關(guān)，變壓器和耦合電感上的繞組電流是由不同的機(jī)械類型決定的。本文同樣論述了同鐵心的變壓器與耦合線圈的綜合結(jié)構(gòu)，與耦合線圈應(yīng)用于多路輸出絕緣變壓器轉(zhuǎn)換器的特例。
Ⅰ.引言
盡管變壓器和耦合線圈都是由若干繞組繞在鐵心上組成，并且因此也大致相似，他們?cè)诓僮髟砗驮陂_關(guān)轉(zhuǎn)換器操作中所起的作用存在廣范圍的不同。耦合線圈有氣隙，而變壓器沒有，并且它們?cè)谀芰?，功率通量水平，電流方向，電流縮放比例，以及漏感對(duì)于終端電流波形的影響方面存在不同。變壓器主要用于電能轉(zhuǎn)換，在每一瞬間流入的電能在理想情況下等于流出的電能。耦合線圈是主要用于在換流器開關(guān)操作系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的元件；在給點(diǎn)的瞬間，電能流入量和電能流出量是不同的。變壓器用于電壓和電流比例縮放，直流隔離，以及為單個(gè)換流器提供多路輸出。耦合線圈通過使用一個(gè)鐵心代替兩個(gè)（或更多）鐵心來減少換流器體積，增強(qiáng)多路換流輸出的穩(wěn)定性，以及“掌控”波紋電流從一個(gè)繞組到另一個(gè)繞組。
雖然耦合電感被廣泛應(yīng)用，關(guān)于它們一方面如何區(qū)別于繞組電感，另一方面區(qū)別于變壓器上，還是有一些混亂。由于單繞組線圈已被充分研究，它看起來最能體現(xiàn)耦合線圈和變壓器的不同，我們先對(duì)它進(jìn)行研究，以期望它們各自能被更好的理解。因此這篇論文用作指導(dǎo)性的回顧變壓器和耦合線圈的計(jì)算，設(shè)計(jì)和開關(guān)變換器的功能。本論文始于引導(dǎo)性水平的開頭，從科研文獻(xiàn)中擴(kuò)展了有關(guān)變壓器和耦合線圈的必要內(nèi)容，方便實(shí)驗(yàn)工程師閱讀和獲益。論文的結(jié)構(gòu)是：首先，提供了電場(chǎng)和磁場(chǎng)模型的簡(jiǎn)要回顧。第二，擴(kuò)大討論變壓器和耦合線圈是實(shí)際操作，包括電場(chǎng)，磁場(chǎng)波形，電壓和電流的關(guān)系繞組之間的作用，磁化電感的方向和潮流。第三，研究了各種結(jié)構(gòu)的漏磁效應(yīng)，包括處于零紋波條件的耦合電感。第四，研究了變壓器和耦合線圈繞組在同一鐵心上的可能性。第五，研究了在多路輸出變流器中耦合線圈代替多路單輸出電感濾波器的范例。總結(jié)，提供了一張列表著重介紹了變壓器和耦合線圈的不同.......