变压器的三明治绕法

什么是三明治绕法：

“三明治绕法”（Sandwich Winding）是一种变压器绕制工艺，通过将初级绕组（Primary）和次级绕组（Secondary）分层交错排列，以优化漏感、耦合效率和EMI性能。

三明治绕法的核心作用：

（1）降低漏感（Leakage Inductance）

原理：交错绕制使初级和次级绕组耦合更紧密，减少磁通泄漏。

效果：漏感可降低20%~50%，提升能量传输效率（尤其对反激拓扑关键）。

（2）改善耦合系数（Coupling Coefficient）

耦合系数 kk 越接近1（理想值为1），能量传递效率越高。

三明治绕法可使 kk 从0.85提升至0.95以上。

（3）减少EMI干扰

交错绕制平衡了初级和次级的寄生电容，抑制共模噪声。

（4）均化温升

热量分散在多层绕组中，避免局部过热。

缺点：

增加耦合电容：采用三明治绕法会增加变压器初次级之间的耦合电容。在开关电源的工作过程中，变压器绕组的分布电容反复充放电，不仅使电源效率降低，还可能与绕组的分布电感构成LC振荡器，产生振铃噪声。

绕组设计复杂：由于被夹在中间的绕组不同，使得变压器绕组设计变得更为复杂，且初级夹次级和次级夹初级两种两种绕法各有优缺点，需要根据具体的设计要求和应用场景来选择合适的变压器绕组绕法。

工艺要求高：一方面三明治绕法要求绕线平整，以减少变压器漏感和提高耦合性。然而，在变压器绕组实际绕制过程中，保持绕线的平整度是一项挑战，尤其是在高频变压器的设计和制作中。

设计注意事项：

（1）安规与绝缘

• 原副边隔离：需满足爬电距离（如加强绝缘≥6.4mm），可通过加挡墙胶带或三层绝缘线实现。

• 层间绝缘：每层间用聚酯薄膜（如Mylar）或麦拉胶带隔离。

（2）绕线顺序与对称性

• 初级绕组P1和P2的匝数需尽量对称，避免磁通不平衡。

• 次级绕组（如多路输出）应靠近高耦合侧。

（3）寄生参数控制

• 减少层间电容：避免过多重叠（如高压绕组间留空隙）。

• 使用利兹线：高频场合可降低趋肤效应损耗。

绕制示例：

1. 骨架准备：EE25磁芯，挡墙胶带包覆。

2. 初级P1：绕制50%匝数（如60匝），层间绝缘。

3. 次级S：绕制全部次级匝数（如8匝），加绝缘胶带。

4. 初级P2：绕制剩余50%初级（60匝）。

如何验证漏感是否降低？

用LCR表测量初级短路时的次级电感量（漏感值）。