通俗易懂讲解绕组分布电容

所有电感，包括变压器，都是铜线或者其它金属导线一匝一匝绕成的。所有电感，都具有分布电容，区别仅仅在于分布电容的大小而已。

图(01)是个单层绕组(也称线圈)示意图。

图(01)

图(02)是图(01)的剖面图。图中可见，该绕组(假定)有30匝，第1匝在左，一匝一匝向右密绕。这种绕法，通常叫做单层平绕。

图(02)

图(02)中每匝与其相邻匝之间都具有分布电容，30匝就有29个电容，这些分布电容构成串联关系，如图(03)所示。必须说明：第01匝与第03匝之间也有电容分布电容，但此电容由于第02匝的存在，是非常小的，远远小于相邻两匝之间的分布电容，可以忽略。所以，单层平绕这种绕法的分布电容相当小。

图(03)

如果绕组匝数比较多，一层绕不下，那就不可避免地要绕多层。最简单的多层绕法是绕到一端后，从此端往回绕。如图(04)，向右绕完30匝，然后再向左平密绕30匝，绕到起点。

图(04)

这种绕法通常叫做多层平叠绕。

我们来分析分析多层平叠绕的分布电容。

如图(05)所示，两层导线之间也存在分布电容。第60匝与第01匝之间具有分布电容，第59匝与第02匝之间也存在分布电容……斜向位置的两匝导线如第60匝与第02匝之间也存在较小的分布电容(但比图03中第01匝与第03匝之间的分布电容要大不少)，图中没有画出来。

图(05)

图(05)中，特别将第60匝与第01匝之间的分布电容标注为C。

虽然图(05)中第01匝与第60匝之间的分布电容和第30匝与第31匝之间的分布电容相同，但是，流过图中分布电容C的电流却与第30匝与第31匝之间分布电容的电流不一样。第30匝与第31匝之间的分布电容上面的电压是1匝的电压，而第01匝与第60匝之间的分布电容C上面却是60匝的电压，所以流过分布电容C的电流要比流过相邻两匝之间的分布电容的电流大得多。

和图(03)相比较，如果其它条件都相同(线圈直径、导线直径、绝缘层厚度……等等)，图(05)中两层平叠绕绕组的分布电容比图(03)中单层平绕绕组的分布电容要大得多，至少是图(03)绕组的几十倍(不小于30倍)。

如果导线比较细而且匝数比较多，两层还绕不下，需要绕更多层(小功率工频变压器原边就是这样)，那么绕组的分布电容会更大。

某些开关电源，例如要求输出的直流电压很高但电流很小(例如要求输出3kV10mA)的单端反激开关电源，电路就像图(11)，但对输出电压电流要求不同，其变压器副边匝数就很多而且用线比较细。对这样的变压器，多层平叠绕法的分布电容就嫌太大了。如果用多层平叠绕法，很可能输出直流电压达不到按照匝数比计算的数值，因为变压器副边绕组分布电容把相当一部分电流短路掉了。

图(06)

图(06)的绕法比图(05)要好。图(06)的绕法是：向右绕完第1层后，把导线拉到始端继续向右绕。这种绕法，因为第31匝与第01匝之间电压比图(05)中第60匝与第01匝之间电压要小，所以流过第31匝与第01匝之间分布电容的电流要比图(05)中分布电容C中电流要小。两层绕线分布电容又是串联的，所以这种绕法电感两端总的分布电容比较小。

另一种绕法是乱叠绕，也就是导线不是一层一层绕平整，而是互相交叉地绕。乱叠绕不必一圈一圈排整齐，比较方便。乱叠绕分布电容比平叠绕要小，但是因为导线有交叉，同样直径同样匝数，占用的窗口面积比平叠绕要大。

图(07)所示绕法分布电容更小。图(07)按照导线数字顺序是这样绕的：绕两匝(或者三匝)就把导线退回到始端，第03匝和第04匝叠绕在第01匝和第02匝上，然后第05匝和第06匝绕在第一层。以后依次类推。不过，这种绕法即使是经验丰富的老手，也很难绕平整，太难绕了。而且，如果需要叠10层那么高，宽度却限制在平绕5匝，非常难绕出来——叠那么高，不到10层就倒了。