隔离型变压器技术的详解分析

一.隔离变压器的等效模型
1.有限磁导率——磁阻
如果磁导率不是理想的无穷大，而是有限值。则磁芯具有一个磁阻，少量的磁化电流会流过磁芯而分流主线圈的电流。在等效电路中使用一个跟主线圈并行的电感Lm 来表示有限磁导率的影响。如下图：

2.磁芯损耗
(铁损)磁芯损耗包含磁滞损耗和漩涡电流损耗，等效模型中用跟主线圈并行的电阻 Rc 来表示。磁滞损耗一般是交流电流流过变压器时，铁心中的磁力线方向和大小会发生变化，使得铁心内部分子相互摩擦，放出热能。穿过铁心的磁力线，都会在与磁力线垂直的平面上产生感应电流，这个电流会形成闭环，成漩涡状。涡流会使铁心发热，消耗电能。一般可以选择高的电阻率系数的材料来做磁芯(如铁素体)，或者采用阻碍漩涡电流产生的结构(如使用层压的铁心结构)

3.线圈阻抗(铜损)
一般组成线圈的导体都有一定的阻抗，等效模型使用Rp、Rs 来表示。它主要受线圈的导体的直径和圈数影响。(一般线圈电阻发热，将电能转换成热能损耗掉)



4.泄露磁通
在实际的线圈中，并不是所有的磁通能够对两个线圈起到耦合作用，这些没有起到耦合作用的磁通叫着泄露磁通。等效电路使用一个串行电感来表示，故也称为泄露电感)影响泄露磁通的有绕线圈的技术和磁芯的几何结构

5.分布式电容
由于线圈和磁芯之间的耦合作用以及相邻匝之间的耦合作用，在变压器的线圈上存在一些寄生电容。等效模型使用Cdp、Cds 来表示。主要受线圈的几何结构和磁芯的介电常数影响。

6.线圈间电容
主线圈和次级线圈之间存在一个耦合电容，用Cww 来表示，它受线圈的几何形状和磁芯的介电常数影响。它也是共模信号在主次级线圈间耦合的主要通路。

7.隔离变压器的等效模型
下图是 Pulse H5007 用等效模型建模的pspice 模型：

二.隔离变压器的工作原理
1.隔离变压器的工作原理



2.共模抑制器的工作原理
当差分信号通过共模抑制器时，上面线圈上产生的磁通和下面线圈产生的磁通相互抵消，磁场效应消除，为差分信号提供了一条无阻抗通路。当共模信号通过共模抑制器时，上面线圈上产生的磁通和下面线圈产生的磁通方向相同，磁场效应加强，根据楞次定理，共模信号将会遇到一个高阻抗的通路。在10M/100MTX

中共模抑制器一般会提供2K 到3K 欧姆的共模阻抗：

3.自藕器的工作原理
当差分信号经过自藕器时，上下两个线圈的磁通是相加，对差分信号是呈高阻抗。当共模信号经过自藕器时，上下两个线圈的磁通相互抵消，为共模信号到地提供了一个低阻抗的泄放通路。