反激变压器这个东西绕出来能亮和绕出来好用中间差的就是漏感这一关。我自己前前后后绕过不下五十个反激变压器从最早照着公式瞎绕、上电就炸管到后来能把漏感控制在初级电感量的1%到2%以内踩过的坑基本都和漏感有关。漏感大了MOS管关断瞬间的电压尖峰会顶到天上去RCD吸收电路烫得能煎鸡蛋效率掉得厉害EMI还超标。所以绕完变压器第一件事不是急着上电而是拿电桥把漏感量出来。这篇内容就是把我这些年测漏感的实操流程完整拆开讲包括100KHz电桥怎么设、怎么夹、怎么读数才准适合刚入门做反激电源的朋友也适合绕了几年但一直没把漏感测明白的老手对照检查。1. 先搞清楚漏感到底在测什么1.1 漏感不是变压器的“寄生参数”那么简单很多人把漏感当成一个可有可无的寄生参数觉得只要变压器能工作就行。实际上在反激拓扑里漏感是一个决定成败的核心指标。反激变压器本质上是一个耦合电感初级和次级之间不可能做到100%的磁通耦合总有一部分磁通只链合初级绕组而不链合次级绕组这部分磁通对应的电感就是漏感。从能量角度看漏感储存的能量在MOS管关断时无处可去只能通过寄生电容和吸收电路消耗掉。漏感越大关断尖峰越高吸收电路损耗越大。我实测过一个12V 1A输出的反激变压器初级电感量1.2mH漏感从15uH降到8uHRCD吸收电阻的温度从95度降到了62度效率提升了将近3个百分点。这个差距在量产里就是能不能过温升测试的区别。漏感的测量原理其实不复杂把次级绕组短路让次级电流产生的磁通抵消初级磁通此时测得的初级电感量就近似等于漏感。因为次级短路后理想变压器部分的磁通被抵消了剩下的就是只链合初级的那部分漏磁通对应的电感。这个原理叫短路法是所有漏感测量方法的基础。1.2 为什么必须用100KHz而不是50Hz或10KHz这里要讲一个关键问题漏感的测量频率为什么通常选100KHz。原因有两个层面。第一个层面是实际工作条件。反激电源的开关频率一般在65KHz到130KHz之间漏感在这个频率下的表现才是真实的。如果用50Hz工频去测绕组导线的趋肤效应和邻近效应几乎没有体现测出来的漏感值会偏小因为高频下电流集中在导线表面有效截面积减小漏感会略有变化。更重要的是磁芯材料的磁导率随频率变化在100KHz附近测得的漏感才对应实际工作状态。第二个层面是电桥的测量精度。低频电桥在测小电感时感抗很小比如10uH在50Hz下的感抗只有3.14毫欧电桥很难分辨这个信号和导线电阻。而在100KHz下10uH的感抗是6.28欧信号强度足够了测量精度自然就上去了。所以100KHz是一个兼顾实际工况和测量精度的平衡点。注意有些电桥默认测试频率是1KHz测漏感时一定要手动切到100KHz否则读数会偏大或者不稳定。1.3 漏感测量的常见误区我见过太多人测漏感时犯这几个错误。第一个误区是次级短路没短好。次级有多组绕组时只短了一组其他组开路测出来的不是真正的漏感。正确的做法是把所有次级绕组都短路而且短路点要尽量靠近变压器引脚减少引线电感的影响。第二个误区是没做开路和短路校准。电桥的测试夹子本身有残余电感和电阻在100KHz下这些残余参数不可忽略。不校准的话测10uH的漏感可能引入1到2uH的误差这个误差在漏感本身就只有几微亨的时候是致命的。第三个误区是拿着电桥夹子随便夹在引脚上就读数。夹子的接触电阻和夹持位置都会影响结果。正确的做法是用短而粗的测试线夹子夹紧引脚根部每次测量保持相同的夹持方式这样才有可比性。2. 测量前的准备工作2.1 工具清单与选型建议测漏感需要的工具不多但每一样都有讲究。核心工具是数字电桥我用的是同惠TH2810D这台机器在100KHz下的基本精度是0.1%测几微亨到几毫亨的漏感完全够用。市面上常见的DIY LCR电桥比如基于AD5933或者开源方案做的在100KHz下精度就差一些测大电感还行测10uH以下的漏感时读数跳动比较大。如果手头只有这种电桥建议多测几次取平均值并且一定要做短路校准。除了电桥还需要准备几样辅助工具。第一是短路线用来短路次级绕组。我一般用1.5平方的铜线弯成U形直接插在次级引脚上焊接确保接触电阻小于1毫欧。第二是镊子或者小钳子用来夹紧测试夹。第三是记录表格每次测量记录环境温度、电桥设置和读数方便对比不同批次变压器的漏感一致性。工具推荐规格作用注意事项数字电桥100KHz下精度优于0.5%测量电感量必须支持100KHz测试频率短路铜线1.5mm²以上尽量短短路次级绕组接触电阻要小于1毫欧测试夹四端开尔文夹连接电桥和变压器夹持位置要固定一致记录表纸质或电子表格记录测量数据包含温度、频率、读数2.2 变压器引脚识别与绕组确认拿到一个反激变压器第一步不是急着测而是先把引脚和绕组搞清楚。反激变压器通常有初级主绕组、初级辅助供电绕组、次级主绕组有的还有多路输出。引脚定义一般在规格书上有但如果是自己绕的或者样品没有规格书就需要用万用表蜂鸣档逐个确认。确认的方法是用万用表测任意两个引脚之间的通断导通的属于同一绕组。然后根据直流电阻判断哪个是初级哪个是次级初级绕组圈数多、线径细直流电阻一般在几欧姆到几十欧姆次级绕组圈数少、线径粗直流电阻通常在1欧姆以下。辅助绕组介于两者之间。确认完绕组后要在纸上画一个简单的引脚图标出每个绕组的起始脚和结束脚。这个图在测漏感时很重要因为短路次级时要确保短的是次级主绕组而不是辅助绕组。我见过有人把辅助绕组当成次级短路了测出来的漏感偏大很多因为辅助绕组和初级的耦合本来就不如主绕组紧密。2.3 电桥的开路短路校准操作电桥校准这一步绝对不能省。具体操作分两步。第一步是开路校准把测试夹分开不要夹任何东西在电桥菜单里选择开路校准等电桥自动完成。这一步消除测试夹和电桥输入端的寄生电容影响。第二步是短路校准把两个测试夹直接夹在一起确保金属对金属接触良好选择短路校准等电桥完成。这一步消除测试线和夹子的残余电感和电阻。校准完成后电桥会显示校准通过。这时候不要急着测先用一个已知感值的标准电感验证一下。比如拿一个标称100uH、精度5%的电感在100KHz下测读数应该在95到105uH之间。如果偏差太大说明校准没做好或者电桥本身有问题。提示校准时的环境温度要和测量时一致电桥的残余参数会随温度漂移。如果从空调房拿到高温车间建议重新校准一次。3. 100KHz电桥的详细设置与操作3.1 测试频率、电平与等效模型的选择电桥的设置直接决定读数是否可信。以同惠TH2810D为例测漏感时的设置如下测试频率设为100KHz测试电平设为1Vrms等效模型选串联等效Ls-Rs。为什么选串联模型因为漏感本身很小绕组直流电阻和漏感的感抗在100KHz下处于同一量级串联模型能更准确地分离出电感分量。测试电平的选择也有讲究。1Vrms是大多数电桥的默认值但在测漏感时如果电平太高磁芯可能进入非线性区测出来的电感会偏大。如果电平太低信号太弱读数不稳定。1Vrms是一个比较稳妥的选择。有些电桥支持0.1Vrms到2Vrms可调我实测下来0.5Vrms到1Vrms之间读数最稳定。设置项推荐值原因测试频率100KHz匹配实际工作频率提高小电感测量精度测试电平0.5-1Vrms避免磁芯非线性同时保证信号强度等效模型串联Ls-Rs小电感下分离电感分量更准确平均次数4-8次降低读数跳动显示位数4位以上分辨微小变化3.2 测试夹的正确夹持方式夹持方式对测量结果的影响比很多人想象的大。四端开尔文夹有两个夹片一个负责施加激励信号一个负责检测电压。夹持时要确保电流夹和电压夹都接触到引脚而且接触点尽量靠近引脚根部。我习惯的做法是先把变压器固定在桌面上引脚朝上然后用夹子从引脚根部夹住夹子方向保持一致。每次测量同一批变压器时夹持位置和力度都要相同。如果夹子夹在引脚尖端引线本身的电感会加进来测出来的漏感偏大。如果夹子只夹住一半接触电阻不稳定读数会跳动。还有一个细节测试夹的引线要尽量短而且不要盘绕。引线盘绕会引入额外的电感在100KHz下这个影响很明显。我一般把测试线拉直长度控制在20厘米以内。3.3 次级短路的正确操作方法次级短路是漏感测量的关键步骤。操作要点有三个。第一短路要短在所有次级绕组上不能只短一组。如果变压器有多个次级输出每个绕组都要用铜线短接。第二短路点要尽量靠近变压器引脚减少短路线的电感。第三短路线要粗而短接触电阻要小。具体操作用1.5平方的铜线弯成U形两端分别插在次级绕组两个引脚上用电烙铁焊牢。焊接时间要短避免热量传导到磁芯影响磁导率。焊完后用万用表测一下短路电阻应该小于1毫欧。如果短路电阻偏大测出来的漏感会偏大因为短路不完全相当于次级还有残余电感。注意短路次级时不要短路辅助供电绕组除非辅助绕组也是输出绕组。辅助绕组和初级的耦合通常不如主输出绕组紧密短路它会导致漏感读数偏大。4. 完整测量流程与数据记录4.1 从校准到读数的标准操作步骤整个测量流程我整理成六步照着做基本不会出错。第一步电桥开机预热15分钟。电桥内部的参考源和放大器需要达到热平衡刚开机时读数会漂移。预热完成后做开路和短路校准。第二步确认变压器绕组和引脚画出引脚图标出初级和所有次级绕组。第三步用铜线短路所有次级绕组焊接牢固测量短路电阻确认小于1毫欧。第四步电桥设置到100KHz、1Vrms、串联Ls-Rs模型平均次数设为8次。第五步把测试夹夹在初级绕组两个引脚上夹持位置固定等待读数稳定。读数稳定后记录电感值这就是漏感。第六步同一变压器重复测量三次每次重新夹持记录三次读数取平均值。如果三次读数偏差超过5%检查夹持和短路是否可靠。4.2 读数判断与异常值识别正常的漏感读数应该是稳定的最后一位可能有几个字的跳动。如果读数一直在跳或者三次测量偏差很大说明有问题。常见的原因有次级短路不可靠、测试夹接触不良、电桥校准过期、环境有强电磁干扰。我遇到过一次读数异常的情况测一个12V 1A的变压器漏感读数在12uH到25uH之间跳。检查后发现是次级短路铜线没焊好接触电阻有5毫欧。重新焊接后读数稳定在13uH。所以读数异常时先检查短路再检查夹持最后检查电桥设置。还有一个判断技巧漏感通常占初级电感量的1%到5%。如果测出来的漏感超过初级电感量的10%要么是测量方法有问题要么是变压器绕制工艺太差。我绕过最差的一个变压器漏感占了初级电感的8%原因是初级和次级没有交错绕耦合太松。4.3 测量数据的记录与对比分析记录数据不是简单写个数字就完事。我建议记录以下信息变压器编号、初级电感量、漏感、测量频率、测试电平、环境温度、测量日期。这些信息在后续分析漏感一致性时很有用。比如我做过一批10个12V 1A的变压器初级电感量都在1.2mH左右漏感最低8uH最高15uH。分析后发现漏感高的那几个都是次级绕组分了两层层间绝缘胶带用得厚导致耦合变差。后来调整了绕制顺序把次级分成两组夹在初级中间漏感降到了9uH到11uH之间一致性也好了很多。变压器编号初级电感(mH)漏感(uH)漏感占比环境温度T011.218.50.70%25度T021.199.20.77%25度T031.2214.81.21%25度T041.2010.10.84%25度T051.189.80.83%25度从表里能看出来T03的漏感明显偏高拆开检查发现次级绕组绕得不够紧有松散现象。重新绕紧后漏感降到了10uH左右。5. 影响漏感测量的关键因素与排查5.1 绕组结构对漏感的影响漏感的大小本质上由绕组结构决定。初级和次级的耦合越紧密漏感越小。影响耦合的因素有几个绕组的位置关系、层间距离、绕组的宽度。交错绕是降低漏感最有效的方法。把次级绕组分成两组初级也分成两组按照初级-次级-初级-次级的顺序绕制漏感能降低30%到50%。我实测过一个变压器顺序绕制时漏感18uH改成三明治绕法后降到9uH。代价是绕制工时增加层间胶带用量增加窗口利用率下降。绕组宽度也有影响。绕组宽度越宽漏磁通路径越长漏感越大。所以在窗口允许的情况下尽量让绕组窄而厚而不是宽而薄。这一点在绕制时就要考虑好。5.2 磁芯材料与气隙的影响磁芯材料对漏感的影响主要体现在磁导率上。高磁导率的磁芯磁通更容易被约束在磁芯内部漏感相对小一些。但反激变压器通常需要开气隙来储存能量气隙的存在会让磁通在气隙附近扩散增加漏感。气隙越大漏感越大。我测过同一副磁芯气隙从0.2mm增加到0.5mm漏感从10uH增加到了16uH。所以设计时要在储能需求和漏感之间做平衡。如果漏感要求严格可以考虑用分布式气隙的磁芯漏感会比集中气隙小一些。5.3 测量环境与电桥状态的排查测量环境的影响经常被忽略。强电磁干扰会让电桥读数跳动比如旁边有开关电源在工作或者有电机在运转。我一般把电桥放在远离干扰源的地方测试线尽量短必要时用屏蔽线。电桥本身的状态也要注意。电池电量低的时候测试电平可能不稳定读数会偏。电桥使用时间长了测试夹的接触电阻会变大需要定期检查和更换。我一般每半年用标准电感验证一次电桥偏差超过2%就送校准。提示如果电桥读数一直不稳定先换一个已知感值的电感测一下确认是电桥问题还是变压器问题。6. 常见问题速查与实操避坑6.1 漏感读数偏大的排查思路读数偏大是最常见的问题。排查顺序如下先检查次级短路是否可靠用万用表测短路电阻大于1毫欧就重新焊。再检查测试夹是否夹紧夹持位置是否靠近引脚根部。然后检查电桥校准是否过期重新做开路短路校准。最后检查测试频率是否设到了100KHz有些电桥默认1KHz测出来的漏感会偏大。还有一个容易被忽略的原因变压器引脚上有氧化层或者助焊剂残留导致接触电阻大。用砂纸轻轻打磨引脚或者用酒精清洗能改善接触。6.2 读数跳动不稳定的处理方法读数跳动的原因通常有三个干扰、接触不良、电桥设置不当。先排除干扰把电桥远离干扰源测试线缩短。再检查接触重新夹持测试夹确保夹紧。然后增加电桥的平均次数从4次增加到8次或者16次。如果还跳降低测试电平试试有时候电平太高导致磁芯非线性读数也会跳。我遇到过一次读数跳动折腾了半天发现是电桥的测试线插头没插紧。所以排查时先从最简单的开始不要一上来就怀疑变压器。6.3 不同电桥的读数差异对比不同电桥测同一个变压器读数可能有差异。我用同惠TH2810D和一台DIY电桥测同一个变压器TH2810D读13.2uHDIY电桥读15.8uH。差异主要来自校准精度和测试信号质量。所以做对比测量时要用同一台电桥不要跨设备比较绝对值。如果必须用不同电桥建议先用标准电感做比对找出两台电桥的偏差系数然后对读数做修正。但最好的做法还是固定用一台电桥建立自己的测量基准。问题现象可能原因排查方法解决措施读数偏大次级短路不良测短路电阻重新焊接短路线读数跳动接触不良重新夹持清洁引脚夹紧夹子读数偏小测试频率不对检查频率设置设为100KHz三次偏差大夹持位置不一致固定夹持方式每次同一位置夹持读数漂移电桥未预热预热15分钟预热后重新校准6.4 从测量结果反推绕制工艺改进测漏感不只是为了筛选变压器更重要的是通过测量结果反推绕制工艺哪里需要改进。如果漏感偏大先看绕组结构是不是顺序绕制改成三明治绕法试试。再看绕组是不是绕得太松重新绕紧。然后看层间胶带是不是太厚换薄一点的胶带。最后看气隙是不是太大在满足储能的前提下减小气隙。我自己的经验是漏感控制在初级电感量的2%以内反激电源的效率和温升就比较理想了。如果做到1%以内EMI也会好很多。但也不要盲目追求极低漏感因为交错绕会增加层间电容层间电容大了会导致共模干扰变差。所以漏感和层间电容要平衡考虑一般漏感在1%到3%之间是一个比较合理的范围。7. 实测案例12V 1A反激变压器漏感测量全过程7.1 变压器参数与绕制结构这个变压器是给一个12V 1A输出的反激电源用的磁芯用EE25初级电感量设计值1.2mH开关频率100KHz。绕制结构是初级分两层次级夹在中间辅助绕组绕在最外层。初级用0.25mm漆包线绕90匝分两层每层45匝。次级用0.5mm漆包线绕12匝绕在初级两层之间。辅助绕组用0.2mm漆包线绕12匝。绕制时层间用0.05mm聚酯胶带绝缘初级和次级之间用0.1mm胶带加强绝缘。气隙用0.3mm的垫片磨制实测初级电感量1.21mH符合设计值。7.2 测量设置与操作记录测量用电桥是同惠TH2810D设置100KHz、1Vrms、串联Ls-Rs模型平均次数8次。环境温度26度电桥预热15分钟后做开路短路校准。次级短路用1.5平方铜线弯成U形焊接在次级两个引脚上测短路电阻0.6毫欧。测试夹夹在初级两个引脚根部夹持方向一致。第一次读数13.4uH第二次13.2uH第三次13.5uH平均13.37uH。漏感占初级电感量的1.1%。7.3 测量结果分析与改进验证13.37uH的漏感对于这个规格的变压器来说属于中等水平。我试着把次级绕组重新绕紧并且把初级的两层改成三层交错漏感降到了10.2uH。但层间电容从原来的35pF增加到了52pF。后来折中了一下保持两层初级结构只把次级绕紧漏感降到11.8uH层间电容基本不变。这个案例说明漏感测量不是孤立的要和层间电容、绕制工时一起考虑。对于12V 1A这种小功率反激漏感在10uH到15uH之间都是可以接受的配合合理的RCD吸收电路温升和EMI都能过。提示测量漏感时建议同时记录层间电容这两个参数往往此消彼长单独优化一个可能会让另一个变差。8. 电桥使用中的几个实用技巧8.1 提高小电感测量精度的技巧测10uH以下的漏感时电桥的精度和稳定性很关键。除了前面说的校准和夹持还有几个技巧。第一用四端开尔文夹不要用两端夹四端夹能消除引线电阻的影响。第二测试线尽量短我一般用15厘米的测试线再长就会引入额外电感。第三增加平均次数8次不够就16次读数会稳很多。第四如果电桥有偏置电压功能可以加一点直流偏置模拟实际工作时的直流磁化但反激变压器漏感测量一般不需要。8.2 电桥日常维护与校准周期电桥是精密仪器日常维护不能马虎。测试夹要定期清洁用酒精棉擦拭夹口去除氧化层。测试线要避免反复弯折内部断股会导致接触电阻变大。电桥存放要防潮防尘湿度大的环境会影响内部参考源的稳定性。校准周期建议每半年一次如果使用频繁或者环境恶劣缩短到每季度一次。校准用标准电感或者标准电阻偏差超过2%就送专业校准。我自己的TH2810D用了五年每年送校准一次读数一直很稳。8.3 不同品牌电桥的选型参考市面上测漏感的电桥选择不少。同惠TH2810D是经典款100KHz下精度0.1%测漏感完全够用二手价格也不贵。同惠TH2822系列精度更高但价格也上去了。DIY电桥里基于AD5933的方案成本低但100KHz下精度一般适合测大电感。开源LCR电桥里有一些做得不错的但需要自己校准和验证。选电桥的核心指标是100KHz下的精度和稳定性而不是功能多少。测漏感只需要基本的LCR功能不需要复杂的扫描和分析。所以选一台100KHz精度优于0.5%的电桥就够用了不用追求高端型号。电桥型号100KHz精度适合场景参考价格同惠TH2810D0.1%专业测漏感二手2000-3000元同惠TH28220.05%高精度测量新品5000元以上DIY AD5933方案1-2%测大电感300-800元开源LCR电桥0.5-1%一般测量500-1500元9. 漏感测量的延伸应用9.1 用漏感数据判断变压器一致性批量生产时漏感的一致性比绝对值更重要。如果一批变压器的漏感偏差超过10%说明绕制工艺不稳定可能是绕组松紧不一致、气隙不一致或者磁芯批次差异。我一般抽检10%的变压器测漏感偏差超过10%就整批检查。漏感一致性差会导致电源的一致性差有的板子温升高有的板子EMI差。所以在批量生产前一定要把漏感一致性控制好。控制方法包括固定绕制张力、固定气隙垫片厚度、固定层间胶带用量。9.2 漏感与层间电容的平衡取舍前面提到过漏感和层间电容往往此消彼长。交错绕能降低漏感但会增加层间电容。层间电容大了共模干扰会变差EMI测试可能过不了。所以设计时要根据实际需求平衡。对于EMI要求严格的场合层间电容要控制好漏感可以适当放宽。对于效率要求高的场合漏感要控制好层间电容可以适当放宽。我一般先测漏感再测层间电容两个参数都记录下来根据实际测试结果调整绕制工艺。9.3 从测量到设计的闭环优化测漏感的最终目的是指导设计。通过测量你能知道当前绕制工艺的漏感水平然后反推需要怎么改进。如果漏感偏大先改绕制结构再改气隙最后改磁芯材料。如果漏感已经达标但层间电容偏大就调整交错绕的层数。这个闭环优化的过程需要反复迭代。我一般做三到五轮迭代每轮测漏感和层间电容记录数据对比分析直到两个参数都满足要求。这个过程虽然费时间但能把变压器的性能做到最优。提示迭代时每次只改一个变量比如只改绕制结构其他不变这样才能知道是哪个因素在起作用。10. 我个人的实操体会绕了这么多年变压器测了这么多年漏感最大的体会是漏感测量看起来简单但要做好做准细节太多了。校准、夹持、短路、设置每一步都有讲究。我见过太多人测漏感时读数不稳定最后发现是测试夹没夹好或者次级短路没焊牢。另一个体会是漏感不是越低越好。漏感太低往往意味着层间电容大EMI可能出问题。所以要在漏感和层间电容之间找平衡点。对于12V 1A这种小功率反激漏感在初级电感的1%到3%之间层间电容在30pF到60pF之间是一个比较合理的范围。最后分享一个小技巧测漏感时可以同时测一下初级电感量和次级电感量三个数据一起记录。初级电感量判断磁芯和气隙是否正常次级电感量判断绕组是否短路漏感判断耦合是否良好。三个数据一起看能快速定位问题。比如初级电感量正常但漏感偏大说明绕组结构有问题初级电感量偏小但漏感正常说明气隙偏大。这个组合判断的方法比单独看漏感要高效得多。