4 仿真和实验验证

利用有限元仿真软件Ansoft Maxwell可建立上述穿孔平板变压器、电感器的模型，通过仿真分析和验证磁芯内磁场的分布情况。图5分别显示了上述穿孔平板变压器和电感工作时的磁场情况。其中，为显示出穿孔内的磁通，图5a仅示出了其中12个穿孔。可见，仿真结果与前述分析一致。

为了测试穿孔平板变压器和穿孔平板电感的设计，制作出变压器和电感样机，并在有源箝位DC／DC模块电源上进行实验。

图6a示出模块电源在输入电压48 V、输出满载电流15 A时的穿孔变压器初、次级绕组的电压波形。可见，初、次级电压波形相近，其电压幅值比符合设计的6：1关系，并且次级电压波形相位延时也小，实验表明变压器设计可满足开关变换要求。图6b示出此时电源输出电压的纹波状况。可见，纹波峰峰值仅为70 mV，起到了良好的滤波器效果。当然，由于制作工艺等条件的限制，次级电压波形中有高频振荡非理想情况出现，但未对变压器整体造成影响。

5 结论

穿孔平板磁芯结合了平面磁芯和矩阵变压器的部分特点，适应于高功率密度DC／DC模块电源。针对一台DC／DC有源箝位模块电源降低体积的要求，分析了穿孔平板变压器、穿孔平板电感的磁场分布特点，推导了磁器件电感量、最大磁感应强度与设计参数间的具体关系式，进而设计出穿孔平板变压器、穿孔平板电感实际样机。上述磁器件的有限元软件仿真结果验证了分析的合理性，实际模块电源的运行也表明了设计的有效性。