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平面变压器的特性及设计
[发布时间]:2011年11月28日 [来源]:电源网 [点击率]:3602
【导读】: 引言平面变压器只有一匝网状次级绕组,这一匝绕组也不同于传统的漆包线,而是一片铜皮,贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以,平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数,而且平面变压器的输出电流可以...

     

     

在双面PCB板的每一层都是由一到多匝的绕组组成的,而且所有的层都保持着一样的物理特性:即相同的形状和相同的外部连接点。在有些多匝的层次中,这个外部连接点是不同匝数间的电气连接点。如果有些层只有一匝,它也可以被印制在PCB的双面来降低交流阻抗。使用铜箔直接印制在PCB板上来替代传统的导线,即使在许多需要很多匝数的开关电源中,变压器依旧能保持一个很小的体积,这便大大减小了整机的体积。具体的设计步奏和注意事项请参阅文献[3]。

图6显示了一个顶层的标准匝数设计的例子,它使用的是罐形(RM)磁芯。

     

铜箔高度按照对应于最大开关频率时的趋肤深度选取,这样可以使铜箔的所有部分都成为电流通路,大大减少集肤效应的影响。因此,应该使每一种开关频率对应于不同的铜箔高度。

4 实验论证

为了比较平面变压器和传统变压器,分别做了两种变压器的模型,一种使用平面结构并使用了插入技术,另一种使用铜线分别在初级和次级绕制而成。两种变压器都被运用于一个互补控制的半桥变换器中。两个变压器的参数如下:

 初级 12匝:

 次级两个l匝的绕组(1:1中心抽头)。

 传统变压器使用漆包线作为绕组,虽然在这些线圈中电流密度不尽相同,选择电流密度小于7.5A/mm。

 平面变压器初级绕组做成4层,有4个并列的次级。这个变压器的最终结构如图7所示。

     

两种变压器都使用了同样的磁芯RM10,比较了两种变压器的漏感,交流阻抗和占用的面积,结果列于表1。

    
由表1可知,平面变压器的漏感仅为传统变压器的1/5,交流阻抗也仅为l/3,由此可见这将大大提高变换器的工作特性。而且,由于结构的更加紧凑,使得可以使用更小的RM8磁芯。

5 结语

给出了一种标准的设计平面变压器的方法,使得设计平面变压器变得更加容易,成本也将大大降低。

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