平面變壓器在電源中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

黃蓉 胡陽(yáng)

摘 要：文章通過(guò)對(duì)平面變壓器所具有的特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)的分析，并且結(jié)合在電源中的一些實(shí)例，從而進(jìn)一步探討平面變壓器設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：平面變壓器；開關(guān)電源；集膚效應(yīng)

前言

現(xiàn)代的工作和生活對(duì)許多電子產(chǎn)品提出了小型化的要求。而作為電子產(chǎn)品工作的能源-開關(guān)電源是必不可少的。特別是功率較大的電子產(chǎn)品，電源部分占據(jù)了較大的體積和重量，。而在在開關(guān)電源中，磁性器件大概占到開關(guān)電源體積和重量的30%-40%。降低磁性器件的體積和重量就顯得尤為重要。平面變壓器具有體積小，功率密度高剛好能滿足這些要求。因此，平面變壓器取代傳統(tǒng)變壓器是開關(guān)電源發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

1 平面的繞組特點(diǎn)

平面變壓器繞線方式就是借鑒了印制電路板的形成方式，平面變壓器具有很多優(yōu)點(diǎn)。下面我們就對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析，第一，平面變壓器繞線方式就是借鑒了印制電路板的形成方式，使用這種方式對(duì)其進(jìn)行生產(chǎn)，實(shí)際效率相對(duì)較高；第二，平面變壓器的實(shí)際繞組參數(shù)是統(tǒng)一的，相對(duì)的離散性比較??；第三，平面變壓器使用的是高性能的絕緣材料，使壓層、線圈之間的保持良好的絕緣性；第四，其實(shí)際的引腳的位置可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行自由分配，局限性相對(duì)較小，數(shù)量上也能夠隨之進(jìn)行增減；第五，能夠?qū)⒓w效應(yīng)降到最低；第六，其相對(duì)的物理結(jié)構(gòu)相當(dāng)密實(shí)，線圈的固化結(jié)構(gòu)也非常緊密、不需要使用支架進(jìn)行繞線，自激振蕩性小，相對(duì)能量的損耗也較?。坏谄?，還能與控制應(yīng)用模板進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和裝配。由于平面變壓器是一種新型的技術(shù)，不管是在理論上、材料的性能上、電能的性能指標(biāo)、實(shí)際體積等眾多方面有一定的提升和創(chuàng)新。

2 實(shí)際應(yīng)用

我們?cè)谄矫孀儔浩麟娫粗械目尚行詫?shí)驗(yàn)里，使用文中提到的理論依據(jù)進(jìn)行研究，從而進(jìn)行了一系列工程化的工作，其平面變壓器的電源有很多種不同的設(shè)計(jì)。

以320VDC/12VDC 25A變換器為例，對(duì)比常規(guī)變壓器以及平面變壓器。將雙管反激電路作為主電路，將開關(guān)頻率黃蓉 胡陽(yáng)

設(shè)置為100千赫，借助普通高頻變壓器的設(shè)計(jì)方案，聯(lián)合應(yīng)用兩個(gè)EI33型磁芯，設(shè)計(jì)30匝原邊，使用0.81毫米直徑的漆包線作為繞組，2匝副邊，0.3毫米銅皮的繞組，將2層使用并聯(lián)的方式。

EI-33型磁芯參數(shù)具體為：有效截面積（Ae）為118mm2；有效磁路長(zhǎng)度（Le）為67.6毫米，磁芯有效體積（Ve）為7940mm3；磁芯重量（Me）為40克。

在磁芯不發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)用PCB繞組，為使成本得以降低，就應(yīng)該采用多塊雙面板。在原邊繞組PCB每層放置3匝時(shí)，線寬就會(huì)變?yōu)?.5毫米，在每個(gè)PCB的上下兩面位置，設(shè)置繞組6匝，見(jiàn)圖1，以形成原邊繞組的5塊雙面板。當(dāng)副邊繞組電流較大且匝數(shù)較少時(shí)，PCB每層需要設(shè)置1匝，每個(gè)PCB的上下兩面需要2匝，見(jiàn)圖2，將4塊進(jìn)行并聯(lián)。

將傳統(tǒng)變壓器電源和平面變壓器電源進(jìn)行對(duì)比，其對(duì)比結(jié)果如下：

通過(guò)對(duì)二者進(jìn)行對(duì)比，清楚的知道平面變壓器電源的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)變壓器電源。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨之平面電壓器設(shè)計(jì)的逐漸完善，其本身具有的特點(diǎn)就會(huì)逐漸凸顯出來(lái)，現(xiàn)階段也已經(jīng)成為了人們關(guān)注和研究的重點(diǎn)，也逐漸成為主流發(fā)展目標(biāo)。平面變壓器平面式的結(jié)構(gòu)有效的降低了實(shí)際能源的損耗，減小自身體積和自身重量，有效的提高了實(shí)際的使用效率和功率的密度，最大限度的完善了電源開關(guān)的實(shí)際使用性能。隨著科技手段的不斷發(fā)展，這中電源開關(guān)就會(huì)在電力行業(yè)中應(yīng)用，就會(huì)逐漸擴(kuò)大，從而真正實(shí)現(xiàn)電源開關(guān)的小巧、輕薄的特點(diǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：黃蓉（1971，3-），女，四川省南充市西充縣，單位：中國(guó)電子科技集團(tuán)第九研究所，工程師，研究方向?yàn)樾滦推骷陂_關(guān)電源中的應(yīng)用。