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平面變壓器在開關電源中的技術

閱讀:514        發(fā)布時間:2019-12-16

磁性元件的設計是開關電源的重要部分,因為平面變壓器在提高開關電源的特性方面有著很大的優(yōu)勢,因此近年來得到了廣泛的應用。對于一個理想的變壓器來說,初級所產(chǎn)生的磁通都穿過次級線圈,即沒有漏磁通。而對普通變壓器來說,初級線圈所產(chǎn)生的磁通并非都穿過次級線圈,于是就產(chǎn)生了漏感,電磁耦合的緊密要求也無法滿足。而平面變壓器只有一匝網(wǎng)狀次級繞組,這一匝繞組也不同于傳統(tǒng)的漆包線,而是一片銅皮,貼繞在多個同樣大小的沖壓鐵氧體磁芯表面上。所以,平面變壓器的輸出電壓取決于磁芯的個數(shù),而且平面變壓器的輸出電流可以通過并聯(lián)進行擴充,以滿足設計的要求。因此,平面變壓器的特點就顯而易見了:平面繞組的緊密耦合使得漏感大大地減小;平面變壓器特殊的結構使得它的高度非常的低,這使變換器做在一個板上的設想得到實現(xiàn)。但是,平面結構存在很高的容性效應等問題,大大限制了它的大規(guī)模使用,不過,這些缺點在某些應用中,也有可能轉換為一種優(yōu)點。另外,平面的磁芯結構增大了散熱面積,有利于變壓器散熱。 

1 平面變壓器的特性研究 

如前所述,平面變壓器的優(yōu)點主要集中在較低的漏感值和交流阻抗。繞組問的間隙越大意味著漏感越大,也就產(chǎn)生更高的能量損失。平面變壓器利用銅箔與電路板間的緊密結合,使得在相鄰的匝數(shù)層間的間隙非常的小,因此能量損耗也就很小了。 

在平面型變壓器里,其“繞組”是做在印制電路板上的扁平傳導導線或是直接用銅泊。扁平的幾何形狀降低了開關頻率較高時趨膚效應的損耗,也就是渦流損耗。因此,能有效地利用銅導體的表面導電性能,效率要比傳統(tǒng)變壓器高得多。圖1給出了一個平面變壓器的剖面圖,并且利用兩層繞組間距離的不同,而獲得在不同間隙下的漏感和交流阻抗值

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