平面变压器的结构原理与应用
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平面变压器的结构原理与应用 摘要: 大多数DC/DC变换器都需要隔离变压器而平面变压器技术在隔离变压器的许 多方面实现了重要的突破。介绍了平面变压器的结构、性能和使用方法。 关键词: 隔离变压器平面变压器开关电源 在DC/DC变换中,基本的Buck、Boost、Cuk变换器是不需要开关 隔离变压器的。但如果要求输出与输入隔离,或要求得到多组输出电压,就要在开关元 件与整流元件之间使用开关隔离变压器,所以绝大多数变换器都有隔离变压器。目前开 关电源的发展趋势是效率更高、体积更小、重量更轻,而传统的隔离变压器在效率、体 积、重量等方面严重制约了开关电源的进一步发展。同时由于变压器涉及到的主要参数 有电压、电流、频率、变比、温度、磁芯u值、漏抗、损耗、外形尺寸等,所以一直 无法象其它电子元器件那样有现成的变压器可供选用,常常要经过繁琐的计算来选用磁 芯和绕组导线,而且绕组绕制对变压器的性能也有较大影响,加之变压器的许多重要参 数不易测量,给使用带来一定的盲目性,很难在频率响应、漏抗、体积和散热等方面达 到满意效果。平面变压器(Flat Transformer技术则在隔离变压器 的许多方面实现了重要的突破。 目前,国外的许多电源产品中都开始采用平面变压器技术,如蓄电池充电电源、通信 设备分布式电源、UPS等。而国内的隔离开关变压器在材料、工艺等方面与国外先进 国家有一定差距,阻碍了开关电源开关高频的提升和效率提高,使开关电源产品停留在 一个较低的水平。平面变压器技术将会为高频开关电源的设计和产品化提供有益的帮 助。 传统变压器的绕组常常是绕在一个磁芯上,而且匝数较多。 而平面变压器(单元)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通过并联进行扩充,以满足设计的要求。并且平面变压器 原边绕组的匝数通常也只有数匝,不仅有效降低了铜损和分布电容、电抗,而且为绕制 带来了很多便利。由于磁芯是用简单的冲压件组合而成的,性能的一致性大大提高,也 为大批量生产降低了成本。 1平面变压器的结构和性能 1.1 结构 平面变压器通常有2个或2个以上大小一样的柱状磁芯(图1a)。现以2个磁 芯的平面变压器为例介绍其结构。每个磁芯柱在对角线上的两角都用铜皮连接,铜皮在

