平面變壓器在電源中的設(shè)計應(yīng)用

黃蓉 胡陽

摘 要：文章通過對平面變壓器所具有的特點進行系統(tǒng)的分析，并且結(jié)合在電源中的一些實例，從而進一步探討平面變壓器設(shè)計和實際應(yīng)用等問題。

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)展的一個趨勢。

1 平面的繞組特點

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。下面我們就對其特點進行分析，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，使用這種方式對其進行生產(chǎn)，實際效率相對較高；第二，平面變壓器的實際繞組參數(shù)是統(tǒng)一的，相對的離散性比較??；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，其實際的引腳的位置可以根據(jù)實際需要進行自由分配，局限性相對較小，數(shù)量上也能夠隨之進行增減；第五，能夠?qū)⒓w效應(yīng)降到最低；第六，其相對的物理結(jié)構(gòu)相當密實，線圈的固化結(jié)構(gòu)也非常緊密、不需要使用支架進行繞線，自激振蕩性小，相對能量的損耗也較?。坏谄?，還能與控制應(yīng)用模板進行統(tǒng)一的設(shè)計和裝配。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、實際體積等眾多方面有一定的提升和創(chuàng)新。

2 實際應(yīng)用

我們在平面變壓器電源中的可行性實驗里，使用文中提到的理論依據(jù)進行研究，從而進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。

以320VDC/12VDC 25A變換器為例，對比常規(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

設(shè)置為100千赫，借助普通高頻變壓器的設(shè)計方案，聯(lián)合應(yīng)用兩個EI33型磁芯，設(shè)計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，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，線寬就會變?yōu)?.5毫米，在每個PCB的上下兩面位置，設(shè)置繞組6匝，見圖1，以形成原邊繞組的5塊雙面板。當副邊繞組電流較大且匝數(shù)較少時，PCB每層需要設(shè)置1匝，每個PCB的上下兩面需要2匝，見圖2，將4塊進行并聯(lián)。

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

通過對二者進行對比，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

隨之平面電壓器設(shè)計的逐漸完善，其本身具有的特點就會逐漸凸顯出來，現(xiàn)階段也已經(jīng)成為了人們關(guān)注和研究的重點，也逐漸成為主流發(fā)展目標。平面變壓器平面式的結(jié)構(gòu)有效的降低了實際能源的損耗，減小自身體積和自身重量，有效的提高了實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)就會在電力行業(yè)中應(yīng)用，就會逐漸擴大，從而真正實現(xiàn)電源開關(guān)的小巧、輕薄的特點。

參考文獻

[1]王朕，史賢俊，肖支才，等.平面變壓器5V/12A高功率密度開關(guān)電源設(shè)計[J].船電技術(shù)，2012（12）：42-45.

[2]時坤.開關(guān)電源變壓器的優(yōu)化設(shè)計及應(yīng)用[D].湖南大學，2013（9）：165+176-177.

[3]劉利鵬.變壓器繞組變形仿真與診斷方法研究[D].華北電力大學（保定），2014（23）：34+45+67.

作者簡介：黃蓉（1971，3-），女，四川省南充市西充縣，單位：中國電子科技集團第九研究所，工程師，研究方向為新型器件在開關(guān)電源中的應(yīng)用。