變壓器發(fā)展的趨勢

畢衛(wèi)紅

摘 要：變壓器的微型化是變壓器技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。就目前來看以鐵氧體為磁芯的平面變壓器體積小功率密度大是現(xiàn)在微型變壓器的主流。以微制造技術(shù)的薄膜變壓器正處于研制階段實(shí)際中推廣應(yīng)用還是個別事例。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展鐵氧體平面變壓器仍將在較大功率的模塊電源中發(fā)揮主要作用。

關(guān)鍵詞：變壓器；平面變壓器；電磁感應(yīng)原理

一、變壓器基本工作原理

變壓器利用電磁感應(yīng)原理制成的電器設(shè)備。簡單說就是：電生磁：一次側(cè)通入交變電流，在鐵芯是產(chǎn)生變化磁場。變壓器只能輸入交流電壓，從變壓器一次繞組兩段輸入交流電壓，從二次繞組輸出交流電壓。

二、平面變壓器結(jié)構(gòu)原理

平面變壓器通常有2個或2個以上大小一樣的柱狀磁芯?，F(xiàn)以2個磁芯的平面變壓器為例介紹其結(jié)構(gòu)，如圖1所示。每個磁芯柱在對角線上的兩角都用銅皮連接，銅皮在通過磁芯柱時緊貼磁芯內(nèi)壁。兩個磁芯并排放置，相鄰的兩角用銅皮焊接起來，在一個磁芯的一個外側(cè)面上的兩個角上的銅皮用一片銅皮焊接在一起，這就是平面變壓器次級線圈的中心，如果在這里引出抽頭，就是次級線圈的中心抽頭；在另一個磁芯的外側(cè)面上的兩個角上的銅皮就是平面變壓器次級線圈的兩端。這樣就基本構(gòu)成一個平面變壓器的主體部分。它的次級線圈只有一匝，而且可以帶有中心抽頭。一個完整的平面變壓器還有一個預(yù)置的儲能電感，它的一端常接在中心抽頭上，上、下各有一片固定銅板，它們將磁芯和濾波電感夾在中間，同時作為整流電源的兩極和散熱板。

由此可見，平面變壓器是由銅質(zhì)引線框和扁平的連續(xù)銅質(zhì)螺旋線構(gòu)成，代替了在常規(guī)鐵氧體鐵芯上繞制的磁性銅線，該螺旋線是在敷有銅箔的介質(zhì)材料薄片上蝕刻而成，然后把他們疊積在扁平的高頻鐵氧體鐵芯上，構(gòu)成變壓器磁路。然后，鐵芯材料用小粒徑環(huán)氧樹脂粘合，以便使鐵芯損耗最小，螺旋線疊層內(nèi)的耐高溫（130）絕緣材料確保了繞組之間的高度絕緣。

三、平面變壓器分類優(yōu)勢

平面變壓器的分類：平面變壓器按設(shè)計(jì)制作工藝的不同，可分為印刷電路（PCB）型，厚膜型、薄膜型、亞微米型4種。平面變壓器與常規(guī)變壓器相比，磁芯尺寸大幅度縮小，特別是高度縮小最大。這一特色對電源設(shè)備中在空間受到嚴(yán)格限制的場合下具有相當(dāng)大的吸引力，從而可成為許多電源設(shè)備中首選的磁性元件。平面變壓器結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，也為它的電氣特性帶來了許多優(yōu)點(diǎn)：功率密度高，效率高，漏感低，散熱性好，成本低等。

四、平面變壓器的應(yīng)用

平面變壓器從問世到現(xiàn)在短短的10多年間已經(jīng)在通信、筆記本計(jì)算機(jī)、汽車電子、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)字化電視等方面得到了廣泛的應(yīng)用。如采用平面變壓器制成的5～60W功率范圍的DC-DC變換器，已應(yīng)用于電信系統(tǒng)插卡式板上電源。由于汽車中特殊的電氣和機(jī)械環(huán)境，對變壓器設(shè)計(jì)和工藝提出更嚴(yán)格的要求。平面變壓器應(yīng)用于氙弧燈鎮(zhèn)流器的DC-DC變換器，已經(jīng)在中檔轎車中使用。其次，寬帶傳輸應(yīng)用的平面變壓器，也顯示了良好的發(fā)展前景。除此以外，平面變壓器的產(chǎn)品品種已涉及到常規(guī)的鐵氧體磁芯變壓器的各個方面，如功率變壓器、帶寬變壓器和阻抗匹配變換器等。由于其一致性好、體積小等特性使其特別適用于在內(nèi)部空間小，對節(jié)能和散熱要求苛刻的電子設(shè)備中使用。在國防、航空、航天等對重量和穩(wěn)定性要求極高的領(lǐng)域，平面變壓器的應(yīng)用也將會給系統(tǒng)的小型化開拓一個嶄新的局面。總之，小型化、平面化的電感鐵氧體元件將更加引起人們應(yīng)用的興趣，相信在某些高技術(shù)領(lǐng)域里，平面變壓器將很快取代傳統(tǒng)變壓器，并逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。