高频平板变压器的原理与设计

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图4两磁芯模块FTI/CTI－Xx2A－1B/2B/3B（匝比4:1）

边绕组上进行抽头等组装工作量。加上肖特基整流器导通时的正向压降很低，所以整个电路的效率可做得很高。穿过变压器的原边绕组是后来加上的。变压器的等效变换率由模块数Ne和原边绕组匝数Np乘积和1的比率来决定，即变换率是：（Ne×Np）：1。高的变换率可以通过增加原边绕组匝数或增加模块数来获得。

平板变压器可以使电源模块化，它在分布式电源中应用，其特点是其它变压器无法和它比拟的。在市场上，它是大家公认的最小外形和允许用于最高电流密度的一种变压器。

模块内部电路的原理图如图3所示。在图中电感是接在变压器次级绕组的中心抽头和输出端之间，这样安排是为了节省组装的工作量。

每一模块漏感的最大值仅有4nH。漏感测量是用5块，其整流器的输出端被铜条短接，原边绕组为3匝的模块进行测量。这时测得的漏感是0.18μH。因为变压器原边电感等于1只模块的漏感和模块数及原边匝数平方的乘积。它的数学表达式为：

Lp=Lmod×Ne×Np2（3）

式中Lp——变压器原边电感；

Lmod——1匝穿过1个模块的漏感；

Ne——模块数；

Np——原边匝数。

公式（3）给出的原边电感是当副边开路时测得的电感；而给出的漏感是当副边短路时测得的电感。

5块具有3匝原边绕组的半桥平板变压器，它的变换比是9：1，代入上面数据可得：0.18μH=Lmod×5×9，因此1个模块（2只方块磁芯）的漏感是：

Lmod=0.18μH/(5×9)=180nH/45=4nH

对于具有2匝原边绕组的5个模块，其漏感可用公式（3）进行计算：

Lleak=Lmod×Ne×Np2(输出端应短路)

=4×5×22=80（nH）

因为它原边的匝数很少，所以它的邻近效应是最小的。

磁路设计人员所关心的变压器磁芯（双磁芯组合）尺寸如下：

磁芯面积：0.68cm2；

磁路长度：2.8cm；

磁芯体积：2.0cm3。

模块（双磁芯组合）中变压器单元电感的技术条件是：每一模块每一正方形匝的电感最小值为10.0μH；漏感最大值为4nH。滤波电感单元和变压器单元大小相似，也是3匝。允许通过电流的大小通常由外接整流器电流的额定值来决定。在30A时，滤波电感技术条件规定其电感最小值是2μH。

5平板变压器原边绕组的图样和模块选择步骤

平板变压器原边绕组的图样如图4（匝比4：1），图5（匝比8：1）所示。

FTI模块选择步骤：

（1）决定功率等级，输出电压和电流。例如：功率=750W，输出电压=5V，输出电流=150A；

（2）决定要求的匝比，例如：8：1；

（3）选择模块类型，即由输出电压决定选FTI－12X2A－XX或FTI－12X4A－XX。当输出电压在0～15V之间，用FTI－12X2A系列（2xfmr磁芯）；当输出电压在16V～30V之间，用FTI－12X4A系列（4xfmr磁芯）。对于更高电压，可按此比例增加磁芯数，如输出电压高到45V，就需用6磁芯模块，而对于60V输出电压，就需用8磁芯模块。

（4）按照功率等级和匝比来选定所需的模块数。

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