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平面变压器的特性及设计

作者: 时间:2011-12-15 来源:网络 收藏
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平面变压器的特性及设计

  然而,容性效应在中是非常重要的,在印制电路板上紧密绕制的导线使得容性效应非常的明显。而且绝缘材料的选取对容性值也有着非常大的影响,绝缘材料的介电常数越高,的容性值越高。而容性效应会引起EMI,因为从初级到次级的绕组中只有容性回路的绕组传播这种干扰。为了验证,笔者做了一个试验,在铜导线的间隙增加O.2mm的情况下,而电容值就减少了20%。因此,如果需要一个比较低的电容值,则必须在漏感和电容值之间做出一个折中的选择。

3的标准化设计

变压器的优点如上所述,同样它也有缺点,其最主要的缺点就是设计的过程非常复杂,而且设计成本也非常高。

  下面介绍一种标准的设计平面变压器的程序步骤[3];它通过提供一个标准的匝数模型的设计,使之能够被使用于不同的平面变压器中,从而使得设计过程大大简化,费用大大降低。

  在双面PCB板的每一层都是由一到多匝的绕组组成的,而且所有的层都保持着一样的物理:即相同的形状和相同的外部连接点。在有些多匝的层次中,这个外部连接点是不同匝数间的电气连接点。如果有些层只有一匝,它也可以被印制在PCB的双面来降低交流阻抗。使用铜箔直接印制在PCB板上来替代传统的导线,即使在许多需要很多匝数的开关电源中,变压器依旧能保持一个很小的体积,这便大大减小了整机的体积。具体的设计步奏和注意事项请参阅文献[3]

  。图6显示了一个顶层的标准匝数设计的例子,它使用的是罐形(RM)磁芯。

平面变压器的特性及设计

  铜箔高度按照对应于最大开关频率时的趋肤深度选取,这样可以使铜箔的所有部分都成为电流通路,大大减少集肤效应的影响。因此,应该使每一种开关频率对应于不同的铜箔高度。

  4 实验论证

  为了比较平面变压器和传统变压器,分别做了两种变压器的模型,一种使用平面结构并使用了插入技术,另一种使用铜线分别在初级和次级绕制而成。两种变压器都被运用于一个互补控制的半桥变换器中。两个变压器的参数如下:

  初级 12匝:

  次级两个l匝的绕组(1:1中心抽头)。

  传统变压器使用漆包线作为绕组,虽然在这些线圈中电流密度不尽相同,选择电流密度小于7.5A/mm。

  平面变压器初级绕组做成4层,有4个并列的次级。这个变压器的最终结构如图7所示。

平面变压器的特性及设计

  两种变压器都使用了同样的磁芯RM10,比较了两种变压器的漏感,交流阻抗和占用的面积,结果列于表1。

平面变压器的特性及设计

  由表1可知,平面变压器的漏感仅为传统变压器的1/5,交流阻抗也仅为l/3,由此可见这将大大提高变换器的工作。而且,由于结构的更加紧凑,使得可以使用更小的RM8磁芯。

  5 结语

  给出了一种标准的设计平面变压器的方法,使得设计平面变压器变得更加容易,成本也将大大降低。


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关键词:平面变压器特性

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