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平面变压器正在开闭电源中运用的卓着性明白

  近年来,跟着电力电子技巧的发达和成熟,人们渐渐领会到磁性元件不单是电源中的功用元件,同时其体积、重量、损耗正在整机中也占相当比例。据统计,磁性元件的重量平常是变换器总重量的30%~40%,体积占总体积的20%~30%,对待模块化策画的高频电源,磁性元件的体积、重量所占的比例还会更高。别的,磁性元件依旧影响电源输出动态本能和输出纹波的一个紧急要素。是以,要进步的功率密度、成果和输出品德,合节是进步此中磁元件的功率密度,低落磁性元件的体积和重量。由于其迥殊的平面构造和绕组的周密耦合,使得高频寄生参数取得了很大的低落,极大纠正了

  变压器是电源中的一个合节元件。古代的绕线变压器平凡由铁氧体磁芯及铜线圈组成,体积宏壮况且容易爆发电磁扰乱。而平面变压器与古代的绕线变压器最大的区别正在于铁芯及线圈绕组。平面变压器采用小尺寸的E型、RM 型或环型铁氧体磁芯,平凡是由高频功率铁氧体质料制成,正在高频下有较低的磁芯损耗;绕组采用众层印刷电途板迭绕而成,然后迭放正在平面的高频磁芯上组成变压器的磁回途。图1中吐露出了一种外率的众层板平面变压器构造。这种策画有低的直流铜阻、低的漏感和分散电容,可满意谐振电途的策画哀求。况且因为磁芯精良的磁屏障,可禁止射频扰乱。而且平面变压器原边绕组的匝数平凡也只要数匝,不单有用低落了铜损和分散电容、电抗,况且为绕制带来了良众方便。因为磁芯是用浅易的冲压件组合而成的,本能的一概性大大进步,也为大宗量坐褥低落了本钱。从而有用地管理体积及高频题目,为电源变换器的轻型化、小型化供给了可以。

  市道上的平面变压器死心有带夹槽和无夹槽两种。带夹槽死心通过厂家供给的夹板来固定;无夹槽死心之间的固定采用树脂胶合的体例。采用带夹槽死心的变压器合用于高温升场地,且较量坚硬,如图2a所示;无夹槽死心制成的变压器高度比带夹槽的变压器要低极少。策画者可按现实状况选拔死心。若选拔无夹槽死心,提防树脂不成粘正在两块死心的集合面,如许死心之间会存正在气隙,应把树脂粘正在死心的外侧,如图2b所示。

  1)体积小,剖面低。因为平面变压器采用了铁氧体磁芯,缩小了变压器的体积,平常高度均小于20mm.

  2)高功率密度。因为平面变压器构造上的上风,进步了其电气性情,使其比古代变压器的功率密度高3倍。

  3)高电压、高电流。正在平面变压器中,导线现实是极少平面导体,于是电流密度大,每层绕组最大电流可达200A,次级升压可达20kV以上。

  12)高绝缘性。绕组之间、初-次级及次-次级间具有高绝缘性,初-次级间绝缘分开可达4kV.

  将现有的三品种型的变压器(向例变压器、压电陶瓷变压器安详面变压器)的本能实行较量,睹外 1:

  鉴于平面变压器的上述各种技巧参数上的优异性,它能够普遍利用正在札记本电脑、数码相机、数字化电视、通讯电源、汽车电子等范围。一只200W的低高度平面变压器仅1 4mm高 ,比古代的高频产物体积小,重量也轻了很众。因为其寄生电抗极小。即绕组间电容和泄电感极小。故成果高达97% ,最高做事频率为2MHz.漏抗小于0.2% .目前海外的微型电子变压器的发达较速,依然坐褥出5mm×5mm×5mm的微型变压器和厚薄仅为0.2mm的平面变压器,我邦少数外资企业依然有此类封装微型电子变压器,而邦内企业尚待开荒。因为汽车中迥殊的电气和板滞境遇,对变压器策画和工艺提出更庄重的哀求。平面变压器依然正在中档轿车中行使。其次,宽带传输利用的平面变压器,也显示了精良的发达前景。

  从变压器正在开合电源中所处的处所上看,平面变压器能够分为独立式和嵌入式平面变压器。

  独立式平面变压器是行使平面铜制引线框架或印制板的铜线为绕阻而组成。缜密的铜制引线框架或印制绕组使策画规格比线绕变压器更准确地吻合哀求,器件间的反复性水准也取得进步。

  蚀刻铜制引线框架或印制型绕阻被堆叠正在平面中,与高频铁氧体磁芯组成变压器的磁途。该策画使其成为一个出格低剖面的变压器组件。正在平面策画中实行大的横截面积铜导体使高功率密度和高电流的策画变得尤其容易。平面绕组和铁氧体的高外相貌量比使平面变压用具有精良散热功用。

  稀奇是正在高做事频率下,高转换成果是平面变压器的合节的上风。正在绕线变压器中,成果被“趋肤效应”逆反影响,即当高频电贯通过圆柱形导体时迫使电子由中部流向角落聚合正在铜线外外,从而省略了电贯通过的导体横截面积。

  从坐褥加工的角度来看,平面变压器也优于线绕变压器。绕线变压器平凡哀求手工操作来剥去正在绕线端的涂料,然后再焊锡。而正在平面变压器上的压制或蚀刻铜片的引出端每每能造成外外贴装终端以便于伸长装置速率和反复性,从面省略本钱。

  嵌入式变压器行使DC/DC转换器的电途板行动己方的绕组,它比独立式平面变压器占用空间更小。但它每一组输入/输出电压都需求策画分别的电途板,况且,对待嵌入式平面策画,由于蚀刻线圈需求行使众层电途板,因而总体本钱较高。极少搀和策画行使主板行动低级绕线,然后用涣散的小PCB行动次级来爆发分别的输出电压。这种策画也很广泛。

  固然嵌入式策画抵达高功率密度并具有精良的热本能以实行空间朴实的性情,然则对待很众利用,这些利益被本钱、缺乏灵巧性和可交换性所限定。不外高坐褥量将能正在必然水平上抵销嵌入式策画的较高本钱。

  分别于其它构造和质料,平面变压器没有像古代变压器那样很长的爆发漏感的导线,而是行使铜箔与电途板间的周密集合,使得正在相邻的匝数层间的间隙出格的小,是以正在此中的能量损耗也就很小了。正在平面型变压器里,其“绕组”是做正在印制电途板上的扁平传导导线或是直接用铜泊。扁平的几何体式低落了开合频率较高时趋肤效应的损耗,也便是古代所说的涡流损耗。是以,能最有用地行使铜导体的外外导电本能,成果要比古代变压器高的众。但平面变压器的性情并不全是利益。平面变压器一、二次侧绕组之间的间距较小,积蓄磁能少,因而漏感也较小;但如许却使得一、二次侧爆发的寄生电容变大。别的,PCB绕组的可重现化性情却是以增大死心绕线窗中绝缘质料的比例为价格,低落了铜填充系数,限定了线圈匝数。能够通过调度绕组间的间隔调度漏感的巨细。

  下面两个外给出了正在分别的绕组间距下漏感和调换阻抗的变动。能够光鲜的看出间隙越大,漏感越大,调换阻抗越小。正在间隙扩展1mm的情况下漏感值扩展了五倍之众。是以正在满意电断气缘需求的状况下,该当选用最细的绝缘体来得到最小的漏感值。

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