平面变压器的工作原理(平面变压器pcb设计)

导语：开关电源之常用元器件---平面变压器介绍

平面变压器与传统的变压器相比最大的区别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，通常是由高频功率铁氧体材料制成，在高频下有较低的 磁芯损耗；绕组采用多层印刷电路板迭绕而成，绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压 器的磁回路。这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容，可满足谐振电路的设计要求 。而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射频干扰。

中文名

平板变压器

类型

变压器

优势

平面变压器与传统的变压器相比主要有以下特点：

（1） 高电流密度。平面变压器的导线实际上是一些平面的导体，因而电流密度大。

（2） 高效率。效率可达98%～99%。

（3） 低漏感。约为初级电感的0.2%。

（4） 热传导好。热通道距离短，温升低。

（5） 低EMI辐射。良好的磁芯屏蔽可使辐射降到很低。

（6） 体积小。采用了小型磁芯可相应减小体积。

（7） 参数可重复性好。因为绕组结构固定、预先加工好，所以参数稳定。

（8） 工作频率范围宽。频率可从50　kHz～2　MHz。

（9） 工作温度范围宽。工作温度为-40　℃～130　℃。

（10）绝缘性好。平面变压器由导电电路与绝缘片互相重叠构成，从而保证绕组之间、初— 次级及次—次级间可达4 kV绝缘隔离。

特点

（1）电流分配

典型的平板变压器副边绕组有若干个并联的线圈。每一个副边绕组都和同一个原边绕组相耦合。所以，副边绕组电流产生的安匝数和原边绕组产生的安匝数相等（忽略励磁电流）。这种特性对并联整流电路特别有用。绕组电流分配均等，在并联整流电路中就不需要均流电阻或加其它元件。

（2）很高的电流密度

平板变压器有极好的温升特性设计。因为这些特性，所以它能在很小的封装内达到很高的电流密度。

（3）高效率

调节漏电感，使它能具有很快的开关时间，很低的交叉损耗，就能使它达到很高的效率。这种变压器副边绕组和原边绕组之间的匝间传导损耗是很小的。

（4）高功率密度

因为平板变压器元件的尺寸很小，它具有极好的温度耗散特性，所以能和有关的半导体器件和电感紧密地封装在一起，实现高功率密度。它的电流密度可做到30A/模块。

（5）低成本

整个变压器是由少量有关的廉价元件组成，加上组装又很方便，所以变压器的成本是很低的。

（6）节省和它连接的部件成本

由于它的漏电感很小，开关损耗很低，加在和它相连接部件上的应力减少。因此和它连接的部件能使用成本较低的低功率定额的部件。

（7）极好的热耗散特性

平板变压器是具有高表面积体积比、很短的热通道的小元件。有利于散热。原边和副边绕组之间的匝间损耗很小。这种磁芯特有的几何外形能有效地减小磁芯损耗。所以它能做到高磁通密度。它可在－40℃?130℃之间工作。

（8）低的泄漏电感

绕组和绕组之间的良好耦合，就能使绕组匝间的漏电感保持在最小值。输出端到辅助部件的连线很短而且是紧装配，所以绕组相互之间连线上的漏电感也是最小的。

（9）极好的高频特性

在这之前，当变压器运行在高频时会使开关损耗增大和使变压器过热。平板变压器的出现，使这些问题得以解决。平板变压器能设计为高频变压器，提供一种既经济又好的变压器模块。它可工作在100kHz～500kHz之间。

（10）结构简单

平板变压器是由少量部件和最少的绕组构成的，这种模块在自动化装配中特别适用。

（11）外形低

在平板变压器中所用的磁芯是很小的，并能排列在平板的表面上。每一磁芯单元外形在8mm～25mm范围内。

（12）绝缘强度高

平板变压器很容易按要求的绝缘层数、厚度进行绝缘。能按客户对漏电距离的要求进行介电绝缘。原边和副边绕组之间的耐压大于40000V。

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