平面變壓器在開(kāi)關(guān)電源中的技術(shù)分析

2．2 多繞組變壓器中平面結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)
平面變壓器另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是高度很低，這使得在磁芯上可以設(shè)置比較多的匝數(shù)。一個(gè)高功率密度的變換器需要一個(gè)體積比較小的磁性元件，平面變壓器很好地滿足了這一要求。例如，在多繞組的變壓器中需要非常多的匝數(shù)，如果是普通的變壓器將會(huì)造成體積和高度過(guò)大，影響電源的整體設(shè)計(jì)，而平面變壓器則不存在這一問(wèn)題。

另外，對(duì)于多繞組的變壓器來(lái)說(shuō)，繞組間保持很好的耦合非常重要。如果耦合不理想則漏感值增大，將會(huì)使得次級(jí)電壓的誤差增大。而平面變壓器因?yàn)榫哂泻芎玫鸟詈?，使得它成為最佳的選擇。

2．3 在不同拓?fù)渲衅矫孀儔浩鞯淖饔?/b>
在不同的拓?fù)渲?，磁性元件的作用也是不同的。在正激變換器中的變壓器，磁性能量在主開(kāi)關(guān)管開(kāi)通的時(shí)候由初級(jí)繞組傳遞到次級(jí)繞組中。然而，在反激變換器中的“變壓器”并不完全是一個(gè)變壓器，而是兩個(gè)連接的電感器。在反激拓?fù)渲械?ldquo;變壓器”在主開(kāi)關(guān)管開(kāi)通的時(shí)候初級(jí)繞組儲(chǔ)存能量，而在關(guān)閉的時(shí)候?qū)⒛芰總魉偷酱渭?jí)繞組。因此，這種插入技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)同上面相比是不同的。應(yīng)用于這種變壓器的插入技術(shù)的特點(diǎn)如下：

1)在磁芯中儲(chǔ)存的能量沒(méi)有減少，因?yàn)殡娏髟谀硶r(shí)刻只能在一個(gè)繞組中流動(dòng)，并且沒(méi)有電流補(bǔ)償；
2)電流的分布并不理想，原因同上，因此交流阻抗也沒(méi)有減?。?br /> 3)插入使得繞組間產(chǎn)生較好的耦合，因此有比較小的漏感值。

3 平面變壓器的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)
平面變壓器的優(yōu)點(diǎn)如上所述，同樣它也有缺點(diǎn)，其最主要的缺點(diǎn)就是設(shè)計(jì)的過(guò)程非常復(fù)雜，而且設(shè)計(jì)成本也非常高。

下面介紹一種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)平面變壓器的程序步驟[3];它通過(guò)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的匝數(shù)模型的設(shè)計(jì)，使之能夠被使用于不同的平面變壓器中，從而使得設(shè)計(jì)過(guò)程大大簡(jiǎn)化，費(fèi)用大大降低。

在雙面PCB板的每一層都是由一到多匝的繞組組成的，而且所有的層都保持著一樣的物理特性：即相同的形狀和相同的外部連接點(diǎn)。在有些多匝的層次中，這個(gè)外部連接點(diǎn)是不同匝數(shù)間的電氣連接點(diǎn)。如果有些層只有一匝，它也可以被印制在PCB的雙面來(lái)降低交流阻抗。使用銅箔直接印制在PCB板上來(lái)替代傳統(tǒng)的導(dǎo)線，即使在許多需要很多匝數(shù)的開(kāi)關(guān)電源中，變壓器依舊能保持一個(gè)很小的體積，這便大大減小了整機(jī)的體積。具體的設(shè)計(jì)步奏和注意事項(xiàng)請(qǐng)參閱文獻(xiàn)[3]。圖6顯示了一個(gè)頂層的標(biāo)準(zhǔn)匝數(shù)設(shè)計(jì)的例子，它使用的是罐形(RM)磁芯。

銅箔高度按照對(duì)應(yīng)于最大開(kāi)關(guān)頻率時(shí)的趨膚深度選取，這樣可以使銅箔的所有部分都成為電流通路，大大減少集膚效應(yīng)的影響。因此，應(yīng)該使每一種開(kāi)關(guān)頻率對(duì)應(yīng)于不同的銅箔高度。