高頻平板變壓器設計原理
對于低輸出電壓理想型變換器來說,它的降壓比是很高的。用常規(guī)變換變壓器時,通常1匝輸出繞組,大約需要32匝原邊繞組。這樣,原邊繞組就需多層布置,因而漏感和繞組間電容大、趨膚效應和鄰近效應嚴重等不利因素在變換變壓器中都存在。
3 常規(guī)變換變壓器和平板變壓器比較
常規(guī)變換變壓器通常是由單磁芯多原邊繞組組成,而平板變壓器是由單匝(或幾匝)原邊繞組和多磁芯組成。這些磁芯都裝有單匝的副邊繞組并封裝成模塊,如圖1所示。
?。?)常規(guī)變換變壓器由于它的原邊繞組匝數多,所以漏感比較大,而平板變壓器單匝(或幾匝)原邊繞組和單匝的副邊繞組耦合很緊,所以漏感很小。30A平板變壓器的漏感僅2.0nH。所以把它用在快速開關電路中時,不但損耗很小,而且還能減輕電路中其它部件承受的應力。
(2)平板變壓器的頻率特性比常規(guī)變換變壓器好。平板變壓器可工作在(100~500)kHz頻率之間。(3)平板變壓器能直接緊貼底板固定,所以它的散熱條件很好。這種專用變壓器是一種體積很小而又具有很大表面積的元件。所以它不存在局部過熱點的問題。
(4)因為平板變壓器能改善熱耗散問題。所以它能實現高磁通密度,并能采用緊封裝來實現高功率密度。而常規(guī)變換變壓器是無法和它相比擬的。150W的平板變壓器模塊,它的體積為5.38(長)×1.60(寬)×1.17(高)立方厘米。
?。?)平板變壓器技術能大幅度減小變壓器的生產成本和銷售價格。能使生產成本和銷售價格降低50%。因為它能減輕電路中其它部件承受的應力,所以變換器電路中其它部件可采用低功率器件。由于平板變壓器的散熱條件很好,所以它可用很小的散熱器。再加上變壓器模塊批量化生產后,其價格將會降低更多。
?。?)平板變壓器的可靠性比常規(guī)變壓器高。在平板變壓器中,即使有一磁芯損壞,平板變壓器中其余磁芯和并連的導線仍能正常工作,而常規(guī)變換變壓器只要有一處損壞,整個變壓器就無法正常工作。
目前平板變壓器模塊產品的功率有150W,300W,450W,750W,900W和1500W。
4 平板變壓器內部結構及其電感的測量和計算方法
以上敘及用作變換變壓器的平板變壓器由若干個鐵氧磁芯做成。2個磁芯做變壓器,1個磁芯做電感。3個磁芯構成1個變壓器/電感模塊。許多模塊可以連接在一起組成平板方陣變壓器。采用這種結構的平板變壓器能解決變換變壓器工作在高頻時,其磁芯中部的局部過熱點問題。
1只變壓器模塊包含2只鐵氧體磁芯。變壓器模塊由1付正方形鐵氧磁芯組裝而成,2只鐵氧磁芯用環(huán)氧樹脂粘接在一起,如圖2(b)所示。1付繞組鑲入每個磁芯內部,粘接在磁芯內表面和輸出端的拐角處,如圖2(a)所示。當繞組通過磁芯后,接著旋轉180°往回繞。所以每一繞組的“始端”和“末端”都在磁芯的對向角落上。1只相似尺寸的電感加在模塊內部變壓器部分的中心抽頭上。其突出的焊片接濾波電容器。有關這種變壓器和磁芯的細節(jié)見參考文獻。
變壓器副邊繞組的端子直接和共陰極肖特基整流器TO-228連接。這樣可以節(jié)省用戶在變壓器副
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