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平面变压器的分类 - 平面变压器的特点及优点介绍_平面变压器结构图

2018年02月08日 10:32 网络整理 作者: 用户评论(0

  五、平面变压器的分类

  1、PCB型变压器,印刷电路PCB型变压器可以省去绕组骨架,能增大散热面积,能够减小在高频工作时由集肤效应和邻近效应所引起的涡流损耗,也能够增大电流密度,其电流密度高可以达20A/mm,功率大,工艺简单。但用PCB,窗口利用率低,仅为0.25~0.3,传统变压器的窗口利用率为0.4,其体积也较大。PCB型变压器其功率可高达20kW,频率可达兆赫数量级。采用pulse的平面技术,多层PCB夹在磁芯之间,薄型高效铁氧体平面变压器,其底部面积小,高度只有7.4mm,工作频率为150~750kHz,工作温度为-400~1300。

  2、薄膜型变压器,薄膜型变压器是一种用磁性薄膜研制的叠层微型变压器,采用薄膜后高度低于1mm,工作频率超过1MHz,其体积小,易于集成,但只适用于小功率情况。它们绝大多数采用金属磁性材料,如坡莫合金、铁硅铝和非晶合金。主要是因为它们有高BS和高磁导率。Tsuijimotl等人用带式(铜厚35μm,长34mm,宽3mm)加以绝缘膜(厚100μm),非晶CoNbZr膜(1.8μm)构成一种能在高频下输出电压可控的薄膜变压器--针孔型变压器,还制成了厚度为210μm的片式变压器。它是采用两层10μm厚的CoZr非晶薄膜做成的,用于5V、0.3A、1MHz的开关电源,77.5%铁氧体材料(以MnZn系为主)也可以制成薄膜型变压器,但用常规的方法很难制出合适的微型磁膜,故需开发新的成膜技术。目前国外主要采用PVD、CVD等沉积技术化学蚀刻,激光烧蚀法、光照射低温镀膜法等成膜技术。YamaguchiK等设计制作的微型变压器,其面积只有2.4mm×3.1mm,在10MHz时效率可达67%。

  3、厚膜变压器,厚膜变压器是为了克服薄膜变压器中导体电阻大的缺陷而提出的。以氧化铝作基体,采用厚膜工艺,在其上、下表面各印制了初级和次级绕组,用铁氧体制作的平面变压器在2MHz,输出功率为75W时,效率达85%。厚膜工艺制造出的平面变压器效率一般较低,因此寻求更进一步的工艺技术以完善平面变压器制造的厚膜工艺是实现平面变压器高频集成化的关键。

  六、平面变压器的优点

  平面变压器与常规变压器相比,磁芯尺寸大幅度缩小,特别是高度缩小最大。这一特色对电源设备中在空间受到严格限制的场合下具有相当大的吸引力,从而可成为许多电源设备中首选的磁性元件。平面变压器结构上的优势,也为它的电气特性带来了许多优点:功率密度高,效率高,漏感低,散热性好,成本低等。

  七、平面变压器在电源中的运用

  (1)除了合理布局和控制电路采用了表面贴工艺来节省空间外,还采取了更有效的措施来避免传统体积较大的高频功率变压器占用有限的空间。

  (2)工作环境温度高。相对于其它整流模块-25 ℃~+50 ℃的工作环境,

  该模块能工作在-25 ℃~+70 ℃的环境中,以满足一些恶劣条件的需求。因此,正常工作时,模块内部温升会更加高,要求变压器能承受高温。

  (3)该模块的EMI、杂音等指标要求高。要求有切实的措施来改进这些方面。

  (4)模块体积小,效率高,间接要求模块的热损耗小。

  鉴于以上的几点要求,结合平面变压器的优点,在变压器设计方案中优先考虑采用平面变压器。在结构体积很小的情况下,平面变压器的电流密度高,漏抗小,非常适合低电压大电流的开关电源。应该注意的是,由于常规变压器都是将圆柱形导线缠绕在铁氧体磁芯上,高频电流集中在导线表面的附近(趋肤效应),会降低有效传导性能。而在平面型变压器里,其“绕组”是做在敷铜印制电路板上的扁平传导导线。扁平的几何形状降低了开关频率较高时趋肤效应的损耗。因此,能最有效地利用铜导体的表面导电性能,效率要比传统的高。

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( 发表人:姚远香 )

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