平面變壓器的結(jié)構(gòu)

平面變壓器沒有漆包線繞組，而是在印刷電路板上蝕刻出一條扁平連續(xù)的銅螺旋線，然后堆疊在磁芯上。

平面變壓器適用于高頻功率轉(zhuǎn)換器的原因是平面變壓器具有以下主要特性：

1）造型低，能量密度高，體積大大縮小；它的厚度比常規(guī)變壓器小得多，適合表面安裝裝配。

2）損耗性低，繞組采用銅箔層構(gòu)成，整個(gè)變壓器可以做成扁平狀，減少了集膚效應(yīng)的損耗。

3）漏電感低，一般小于0.2%(預(yù)估值)，所以電磁干擾(EMI)輻射低，基本不受外界EMI影響。

與常規(guī)變壓器相比，PCB技術(shù)更容易實(shí)現(xiàn)加工，因此有利于提高變壓器繞組的一致性。此外，繞組的幾何形狀和寄生特性受限于PCB制造公差之類(通常很小)。平面變壓器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們提高了熱性能，與傳統(tǒng)變壓器相比，平面鐵芯的熱阻更小。

平面變壓器的特性并不都是優(yōu)點(diǎn)。平面變壓器的一次繞組和二次繞組之間的距離小，儲(chǔ)存的磁能也少，所以漏感也很小；然而，初級(jí)和次級(jí)側(cè)的寄生電容變得更大。此外，印刷電路板繞組的可再現(xiàn)特性是以增加鐵芯繞組窗口中絕緣材料的比例為代價(jià)的，這減小了銅填充系數(shù)并限制了線圈匝數(shù)。

平面變壓器的優(yōu)點(diǎn)：

（1）電流分布均勻

典型平面變壓器的次級(jí)繞組有幾個(gè)并聯(lián)的線圈。每個(gè)次級(jí)繞組與同一個(gè)初級(jí)繞組耦合。因此，次級(jí)電流產(chǎn)生的安培匝數(shù)等于初級(jí)繞組產(chǎn)生的安培匝數(shù)(忽略勵(lì)磁電流)。這個(gè)特性對(duì)于并聯(lián)整流器電路特別有用。繞組電流分布相等，不會(huì)影響并聯(lián)整流電路中的其他元件。

（2）高電流密度

平面變壓器具有出色的溫升特性設(shè)計(jì)。由于這些特性，它可以在小封裝體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)高電流密度。由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，全都滿足高頻電流的工作特性，因此適用于高頻場(chǎng)合。

（3）效率高

低漏電感使其具有快速開關(guān)時(shí)間和低交叉損耗，從而實(shí)現(xiàn)高效率。由于二次繞組和一次繞組接觸緊密，這種變壓器耦合系數(shù)高，所以效率高、損耗很小。

（4）高功率密度

由于平面變壓器元件體積小，具有優(yōu)異的散熱特性，可以與相關(guān)半導(dǎo)體器件和電感緊密封裝，實(shí)現(xiàn)的電流密度可達(dá)30A/模塊。

（5）成本低

整個(gè)變壓器由少量相關(guān)的廉價(jià)部件組成，組裝很方便。PCB早期開發(fā)成功后，采用印制加工的方式，所以整個(gè)變壓器的成本很低。

（6）連接件成本低

由于它的漏電感小，開關(guān)損耗低，所以它所連接的部件上的應(yīng)力減小了。因此，與其連接的組件可以使用成本較低的功率元件。

（7）良好的散熱特性

平面變壓器是一種表體面積比很高、熱通道很短的元器件。這種結(jié)構(gòu)有利于散熱。初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的匝間損耗小，磁芯的功率損耗小，因此可以實(shí)現(xiàn)高磁通密度。它可以在-400C~1300C之間工作。

（8）低漏電感

繞組和繞組之間的良好耦合，就能讓繞組匝之間的漏電感保持在較小值。從輸出端到輔助部件的連接線短而緊，因此繞組上的漏電感較小。漏電感小意味著變壓器的EMI指標(biāo)更好，對(duì)開關(guān)電源器件的損傷較小。

（9）優(yōu)良的高頻特性

在此之前，當(dāng)變壓器高頻運(yùn)行時(shí)，會(huì)增加開關(guān)損耗、使變壓器過熱。平面變壓器的出現(xiàn)解決了這些問題。平面變壓器可以提供一個(gè)經(jīng)濟(jì)又良好的變壓器模塊。它可以在100千赫到2000千赫之間工作。

（10）結(jié)構(gòu)簡單，適合表面安裝

平面變壓器由少量的元件和較少的繞組組成，這個(gè)模塊特別適合自動(dòng)化裝配，其外形注定適合表面貼裝和大規(guī)模流水線生產(chǎn)。

（11）外形低適合整機(jī)小型化

平面變壓器中使用的磁芯較小，以扁平的形式布置在變壓器的表面。每個(gè)磁芯單元的形狀在8毫米~32毫米的范圍內(nèi)，這使得它具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

（12）絕緣強(qiáng)度高

平面變壓器很容易根據(jù)要求的厚度、層度，用絕緣膜或絕緣材料對(duì)變壓器的介質(zhì)絕緣進(jìn)行絕緣，以滿足要求的技術(shù)要求。