在不同的拓?fù)渲校判栽淖饔靡彩遣煌?。在正激變換器中的變壓器,磁性能量在主開關(guān)管開通的時候由初級繞組傳遞到次級繞組中。然而,在反激變換器中的“變壓器”并不*全是一個變壓器,而是兩個連接的電感器。在反激拓?fù)渲械?ldquo;變壓器”在主開關(guān)管開通的時候初級繞組儲存能量,而在關(guān)閉的時候?qū)⒛芰總魉偷酱渭壚@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:
2)電流的分布并不理想,原因同上,因此交流阻抗也沒有減?。?/div>
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*主要的缺點(diǎn)就是設(shè)計(jì)的過程非常復(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];它通過提供一個標(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)過程大大簡化,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的雙面來降低交流阻抗。使用銅箔直接印制在PCB板上來替代傳統(tǒng)的導(dǎo)線,即使在許多需要很多匝數(shù)的開關(guān)電源中,變壓器依舊能保持一個很小的體積,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)請參閱文獻(xiàn)[3]。圖6顯示了一個*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。
銅箔高度按照對應(yīng)于*大開關(guān)頻率時的趨膚深度選取,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)該使每一種開關(guān)頻率對應(yīng)于不同的銅箔高度。
4 實(shí)驗(yàn)論證
為了比較平面變壓器和傳統(tǒng)變壓器,分別做了兩種變壓器的模型,一種使用平面結(jié)構(gòu)并使用了插入技術(shù),另一種使用銅線分別在初級和次級繞制而成。兩種變壓器都被運(yùn)用于一個互補(bǔ)控制的半橋變換器中。兩個變壓器的參數(shù)如下:
初級 12匝:
次級兩個l匝的繞組(1:1**抽頭)。
傳統(tǒng)變壓器使用漆包線作為繞組,雖然在這些線圈中電流密度不盡相同,選擇電流密度小于7.5A/mm。
平面變壓器初級繞組做成4層,有4個并列的次級。這個變壓器的*終結(jié)構(gòu)如圖7所示。
兩種變壓器都使用了同樣的磁芯RM10,比較了兩種變壓器的漏感,交流阻抗和占用的面積,結(jié)果列于表1。
由表1可知,平面變壓器的漏感*為傳統(tǒng)變壓器的1/5,交流阻抗也*為l/3,由此可見這將大大提高變換器的工作特性。而且,由于結(jié)構(gòu)的更加緊湊,使得可以使用更小的RM8磁芯。
5 結(jié)語
平面變壓器在減小漏感、交流阻抗等方面有著非常大的優(yōu)點(diǎn),并且因?yàn)轶w積的小巧使之成為一種非常好的磁性元件。給出了一種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)平面變壓器的方法,使得設(shè)計(jì)平面變壓器變得更加容易,成本也將大大降低??梢灶A(yù)見,平面變壓器將有著相當(dāng)好的應(yīng)用前景。
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