平面变压器在电源中的设计应用

黄蓉 胡阳

摘 要：文章通过对平面变压器所具有的特点进行系统的分析，并且结合在电源中的一些实例，从而进一步探讨平面变压器设计和实际应用等问题。

关键词：平面变压器；开关电源；集肤效应

前言

现代的工作和生活对许多电子产品提出了小型化的要求。而作为电子产品工作的能源-开关电源是必不可少的。特别是功率较大的电子产品，电源部分占据了较大的体积和重量，。而在在开关电源中，磁性器件大概占到开关电源体积和重量的30%-40%。降低磁性器件的体积和重量就显得尤为重要。平面变压器具有体积小，功率密度高刚好能满足这些要求。因此，平面变压器取代传统变压器是开关电源发展的一个趋势。

1 平面的绕组特点

平面变压器绕线方式就是借鉴了印制电路板的形成方式，平面变压器具有很多优点。下面我们就对其特点进行分析，第一，平面变压器绕线方式就是借鉴了印制电路板的形成方式，使用这种方式对其进行生产，实际效率相对较高；第二，平面变压器的实际绕组参数是统一的，相对的离散性比较小；第三，平面变压器使用的是高性能的绝缘材料，使压层、线圈之间的保持良好的绝缘性；第四，其实际的引脚的位置可以根据实际需要进行自由分配，局限性相对较小，数量上也能够随之进行增减；第五，能够将集肤效应降到最低；第六，其相对的物理结构相当密实，线圈的固化结构也非常紧密、不需要使用支架进行绕线，自激振荡性小，相对能量的损耗也较小；第七，还能与控制应用模板进行统一的设计和装配。由于平面变压器是一种新型的技术，不管是在理论上、材料的性能上、电能的性能指标、实际体积等众多方面有一定的提升和创新。

2 实际应用

我们在平面变压器电源中的可行性实验里，使用文中提到的理论依据进行研究，从而进行了一系列工程化的工作，其平面变压器的电源有很多种不同的设计。

以320VDC/12VDC 25A变换器为例，對比常规变压器以及平面变压器。将双管反激电路作为主电路，将开关频率黄蓉 胡阳

设置为100千赫，借助普通高频变压器的设计方案，联合应用两个EI33型磁芯，设计30匝原边，使用0.81毫米直径的漆包线作为绕组，2匝副边，0.3毫米铜皮的绕组，将2层使用并联的方式。

EI-33型磁芯参数具体为：有效截面积（Ae）为118mm2；有效磁路长度（Le）为67.6毫米，磁芯有效体积（Ve）为7940mm3；磁芯重量（Me）为40克。

在磁芯不发生变化时，应用PCB绕组，为使成本得以降低，就应该采用多块双面板。在原边绕组PCB每层放置3匝时，线宽就会变为1.5毫米，在每个PCB的上下两面位置，设置绕组6匝，见图1，以形成原边绕组的5块双面板。当副边绕组电流较大且匝数较少时，PCB每层需要设置1匝，每个PCB的上下两面需要2匝，见图2，将4块进行并联。

将传统变压器电源和平面变压器电源进行对比，其对比结果如下：

通过对二者进行对比，清楚的知道平面变压器电源的性能要优于传统变压器电源。

3 结束语

随之平面电压器设计的逐渐完善，其本身具有的特点就会逐渐凸显出来，现阶段也已经成为了人们关注和研究的重点，也逐渐成为主流发展目标。平面变压器平面式的结构有效的降低了实际能源的损耗，减小自身体积和自身重量，有效的提高了实际的使用效率和功率的密度，最大限度的完善了电源开关的实际使用性能。随着科技手段的不断发展，这中电源开关就会在电力行业中应用，就会逐渐扩大，从而真正实现电源开关的小巧、轻薄的特点。

参考文献

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[3]刘利鹏.变压器绕组变形仿真与诊断方法研究[D].华北电力大学（保定），2014（23）：34+45+67.

作者简介：黄蓉（1971，3-），女，四川省南充市西充县，单位：中国电子科技集团第九研究所，工程师，研究方向为新型器件在开关电源中的应用。