上表给出了两个不同绕组结构的平面变压器的寄生参数。从上表可见2#变压器绕组结构的漏感要比1# 要低,但是2#变压器的寄生电容要远大于1#变压器。为了进行比较,上表同时列出了与平面变压器使用 相同磁芯的常规变压器,标记为3#。
从表1可以看出平面变压器与常规变压器相比漏感比较小,但是有相对较高的绕组间寄生电容。
4.实例
设计了一个运用平面变压器的双管反激变换器。变换器主要参数:Vin=290~360V, Vo=12V,Po=300W,f= 100KHZ 。
平面变压器绕组由厚度为0.4mm的印制电路板制作,线圈采用双面印制电路板,共10层。初级印制板 为5层,每层每面3匝,5层串联共30匝,铜绕组宽1.5mm、厚0.035mm,绕组匝与匝之间间隔0.2mm; 次级印制板为4层,每层每面1匝,4层并联共2匝,铜绕组宽5.1mm,厚0.035mm。绕组布局选用3中1#布局方式,平面变压器原边电感L1=516.4uH,漏感Ls=19.0uH,高度为16mm,重量为70g。
同时设计了一个满足变换器参数要求的常规变压器。常规变压器选用相同磁芯,原边30匝,绕组使用 直径0.81mm的漆包线;副边2匝,绕组选用0.3 mm铜皮,2层并联。绕法为“三明治”绕法,先绕制15匝原边,再绕制副边,后绕制15匝原边。变压器L1=516.8uH,漏感Ls=25.2uH,高度为30.2mm,重量为120g。
由图10对比可以看出,平面变压器不仅漏感比常规变压器要小,而且体积、重量也要小很多。
图11给出了反激变换器在不同变压器下的效率曲线。由于平面变压器漏感小和自身损耗比较小,在全 范围负载内都比常规变压器的效率要高。
结语
本文论述了平面变压器相关技术并对PCB型平面变压器做了详细的介绍与设计,并以具体实例讨论其特性。与传统磁芯相比,平面型磁芯除了具有低造型、低漏感、低损耗等优点外,还具有良好的热特性、绝缘性、一致性和耦合性。因 此,平面型功率变压器与传统功率变压器相比能显著提高变换器的性能、体积,具有明显的优势,是开关电源的理想选择