磁芯夹着PCB就是新型PCB平面变压器
最后是目标四,平面变压器设计
由于现代家用电器,超薄设计非常普遍,于是就有了平面变压器的设计,平面变压器的由来依然是由EE变压器演变过来。最先有了EFD,在之后是EPC磁芯,EPC磁芯同样是为了消灭直角弯线产生的硬力,中心柱子转变为圆角柱。这列设计的各个方面性能都不如传统的PQ和RM磁芯,而且价格不便宜,但是对于一些限高设计,却是不可或缺的组成部分。最新又出现了PCB变压器设计磁芯,比如平面专用EL/ELT/PQI/EIR/ER/EI磁芯,这些磁芯的高度都大幅度压缩。因为他们使用的并非传统线圈,而是使用PCB绘制的线圈,工作在高频,和传统的设计已经很不一样了。可靠性,稳定性都得到了大幅度的提升,但是体积依然不能和PQ或者RM竞争。例如三星的充电器就使用了这类PCB变压器,堪称设计中的大牛。
说完磁芯形状我们再来说说磁芯粉末材料的选型。
这一条很多时候许多人并不在乎,但是磁芯粉末其实对设计的影响很大很大。磁芯材料的选择依然是一个非常烧脑的问题。因为市场上型号众多,设计方向也有好几个,究竟如何选择,这会是一个很烧脑的难题。
同样的万事开头难
同样的,我们要研究磁粉材料发展的有那几个方向
方向一,高磁通密度High Bs
方向二,高频率
方向三,低成本
方向四,宽温工作
首先来说方向一
磁通密度一直是变压器的重要设计参数,这个参数实际上决定了同样体积能设计多大功率变压器的上限。因为能量是守恒的,电变磁,磁变电,磁芯储存了能量。这个指标就是磁性极限设计功率限制。当然这项参数很少被用到,原因很简单,对于小功率开关电源变压器而言,Aw往往是最紧张的参数。而且设计也需要留有余量,所以Bs很少被重视,因为一般都够用的。但是对于超大功率的ZVS零关断大功率设计,BS直接影响设计极限功率,影响体积,影响发热。许多电磁炮逆变器的设计都是用的高性能TDK PC90这类的磁芯。
ZVS升压模块,现在已经是电磁炮的标配了。
方向二,高频率
前面说到了高频变压器,对于一些仪器,还有许多平面变压器而言,磁芯的高频特性好是必须的,要知道频率越是高,磁芯的损耗就会增加,磁芯的特性就会变差。所以专用的高频磁粉材料必不可少。TDK的PC50就是为这个方向设计的。
方向三,低成本
任何涉及都会有这种类型的设计方向的,因为现实世界都是要讲钱的,对于TDK而言就是PC40 PC47这一类的产品就足够了。性能中庸,但是价格合适。
方向四,宽温设计
就是你的磁芯能够在很宽泛的温度之下稳定工作,这类磁芯的极限磁通密度并不好,但是好在它稳定,平滑。如果你想做一个可以在很宽泛温度下依然能工作的开关电源的话TDK的PC95最适合您了。大量汽车上的设计,比如普锐斯的充电器就是用的TDK的PC95磁芯,因为汽车这种应用会在很宽的温度下工作。你必须保证它在最恶劣的气候条件下依然工作。
四个方向的磁芯,相对而言,低成本最好买,高Bs磁通也好买,高频也还算能买到,而宽温供货就少了啊,所以整个市场上寻找宽温的磁芯就是一个相对困难的事情了,我当初的设计由于需要很宽的工作温度范围,所以我选择了宽温磁芯。