_平面变压器与应用(2)

其中tw，dw分别是导体厚度和绕组与磁芯之间的间隙。

由于高频效应，绕组的电阻会有明显增大，绕组的交流电阻可表示为：R =FrRd，其中Fr为交流与直流电阻之比，它与磁芯及绕组的几何尺寸和布置有关。基于Dowell关于变压器绕组交流电阻的计算模型[3]，可知在原负边绕组分开布置时其值为：

其中：

平面变压器的设计和发展研究

δ为频率为f时的趋肤厚度，N为从零漏磁场处开始算起的绕组层数。

当变压器用于开关电源中时，流过绕组的电流波形并不是正弦波，含有高次谐波，因而仅仅考虑基波的影响是不够的。合适的做法应是先求得电流波形的谐波分量，然后分别求得对应的电流谐波分量的绕组损耗。

对于周期性变化的绕组电流，其绕组总损耗模型为：

其中 分别为绕组电流的n次谐波分量的有效值和频率为 时绕组的交流电阻。

3.2.3 铁芯的最小化设计[4]

最小磁芯体积的数学模型为：

其中： 分别为磁芯的有效体积，磁材料的饱和磁感应强度和额定的变压器效率， 分别为磁芯的有效截面积和磁路长度。

3.3 成本

如何降低成本，应从以下几个方面考虑：

● 设计：采用的原材料、结构形式对成本有决定性作用。

● 工艺：尽量采用工模具和机械加工。

● 减少生产的附加费用：包括设计选用的原材料和配件尽可能通用，减少种类和降低库存量，以及尽快缩短交货时间。

3.4 使用原则

平面变压器的使用主要有以下三个原则：

● 根据输出电压的大小来选用相应型号的平面变压器；

● 根据输出电流的大小来确定并联的平面变压器个数；

● 根据输入输出电压的大小来确定变比和原边线圈的匝数。

此外，实际应用中还需要知道平面变压器的变比，变比也可用下面公式进行计算：

其中，K是系数，当平面变压器的输出是通过中心抽头时，K＝0.5；当平面变压器没有

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中心抽头时，K＝1。N是并联的平面变压器单元个数；P是平面变压器的原边匝数。 4. 应用

平面变压器从问世到现在短短的10多年间已经在通信、笔记本计算机、汽车电子、数码相机和数字化电视等方面得到了广泛的应用。如采用平面变压器制成的5～60W功率范围的DC-DC变换器，已应用于电信系统插卡式板上电源。由于汽车中特殊的电气和机械环境，对变压器设计和工艺提出更严格的要求。平面变压器应用于氙弧灯镇流器的DC-DC变换器，已经在中档轿车中使用。其次，宽带传输应用的平面变压器，也显示了良好的发展前景。除此以外，平面变压器的产品品种已涉及到常规的铁氧体磁芯变压器的各个方面，如功率变压器、带宽变压器和阻抗匹配变换器等。由于其一致性好、体积小等特性使其特别适用于在内部空间小，对节能和散热要求苛刻的电子设备中使用。在国防、航空、航天等对重量和稳定性要求极高的领域，平面变压器的应用也将会给系统的小型化开拓一个崭新的局面。

总之，小型化、平面化的电感铁氧体元件将更加引起人们应用的兴趣，相信在某些高技术领域里，平面变压器将很快取代传统变压器，并逐步实现规模化生产。 5. 总结

微型变压器的发展是当今电子、信息技术的需求，变压器的微型化是变压器技术发展的必然趋势。就目前来看，以铁氧体为磁芯的平面变压器体积小，功率密度大，是现在微型变压器的主流。以微制造技术的薄膜变压器正处于研制阶段，实际中推广应用，还是个别事例。随着电子技术的飞速发展，铁氧体平面变压器仍将在较大功率的模块电源中发挥主要作用。 ■

参考文献

[1]D.F. Wu, "Planar transformers make maximum use of precious board space", Electronic Design, 1998, pp: 97～99

[2]Y.Q.H, J.F.G, X.M.B and W.C, "Problems of paralleling windings for planar transformers and solutions", IEEE, 2002, pp: 597～601

[3]P.L. Dowell, "Effects of eddy currents in transformer windings", Proceedings, IEEE, 1996, pp: 1387～1394

[4]胡跃全，"高频平面电源变压器铁芯的最小化设计"，中国国际电源新技术研讨会论文集，1999，pp: 250～256

新闻出处： 《国际电子变压器》2003.11 文章作者： 李金鹏 尹华杰 侯聪玲 相关新闻

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