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平面變壓器的特性

時間:2010-02-15 13:13:57來源:原創 作者:admin 點擊:

 


 


 


 

 


 

 



表1比較了常規變壓器、壓電陶瓷變壓器和平面變壓器的特性。下面就平面變壓器的物理特性和電氣特性分別說明。


1、物理特性


平面變壓器具有尺寸小的特色,通常在0.325英寸到0.750英寸,這對電源內部空間受到嚴格限制的場合具有相當大的吸引力。


平面變壓器印制電路板結構意指著一旦把電路板元件設定為平面器件,那么繼后生產過程中的變壓器繞組應具有精確的間距。允許用自動組裝設備生產,可以大大提高每個器件的重復一致性、可靠性,避免了常規變壓器手工繞制帶來的不規則性和不穩定性。


總之,平面變壓器多層制造過程采用機械加工而具有好的一致性;繞組的幾何形狀有關寄生特性限定在PCB制造公差之內而具有可重現性;能量密度高,適用于表面貼裝方式組裝而具有小型化特性。此外,平面變壓器的性能一致性和可預測性使具有建模比常規變壓器更簡易的優點,這尤其適于用計算機輔助工程工具建模(如SPICE)。


2、電氣特性


渦流效應是由鄰近導體的交替磁場引起的邊緣電流效應,趨膚效應當感應電流如感應磁場在圓導線中產生的電流,會集中在導線的外表面的一種現象,尤其是在較高頻率下,渦流效應和趨膚效應尤為明顯。結果導致總的載流面積小于整個導線面積,使AC阻抗大于DC阻抗,降低了有效傳導性能,從而使得常規變壓器中繞在鐵氧體鐵芯上的圓導線繞組的率得不到充分。然而,平面變壓器的繞組是蝕刻在印制電路板上的銅箔層,雖然趨膚效應使得電流集中于銅箔層的外表層,但銅箔層較薄,電流上幾乎流經了整個導線,較之常規變壓器獲得較高的效率和更小的體積。當變壓器工作頻率高于300KHz時,銅箔層的厚度等于趨膚厚度就足夠了,這樣還可以避免雜散電流引起的額外損耗。


平面變壓器結構使寄生電抗(繞組間電容和漏感)最小,通常為初級電感的0.5%以下。低漏感是通過分離措施實現的,把初級繞組一部分置于疊層的頂部,另一部置于疊層的底部,然后在疊層兩邊均勻地夾入次級繞組。平面變壓器低的雜散電容和漏感很有利于降低變壓器輸出電壓的高頻瞬時擾動。采用在介質片上疊積導電電路,這種結構還能使平面變壓器的初級與次級和次級與次級達到很好的電絕緣,該變壓器能適用寬范圍的輸入電壓,并能按要求給出一個、二個或三個輸出,也能滿足或優于脫機轉換器的性能要求。

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