电源用变压器 终于弄清楚了--开关电源中平面变压器的点点滴滴......
让我们学习电源。(表示抗议)喂
平面变压器发展的必然性
由于涡流效应，在高工作频率和大电流下，磁性元件的线圈损耗显著增加，不仅降低了效率，还导致温升增加，增加了热设计的难度，限制了开关功率因数变换器功率密度的进一步提高。因此，研究线圈损耗模型、设计技术和开发新的线圈结构以降低其损耗是业界的当务之急，这也是电力电子高频磁技术的一个非常重要的研究内容。国外学术界和工业界对此进行了积极的研究，国内对磁集成等高频磁技术也有一定的研究，但对线圈技术的研究较少。
传统的绕线式磁性元件由于线圈结构单一、散热特性差、参数一致性差的问题，已经不能满足开关电源高频低截面的发展趋势。低截面平面磁性元件克服了传统磁性元件的缺点，得到了广泛的应用。由于功率密度高、窗口高度低、工作频率和电流较高，对线圈结构和设计技术提出了更高的要求，尤其是高频大电流应用。为了考虑高频涡流效应和载流区域采用的平行线圈结构，一些传统的线圈结构和设计方法不再适用。铜箔/PCB印刷电路板线圈广泛应用于平面变压器。
几种类型的平面变压器
平面变压器的分类:平面变压器根据设计和制造工艺的不同，可分为印刷电路板(PCB)型、厚膜型、薄膜型和亚微米型。今天的重点是PCB型平面变压器！
1.印刷电路板变压器
PCB(印刷电路板(PCB)变压器可以节省绕组骨架，增加散热面积，减少高频工作时由趋肤效应和邻近效应引起的涡流损耗，增加电流密度，最高可达20A/mm，功率大，工艺简单。但是用PCB，窗口利用率低，只有0.25~0.3，传统变压器的窗口利用率是0.4，体积也大。PCB变压器功率为20kW，频率为兆赫。采用脉冲平面技术。多层PCB夹在磁芯之间。薄型高效铁氧体平面变压器，底部面积小，高度只有7.4mm，工作频率150~750kHz，工作温度-400~1300。
2.厚膜变压器
厚膜变压器是为了克服薄膜变压器导体电阻高的缺点而提出的。以氧化铝为衬底，通过厚膜技术在其上、下表面印刷一次绕组和二次绕组。铁氧体制作的平面变压器在2MHz时效率为85%，输出功率为75 W，厚膜工艺制作的平面变压器效率普遍较低，寻求进一步的技术提高平面变压器制作的厚膜工艺是实现平面变压器高频集成的关键。
3.薄膜变压器
薄膜变压器是利用磁性薄膜发展起来的一种叠层微型变压器。变压器高度小于1毫米，工作频率超过1兆赫。它体积小，易于集成，但仅适用于低功耗情况。他们大多使用金属磁性材料，如坡莫合金、铁硅铝和非晶合金。主要是因为他们BS高，渗透性高。Tsuijimotl等人制作了一种高频输出电压可控的薄膜变压器，即针孔变压器，用胶带(铜厚35μm，长34mm，宽3mm)、绝缘膜(厚100μm)和非晶CoNbZr膜(1.8μm)制作了一种厚度为210 μ m的片式变压器，它由两层10 μ m厚的CoZr非晶膜制成，用于5V、0.3A和1MHz的开关电源。77.5%的铁氧体材料(主要是MnZn系)也可以制成薄膜变压器，但常规方法很难制成合适的微型磁性薄膜，因此有必要开发新的成膜技术。目前，国外主要采用PVD、化学气相沉积等沉积技术，以及化学蚀刻、激光烧蚀、光照射和低温镀膜。山口k .设计制造的微型变压器面积只有2.4mm×3.1mm，在10MHz时效率可达67%。
4.亚微米变压器
采用化学方法合成亚微米变压器，以低温(900℃)烧结的NiCuZn铁氧体为介电材料，以Ag为内电极，采用流延和丝网印刷技术制备。它体积小，重量轻，易于集成，工艺简单。两种片式亚微米变压器的尺寸分别为2.1厘米×2.1厘米×1毫米和8毫米×8毫米×1毫米，设计变比分别为6和4，工作频率为1 ~ 10兆赫兹。亚微米平面变压器结构新颖，改变了传统变压器的结构特点。变压器的一次绕组和二次绕组采用丝网印刷技术在铁氧体材料中烧制而成，外观类似于表面贴装集成电路器件。亚微米平面变压器的电气性能测试表明:①在空负载下，变压比随着输入电压的增大而增大，然后随着输入电压的增大而减小，在范围内达到最大值。此外，变换比随着输入信号频率的增加而增加。②在一定的输入频率和电压下，输出功率随着负载的增加先增大后减小，存在一个输出功率最大的负载电阻值。③在一定的输入电压和输出负载下，随着输入电压频率的增加，变压器的变压比逐渐增大。当输入电压频率高于某一临界值时，变压比基本不变。波形失真程度随着输入电压频率的增加而降低。④在固定输入频率下，存在饱和负载电阻值。当负载电阻值小于饱和负载电阻值时，变压器的输出电压随着负载的增加而增加，但当负载电阻值大于饱和负载电阻值时，输出电压变化很小或基本保持不变。随着频率的增加，饱和荷载的电阻值逐渐增大。当负载电阻值等于饱和负载电阻值时，变压器的变压比基本不随输入电压的变化而变化，但随着输入电压的增加，输入输出电压的波形畸变程度增大。
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