平面變壓器與傳統(tǒng)的變壓器相比最大的區(qū)別在于鐵芯及線圈繞組。平面變壓器采用小尺寸的E型、RM型或環(huán)型鐵氧體磁芯，通常是由高頻功率鐵氧體材料制成，在高頻下有較低的磁芯損耗;繞組采用多層印刷電路板迭繞而成，繞組或銅片迭在平面的高頻鐵芯上構(gòu)成變壓器的磁回路。

這種設(shè)計(jì)有低的直流銅阻、低的漏感和分布電容，可滿足諧振電路的設(shè)計(jì)要求。而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射頻干擾。

平面變壓器通常有2個(gè)或2個(gè)以上大小一樣的柱狀磁芯?，F(xiàn)以2個(gè)磁芯的平面變壓器為例介紹其結(jié)構(gòu)。每個(gè)磁芯柱在對(duì)角線上的兩角部用銅皮連接，銅皮在通過(guò)磁芯柱時(shí)緊貼磁芯內(nèi)壁。兩個(gè)磁芯并排放置，相鄰的兩角用銅皮焊接起來(lái)，在一個(gè)磁芯的一個(gè)外側(cè)面上的兩個(gè)角上的銅皮用一片銅皮焊接在一起，這里就是平面變壓器次級(jí)線圈的中心，如果在這里引出抽頭，就是次級(jí)線圈的中心抽頭;在另一個(gè)磁芯的一個(gè)外側(cè)面上的兩個(gè)角上的銅皮就是平面變壓器次級(jí)線圈的兩端。

這樣就基本構(gòu)成一個(gè)平面變壓器的主體部分。它的次級(jí)線圈只有1匝，而且可以帶有中心抽頭。一個(gè)完整的平面變壓器還有一個(gè)預(yù)置的儲(chǔ)能電感（1.4pH@500kHz，DC20A），它的一端常接在中心抽頭上，上、下各有一片固定銅板，它們將磁芯和濾波電感夾在中間，同時(shí)作為整流電源的兩極和散熱板（實(shí)際使用中還要根據(jù)功率的大小加裝散熱板）。

平面變壓器的PCB繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

平面變壓器的繞組是利用PCB上的螺旋形走線來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PCB板中間被挖空用于安裝磁芯。PCB板各層之間由板材絕緣。磁芯直接將PCB夾在中間，然后通過(guò)膠帶或夾子固定。平面變壓器的高度得到了有效的降低，同時(shí)進(jìn)一步節(jié)省了體積。PCB走線扁平狀，銅厚一般為1oz/2oz 。通過(guò)計(jì)算，在頻率小于14MHZ時(shí)，銅的集膚深度都小于PCB銅厚的一半。通常開關(guān)電源頻率遠(yuǎn)小于這個(gè)值，所以平面變壓器的集膚效應(yīng)可以忽略。

在PCB各層之間有供繞組互聯(lián)的“通孔”，繞組間的匝數(shù)通過(guò)“通孔”以串聯(lián)或并聯(lián)的方式連接。

繞組串聯(lián)時(shí)，每層印制板都布有一排通孔且位置對(duì)齊，但是每層繞組只用其中的兩個(gè)通孔，從而實(shí)現(xiàn)繞組串聯(lián)。在低壓大電流的場(chǎng)合，可以通過(guò)繞組并聯(lián)的方式，提高變壓器的過(guò)流能力。

平面變壓器優(yōu)點(diǎn)

平面變壓器相比傳統(tǒng)變壓器具有諸多顯著優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使其在多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出色。

首先，平面變壓器的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，通常僅包含一個(gè)磁路和一個(gè)繞組，無(wú)需磁屏蔽和防潮結(jié)構(gòu)，從而降低了制造成本。同時(shí)，其體積相對(duì)較小，高度比常規(guī)變壓器低，可以節(jié)省空間，適用于空間有限的場(chǎng)合。

其次，平面變壓器的繞組可以緊密地固定在鐵芯上，使得繞組和鐵芯之間的距離變短，從而增大了磁通密度，提高了變壓器的積磁密度。這種設(shè)計(jì)不僅提高了變壓器的功率密度，還增強(qiáng)了其工作效率，效率通常可達(dá)98%～99%。

再者，平面變壓器的磁場(chǎng)分布較為均勻，減少了漏磁和電感泄漏，從而提高了電氣性能。其低漏電感特性使得漏感僅為初級(jí)電感的0.2%左右，這對(duì)于提高電源效率和穩(wěn)定性具有重要意義。

此外，平面變壓器的散熱性能良好，熱通道距離短，溫升低，有助于保持變壓器的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，其絕緣性也非常良好，繞組之間、初—次級(jí)和次—次級(jí)之間可以達(dá)到較高的絕緣隔離，提高了安全性。

最后，平面變壓器的參數(shù)可重復(fù)性好，由于繞組結(jié)構(gòu)固定、預(yù)先加工好，因此參數(shù)穩(wěn)定，有利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。

審核編輯：黃飛