一、平面變壓器簡(jiǎn)介
平面磁芯開發(fā)成功，可實(shí)現(xiàn)平面化的變壓器設(shè)計(jì)。由于平面變壓器要求磁芯、繞組是平面結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)該采用多層PCB繞組?，F(xiàn)在，已有許多公司開發(fā)出了平面變壓器，Pulse公司開發(fā)出了平面磁性元件，以色列佩頓公司Payton已開發(fā)了Planetics平面變壓器，功率由5W到20KW、頻率自20KHz到2MHz，效率通?？蛇_(dá)98%，是電信、電焊機(jī)、計(jì)算機(jī)和外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)、醫(yī)療電子、工業(yè)控制、安全系統(tǒng)和電子設(shè)備的理想選擇。
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。
二、平面變壓器主要特點(diǎn)
?。?）高電流密度。平面變壓器的導(dǎo)線實(shí)際上是一些平面的導(dǎo)體，因而電流密度大。
?。?）高效率。效率可達(dá)98%～99%。
?。?）低漏感。約為初級(jí)電感的0.2%。
（4）熱傳導(dǎo)好。熱通道距離短，溫升低。
（5）低EMI輻射。良好的磁芯屏蔽可使輻射降到很低。
（6）體積小。采用了小型磁芯可相應(yīng)減小體積。
?。?）參數(shù)可重復(fù)性好。因?yàn)槔@組結(jié)構(gòu)固定、容易預(yù)先加工，所以參數(shù)穩(wěn)定。
（8）工作頻率范圍寬。頻率可從50 kHz～2 MHz。
?。?）工作溫度范圍寬。工作溫度為-40 ℃～130 ℃。
?。?0）絕緣性好。平面變壓器由導(dǎo)電電路與絕緣片互相重疊構(gòu)成，從而保證繞組之間、初—次級(jí)及次—次級(jí)間可達(dá)4kV絕緣隔離。
三、平面變壓器的性能
這種結(jié)構(gòu)的變壓器體積小，高度有8mm和12ｍｍ兩種。繞線匝數(shù)大大少于傳統(tǒng)的變壓器，結(jié)構(gòu)更緊湊，磁耦合大大優(yōu)于傳統(tǒng)的變壓器，漏抗小于0.2％，所以它可以在更高的頻率下工作，有利于電源轉(zhuǎn)換效率的提高。緊密的磁芯的幾何形狀限制了熱點(diǎn)的產(chǎn)生，降低了熱耗，因此允許更高的能量密度。同時(shí)本身的散熱條件大大優(yōu)于傳統(tǒng)的變壓器。所以平面變壓器的體積、重量大大降低，而效率更高。更重要的是，它為開關(guān)電源中開關(guān)變壓器提供了一個(gè)通用的選擇，省去了復(fù)雜的計(jì)算、選料和變壓器繞制過程。它在簡(jiǎn)化和優(yōu)化設(shè)計(jì)的，還同時(shí)縮小了體積，降低了成本。所以平面變壓器非常適合應(yīng)用在低壓（1～60V 、大電流（30A／每磁芯）的開關(guān)電源或逆變電源的設(shè)計(jì)中，對(duì)變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有限制。
四、平面變壓器的結(jié)構(gòu)原理
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（圖ａ）?，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)角線上的兩角都用銅皮連接，銅皮在通過磁芯柱時(shí)緊貼磁芯內(nèi)壁（圖ｂ）。兩個(gè)磁芯并排放置，相鄰的兩角用銅皮焊接起來，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（圖ｃ）。
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（1.4mH＠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（圖ｄ）和散熱板（使用中還要根據(jù)功率的大小加裝散熱板）。