高頻平板變壓器的原理與設(shè)計

圖4兩磁芯模塊FTI/CTI－Xx2A－1B/2B/3B（匝比4:1）

邊繞組上進(jìn)行抽頭等組裝工作量。加上肖特基整流器導(dǎo)通時的正向壓降很低，所以整個電路的效率可做得很高。穿過變壓器的原邊繞組是后來加上的。變壓器的等效變換率由模塊數(shù)Ne和原邊繞組匝數(shù)Np乘積和1的比率來決定，即變換率是：（Ne×Np）：1。高的變換率可以通過增加原邊繞組匝數(shù)或增加模塊數(shù)來獲得。

平板變壓器可以使電源模塊化，它在分布式電源中應(yīng)用，其特點是其它變壓器無法和它比擬的。在市場上，它是大家公認(rèn)的最小外形和允許用于最高電流密度的一種變壓器。

模塊內(nèi)部電路的原理圖如圖3所示。在圖中電感是接在變壓器次級繞組的中心抽頭和輸出端之間，這樣安排是為了節(jié)省組裝的工作量。

每一模塊漏感的最大值僅有4nH。漏感測量是用5塊，其整流器的輸出端被銅條短接，原邊繞組為3匝的模塊進(jìn)行測量。這時測得的漏感是0.18μH。因為變壓器原邊電感等于1只模塊的漏感和模塊數(shù)及原邊匝數(shù)平方的乘積。它的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

Lp=Lmod×Ne×Np2（3）

式中Lp——變壓器原邊電感；

Lmod——1匝穿過1個模塊的漏感；

Ne——模塊數(shù)；

Np——原邊匝數(shù)。

公式（3）給出的原邊電感是當(dāng)副邊開路時測得的電感；而給出的漏感是當(dāng)副邊短路時測得的電感。

5塊具有3匝原邊繞組的半橋平板變壓器，它的變換比是9：1，代入上面數(shù)據(jù)可得：0.18μH=Lmod×5×9，因此1個模塊（2只方塊磁芯）的漏感是：

Lmod=0.18μH/(5×9)=180nH/45=4nH

對于具有2匝原邊繞組的5個模塊，其漏感可用公式（3）進(jìn)行計算：

Lleak=Lmod×Ne×Np2(輸出端應(yīng)短路)

=4×5×22=80（nH）

因為它原邊的匝數(shù)很少，所以它的鄰近效應(yīng)是最小的。

磁路設(shè)計人員所關(guān)心的變壓器磁芯（雙磁芯組合）尺寸如下：

磁芯面積：0.68cm2；

磁路長度：2.8cm；

磁芯體積：2.0cm3。

模塊（雙磁芯組合）中變壓器單元電感的技術(shù)條件是：每一模塊每一正方形匝的電感最小值為10.0μH；漏感最大值為4nH。濾波電感單元和變壓器單元大小相似，也是3匝。允許通過電流的大小通常由外接整流器電流的額定值來決定。在30A時，濾波電感技術(shù)條件規(guī)定其電感最小值是2μH。

5平板變壓器原邊繞組的圖樣和模塊選擇步驟

平板變壓器原邊繞組的圖樣如圖4（匝比4：1），圖5（匝比8：1）所示。

FTI模塊選擇步驟：

（1）決定功率等級，輸出電壓和電流。例如：功率=750W，輸出電壓=5V，輸出電流=150A；

（2）決定要求的匝比，例如：8：1；

（3）選擇模塊類型，即由輸出電壓決定選FTI－12X2A－XX或FTI－12X4A－XX。當(dāng)輸出電壓在0～15V之間，用FTI－12X2A系列（2xfmr磁芯）；當(dāng)輸出電壓在16V～30V之間，用FTI－12X4A系列（4xfmr磁芯）。對于更高電壓，可按此比例增加磁芯數(shù)，如輸出電壓高到45V，就需用6磁芯模塊，而對于60V輸出電壓，就需用8磁芯模塊。

（4）按照功率等級和匝比來選定所需的模塊數(shù)。