高頻平板變壓器設(shè)計(jì)原理
對于低輸出電壓理想型變換器來說,它的降壓比是很高的。用常規(guī)變換變壓器時(shí),通常1匝輸出繞組,大約需要32匝原邊繞組。這樣,原邊繞組就需多層布置,因而漏感和繞組間電容大、趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)嚴(yán)重等不利因素在變換變壓器中都存在。
3 常規(guī)變換變壓器和平板變壓器比較
常規(guī)變換變壓器通常是由單磁芯多原邊繞組組成,而平板變壓器是由單匝(或幾匝)原邊繞組和多磁芯組成。這些磁芯都裝有單匝的副邊繞組并封裝成模塊,如圖1所示。
(1)常規(guī)變換變壓器由于它的原邊繞組匝數(shù)多,所以漏感比較大,而平板變壓器單匝(或幾匝)原邊繞組和單匝的副邊繞組耦合很緊,所以漏感很小。30A平板變壓器的漏感僅2.0nH。所以把它用在快速開關(guān)電路中時(shí),不但損耗很小,而且還能減輕電路中其它部件承受的應(yīng)力。
?。?)平板變壓器的頻率特性比常規(guī)變換變壓器好。平板變壓器可工作在(100~500)kHz頻率之間。(3)平板變壓器能直接緊貼底板固定,所以它的散熱條件很好。這種專用變壓器是一種體積很小而又具有很大表面積的元件。所以它不存在局部過熱點(diǎn)的問題。
?。?)因?yàn)槠桨遄儔浩髂芨纳茻岷纳栴}。所以它能實(shí)現(xiàn)高磁通密度,并能采用緊封裝來實(shí)現(xiàn)高功率密度。而常規(guī)變換變壓器是無法和它相比擬的。150W的平板變壓器模塊,它的體積為5.38(長)×1.60(寬)×1.17(高)立方厘米。
(5)平板變壓器技術(shù)能大幅度減小變壓器的生產(chǎn)成本和銷售價(jià)格。能使生產(chǎn)成本和銷售價(jià)格降低50%。因?yàn)樗軠p輕電路中其它部件承受的應(yīng)力,所以變換器電路中其它部件可采用低功率器件。由于平板變壓器的散熱條件很好,所以它可用很小的散熱器。再加上變壓器模塊批量化生產(chǎn)后,其價(jià)格將會降低更多。
?。?)平板變壓器的可靠性比常規(guī)變壓器高。在平板變壓器中,即使有一磁芯損壞,平板變壓器中其余磁芯和并連的導(dǎo)線仍能正常工作,而常規(guī)變換變壓器只要有一處損壞,整個(gè)變壓器就無法正常工作。
目前平板變壓器模塊產(chǎn)品的功率有150W,300W,450W,750W,900W和1500W。
4 平板變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其電感的測量和計(jì)算方法
以上敘及用作變換變壓器的平板變壓器由若干個(gè)鐵氧磁芯做成。2個(gè)磁芯做變壓器,1個(gè)磁芯做電感。3個(gè)磁芯構(gòu)成1個(gè)變壓器/電感模塊。許多模塊可以連接在一起組成平板方陣變壓器。采用這種結(jié)構(gòu)的平板變壓器能解決變換變壓器工作在高頻時(shí),其磁芯中部的局部過熱點(diǎn)問題。
1只變壓器模塊包含2只鐵氧體磁芯。變壓器模塊由1付正方形鐵氧磁芯組裝而成,2只鐵氧磁芯用環(huán)氧樹脂粘接在一起,如圖2(b)所示。1付繞組鑲?cè)朊總€(gè)磁芯內(nèi)部,粘接在磁芯內(nèi)表面和輸出端的拐角處,如圖2(a)所示。當(dāng)繞組通過磁芯后,接著旋轉(zhuǎn)180°往回繞。所以每一繞組的“始端”和“末端”都在磁芯的對向角落上。1只相似尺寸的電感加在模塊內(nèi)部變壓器部分的中心抽頭上。其突出的焊片接濾波電容器。有關(guān)這種變壓器和磁芯的細(xì)節(jié)見參考文獻(xiàn)。
變壓器副邊繞組的端子直接和共陰極肖特基整流器TO-228連接。這樣可以節(jié)省用戶在變壓器副
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