高频平板变压器的原理与设计

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1、高频平板变压器的原理与设计　　5平板变压器原边绕组的图样和模块选择步骤　　平板变压器原边绕组的图样如图4（匝比4：1），图5（匝比8：1）所示。　　FTI模块选择步骤：　　（1）决定功率等级，输出电压和电流。例如：功率=750W，输出电压=5V，输出电流=150A；　　（2）决定要求的匝比，例如：8：1；　　（3）选择模块类型，即由输出电压决定选FTI－12X2A－XX或FTI－12X4A－XX。当输出电压在0～15V之间，用FTI－12X2A系列（2xfmr磁芯）；当输出电压在16V～30V之间，用FTI－12X4A系列（4xfmr磁

2、芯）。对于更高电压，可按此比例增加磁芯数，如输出电压高到45V，就需用6磁芯模块，而对于60V输出电压，就需用8磁芯模块。　　（4）按照功率等级和匝比来选定所需的模块数。　　例如：功率=600W，匝比n=8：1，输出电压UO=5V，输出电流IO=150A，需选FTI－12X2A－1B或FTI－12X2A－5B的5个模块。　　（5）按照下面的公式计算原边绕组匝数　　M×N=n（4）　　式中M——模块数；　　N——穿过模块的原边绕组匝数。　　在本例中，M=5和匝比n=10，因此N=10/5=2匝。　　（6）由原边绕组电流来计算和选定导线尺寸

3、。对平板变压器来说，1A电流只需大约0.025mm2的导线就可以了（对常规变压器来说，1安电流需0.25mm2的导线）。当然，导线尺寸选大一点，可减小铜耗，使变压器效率高一点。在本例中，功率为750W，输出电压为5V，半桥电路结构，匝比n=10：1，加到变压器上的交流输入电压近似为150V。通过原边绕组的电流是750/150=5A，用1.25mm2导线就可以了。　　（7）选择合适的绝缘导线。电气绝缘推荐采用聚四氟乙烯外皮的导线或三重绝缘导线。FTI系列模块的原边和副边绕组之间垫有聚四氟乙烯衬垫。采用聚四氟乙烯外皮的导线和在原边和副边绕组

4、之间垫上聚四氟乙烯衬垫就能使其击穿电压超出40000V。　　6平板变压器的编号含义　　平板变压器的两种编号及其所表示的内容如图6（a）(FTI)及(b)(CTI)所示。说明如下：　　（1）在CTI系列中，如需要中心抽头，可选匝比一项中有“C”字的。例如3C=3＋3表示匝比为3：1的中心抽头。　　（2）在CTI系列中，变压器的原副边绕组和电感都按标准做在模块中。而FTI系列，其变压器的原边绕组没有安装。使用时，用户可按所需的匝比自行绕制。因为原边绕组是标准的而且匝数又非常地少，所以绕制原边绕组的方法是非常简单的。原边绕组要穿过所有模块，并

5、用足够的匝数去获得所需的匝比。　　7结语　　通过上述计算和分析可得出高频平板变压器的特点有：　　（1）电流分配　　典型的平板变压器副边绕组有若干个并联的线圈。每一个副边绕组都和同一个原边绕组相耦合。所以，副边绕组电流产生的安匝数和原边绕组产生的安匝数相等（忽略励磁电流）。这种特性对并联整流电路特别有用。绕组电流分配均等，在并联整流电路中就不需要均流电阻或加其它元件。　　（2）很高的电流密度　　平板变压器有极好的温升特性设计。因为这些特性，所以它能在很小的封装内达到很高的电流密度。　　（3）高效率　　调节漏电感，使它能具有很快的开关时间，

6、很低的交*损耗，就能使它达到很高的效率。这种变压器副边绕组和原边绕组之间的匝间传导损耗是很小的。　　（4）高功率密度　　因为平板变压器元件的尺寸很小，它具有极好的温度耗散特性，所以能和有关的半导体器件和电感紧密地封装在一起，实现高功率密度。它的电流密度可做到30A/模块。　　　　图5四磁芯模块FTI/CTI－Xx4A－1B/2B/3B(匝比8：1)　　　　　　图6平板变压器的两种编号及其所示的内容　　（5）低成本　　整个变压器是由少量有关的廉价元件组成，加上组装又很方便，所以变压器的成本是很低的。　　（6）节省和它连接的部件成本　　由于

7、它的漏电感很小，开关损耗很低，加在和它相连接部件上的应力减少。因此和它连接的部件能使用成本较低的低功率定额的部件。　　（7）极好的热耗散特性　　平板变压器是具有高表面积体积比、很短的热通道的小元件。有利于散热。原边和副边绕组之间的匝间损耗很小。这种磁芯特有的几何外形能有效地减小磁芯损耗。所以它能做到高磁通密度。它可在－40℃130℃之间工作。　　（8）低的泄漏电感　　绕组和绕组之间的良好耦合，就能使绕组匝间的漏电感保持在较小值。输出端到辅助部件的连线很短而且是紧装配，所以绕组相互之间连线上的漏电感也是较小的。　　（9）极好的高频特性　

8、　在这之前，当变压器运行在高频时会使开关损耗增大和使变压器过热。平板变压器的出现，使这些问题得以解决。平板变压器能设计为高频变压器，提供一种既经济又好的变压器模块。它可工作在100kHz～500kHz之间。