新型扁平式電源適配器變壓器的設計原理及其應用

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新型扁平式電源適配器變壓器的設計原理及其應用

   平面電源適配器變壓器（Flat Transformer）技術已在許多方面實現了重要的突破。目前，國外的許多電源產品中都開始采用平面電源適配器變壓器技術，如蓄電池充電電源、通信設備分布式電源及UPS等而國內的隔離開關電源適配器變壓器在材料、工藝等方面與國外國家有一定差距，阻礙了開關電源開關高頻的提升和效率的提高，使開關電源產品停留在一個較低的水平。平面電源適配器變壓器技術將會為高頻開關電源的設計和產品化提供有益的幫助
   傳統電源適配器變壓器的繞組常常是繞在一個磁芯上，而且匝數較多。而平面電源適配器變壓器（單元）只有匝網狀次級繞組，這一匝繞組也不同于傳統的漆包線，而是將一片銅皮貼繞在多個同樣大小的沖壓鐵氧體磁芯表面上。所以，平面電源適配器變壓器的輸出電壓取決于磁芯的個數，而且平面電源適配器變壓器的輸出電流可以通過并聯進行擴充，以滿足設計的要求，并且平面電源適配器變壓器原邊繞組的匝數通常也只有數匝，不僅有效降低了銅損和分布電容、電抗，而且為繞制帶來了很多便利。由于磁芯是用簡單的沖壓件組合而成的，性能的一致性大大提高，也為大批量生產降低了成本。
   運行在高頻的常規變換電源適配器變壓器，存在著漏電感大、匝間電容量大、趨膚效應、鄰近效應嚴重、磁芯有局部過熱點等問題。高頻平板電源適配器變壓器能減小漏電感和匝間電容，能消除常規電源適配器變壓器存在的磁芯局部過熱點，能使趨膚效應、鄰近效應得以改善。它具有很高的功率密度、很高的效率、很低的電磁干擾和簡易價廉等優點。

   新型扁平式電源適配器變壓器的設計原理
   ①采用模塊式結構設計。單個扁平式電源適配器變壓器在結構上不同于普通電源適配器變壓器，它包含兩個環氧涂層的方形鐵氧體磁芯。一般電源適配器變壓器的磁芯是成對使用的，每個磁芯內有兩根螺旋線圈，被焊接在內部表層。兩個方形磁芯連接在一起，形成了一個中心開孔的扁平電源適配器變壓器，并帶有單匝推挽式次級線圈。在通常情況下，扁平式電源適配器變壓器要配電感器使用，兩個電源適配器變壓器磁芯加一個電感磁芯而構成一個電源適配器變壓器一電感組件。而用多個扁平電源適配器變壓器組件構成一個扁平式的矩陣電源適配器變壓器組件，應用在電源中。設計這種結構可以解決普通電源適配器變壓器中單個散熱點問題，并且在高頻環境下，可以滿足大電流密度工作
   ②初級線圈匝數少、低漏感設計。漏感與漏磁通有關，簡言之，即與一個線圈的磁耦合密切相關。正如電感一樣，漏感與線圈匝數的平方成正比。漏感隨耦合的提高而減小，減少線圈匝數可降低漏感。扁平式電源適配器變壓器的初級線圈在次級線圈內，匝數少，耦合好。所以，電源適配器變壓器內的電感相對也減少了，漏感也隨之降低。
   ③散熱設計。大多數電源工作時發熱，主要是由電源適配器變壓器的鐵芯損耗和線圈損耗造成的。鐵芯損耗跟磁芯體積、磁通密度和頻率有關。扁平式電源適配器變壓器的磁芯是無隙方形磁芯。該磁芯有一層絕緣用的極薄的涂覆層。所以，沒有邊緣通量，磁通路徑的阻力減小了。繞制線圈平而寬，平行于磁通路經。磁芯外的熱路徑有兩條：一條是完全通過磁芯厚度，其厚度很薄；另外條沿次級銅導體的長度方向，是一個優良的導熱體。磁芯與次級銅導體焊接在一起。所以，熱通路可以配合磁芯損耗和線圈損耗一起排除熱量。從初級線圈到次級線圈的熱路徑非常短而且在線圈內沒有過多的繞制匝數來阻礙熱量排散④高頻特性設計。近幾年來，由于DC／DC電源的工作頻率越來越高，這使得很多磁性元件和濾波電容越來越小，瞬態反應得以提高。元器件越小價格越低，并且還可提高電源密度及縮小外形。一般來說，高頻工作的結果會使開關損耗增大，電源適配器變壓器過熱。但是，扁平式的電源適配器變壓器技術解決了這一問題，并通過一個經濟實用和標準的模塊化方法達到電源適配器變壓器的高頻特性。

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| 發布時間：2018.04.02 來源：電源適配器廠家

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