工程師講解：高頻平板變壓器的設(shè)計(jì)原理及存在問題

(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(huì)降低更多。

(6)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(wú)法正常工作。

4平板變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其電感的測(cè)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(duì)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)。

(a)帶有簡(jiǎn)單螺旋繞組的磁芯(b)雙磁芯粘接在一起的模塊

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(jí)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(cè)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(cè)量。這時(shí)測(cè)得的漏感是0.18μH。因?yàn)樽儔浩髟呺姼械扔?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(gè)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(shí)測(cè)得的電感;而給出的漏感是當(dāng)副邊短路時(shí)測(cè)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(gè)模塊(2只方塊磁芯)的漏感是：

Lmod=0.18μH/(5×9)=180nH/45=4nH

對(duì)于具有2匝原邊繞組的5個(gè)模塊，其