工程師講解：高頻平板變壓器的設(shè)計(jì)原理及存在問題

Lleak=Lmod×Ne×Np2(輸出端應(yīng)短路)

=4×5×22=80(nH)

因?yàn)樗叺脑褦?shù)很少，所以它的鄰近效應(yīng)是最小的。

磁路設(shè)計(jì)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(zhǎng)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(shí)，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

FTI模塊選擇步驟：

(1)決定功率等級(jí)，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(duì)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(duì)于60V輸出電壓，就需用8磁芯模塊。

(4)按照功率等級(jí)和匝比來選定所需的模塊數(shù)。

(5)按照下面的公式計(jì)算原邊繞組匝數(shù)

M×N=n(4)

式中M——模塊數(shù);

N——穿過模塊的原邊繞組匝數(shù)。

在本例中，M=5和匝比n=10，因此N=10/5=2匝。

(6)由原邊繞組電流來計(jì)算和選定導(dǎo)線尺寸。對(duì)平板變壓器來說，1A電流只需大約0.025mm2的導(dǎo)線就可以了(對(duì)常規(guī)變壓器來說，1安電流需0.25mm2的導(dǎo)線)。當(dāng)然，導(dǎo)線尺寸選大一點(diǎn)，可減小銅耗，使變壓器效率高一點(diǎn)。在本例中，功率為750W，輸出電壓為5V，半橋電路結(jié)構(gòu)，匝比n=10：1，加到變壓器上的交流輸入電壓近似為150V。通過原邊繞組的電流是 750/150=5A，用1.25mm2導(dǎo)線就可以了。

(7)選擇合適的絕緣導(dǎo)線。電氣絕緣推薦采用聚四氟乙烯外皮的導(dǎo)線或三重絕緣導(dǎo)線。FTI系列模塊的原邊和副邊繞組之間墊有聚四氟乙烯襯墊。采用聚四氟乙烯外皮的導(dǎo)線和在原邊和副邊繞組之間墊上聚四氟乙烯襯墊就能使其擊穿電壓超出40000V。6平板變壓器的編號(hào)含義

平板變壓器的兩種編號(hào)及其所表示的內(nèi)容如圖6(a)(FTI)及(b)(CTI)所示。說明如下：

(1)在CTI系列中，如需要中心抽頭，可選匝比一項(xiàng)中有“C”字的。例如3C=3+3表示匝比為3：1的中心抽頭。

(2)在CTI系列中，變壓器的原副邊繞組和電感都按標(biāo)準(zhǔn)做在模塊中。而 FTI系列，其變壓器的原邊繞組沒有安裝。使用時(shí)，用戶可按所需的匝比自行繞制。因?yàn)樵吚@組是標(biāo)準(zhǔn)的而且匝數(shù)又非常地少，所以繞制原邊繞組的方法是非常簡(jiǎn)單的。原邊繞組要穿過所有模塊，并用足夠的匝數(shù)去獲得所需的匝比。

7結(jié)語(yǔ)

通過上述計(jì)算和分析可得出高頻平板變壓器的特點(diǎn)有：

1)電流分配

典型的平板變壓器副邊繞組有若干個(gè)并聯(lián)的線圈。每一個(gè)副邊繞組都和同一個(gè)原邊繞組相耦合。所以，副邊繞組電流產(chǎn)生的安匝數(shù)和原邊繞組產(chǎn)生的安匝數(shù)相等(忽略勵(lì)磁電流)。這種特性對(duì)并聯(lián)整流電路特別有用。繞組電流分配均等，在并聯(lián)整流電路中就不需要均流電阻或加其它元件。

(2)很高的電流密度

平板變壓器有極好的溫升特性設(shè)計(jì)。因?yàn)檫@些特性，所以它能在很小的封裝內(nèi)達(dá)到很高的電流密度。