平面變壓器在開關電源中應用的優(yōu)越性分析

　　然而，容性效應在平面變壓器中是非常重要的，在印制電路板上緊密結(jié)合的導線間使得容性效應非常的明顯。而且絕緣材料的選取對容性值也有著非常大的影響，絕緣材料的容性越高，將會是變壓器的容性值越高。而容性效應會引起EMI，因為從初級到次級的繞組中只有容性回路的繞組傳播這種干擾。因此如果需要一個比較低的電容值，則必須在漏感和電容值之間做出一個平衡的選擇。

5.2交叉技術
　　交叉技術指的是指在布置變壓器原、副邊繞組的時候使得原邊繞組＆副邊繞組交替放置，增加原、副邊繞組的耦合，減小漏感，同時使得電流平均分布，減小變壓器損耗。
　　現(xiàn)在插入技術的研究被分為兩個方面：應用于變壓器的交叉（正激電路）和應用于連接電感器的交叉（反激電路）。因此交叉技術現(xiàn)在已經(jīng)被放在不同的拓撲中作為不同的磁性部件來研究。

　　應用于變壓器中的交叉技術[8]的主要優(yōu)點顯示如下：

• 在變壓器中磁性能量儲存空間的減少，導致漏感的減少
• 電流傳輸過程中在導體上的理想分布，導致交流阻抗的減少
• 繞組間更好的耦合作用，更低的漏感

圖6.運用交叉技術的三種不同結(jié)構

圖8. CD Technologies公司APA50/WPA60系列平面變壓器

　　此設計交錯了初級和次級繞線，以減少不合需要的漏電感。一個直接的“三明治”式初級－次級－初級或次級－初級－次級能夠減少漏電感。高漏電感將導致不完整的耦合，損耗和瞬態(tài)電壓等缺陷 .
　　盡管采用交叉繞組具有顯著的優(yōu)點，但仍有一些重點需要考慮。例如，因為有較多的端子，初級和次級電路的隔離變得更加困難。而且，設計要求初級和次級之間EMI 屏蔽，將會要求額外數(shù)量的屏蔽物。

5.3 平面變壓器設計步驟

　平面變壓器的優(yōu)點在前面已經(jīng)論述了，但是這種結(jié)構的變壓器最主要的缺點就是設計的過程非常復雜，設計成本高。這里提供了一種標準的設計平面變壓器的程序步驟，這大大簡化了設計過程。它通過提供了一個標準的匝數(shù)設計，能夠被使用與不同的平面變壓器當中。

　在雙面PCB板的每一層都是由一到多匝的繞組組成的，而且所有的層都保持著一樣的物理特性：相同的形狀和相同的外部連接點。在有些多匝的層次中，這個外部連接點是不同匝數(shù)間的電氣連接點。如果有些層只有一匝，它也可以被印制在PCB的雙面來降低交流阻抗。因為使用銅箔來直接印在PCB板上來替代傳統(tǒng)的導線，這個特性使得即使在許多需要很多匝數(shù)的開關電源中，變壓器依舊能保持一個很小的體積，這也大大減小了整機的體積。具體的設計步奏和注意事項請參閱文獻[6]、[7].銅箔高度按照對應于最大的開關頻率時的趨膚深度選取，這樣可以使銅箔的所有部分都成為電流通路，這樣可以大大減少積膚效應得影響。因此，應該使得每一種開關頻率對應于不同的銅箔的高度來的更加便利。

6 結(jié)論
　很明顯，線繞變壓器已經(jīng)越來越不適宜用于一些DC/DC變換器及其它應用中。其大體積、低效率和不能滿足制造重復性的困難意味著它們正快速的被新技術取代。平面變壓器在減小漏感、交流阻抗等方面有著非常大的優(yōu)點，并且因為體積的小巧使之成為一種非常好的磁性元件。文獻[6]給出了一種標準的平面變壓器設計方法，使得設計平面變壓器變得更加容易，成本也將大大降低。可以看出平面變壓器在開關電源中有良好的應用前景，DC/DC轉(zhuǎn)換器設計者的選擇也將越來越多。

參考文獻
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[8] Wei Chen， Yipeng Yan， Yuequan Hu， and Qing Lu. “Model and Design of PCB Parallel Winding for Planar Transformer”。 IEEE TRANSACTIONS，2003.
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