新型扁平式电源适配器变压器的设计原理及其应用

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新型扁平式电源适配器变压器的设计原理及其应用

   平面电源适配器变压器（Flat Transformer）技术已在许多方面实现了重要的突破。目前，国外的许多电源产品中都开始采用平面电源适配器变压器技术，如蓄电池充电电源、通信设备分布式电源及UPS等而国内的隔离开关电源适配器变压器在材料、工艺等方面与国外先进国家有一定差距，阻碍了开关电源开关高频的提升和效率的提高，使开关电源产品停留在一个较低的水平。平面电源适配器变压器技术将会为高频开关电源的设计和产品化提供有益的帮助
   传统电源适配器变压器的绕组常常是绕在一个磁芯上，而且匝数较多。而平面电源适配器变压器（单元）只有匝网状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包线，而是将一片铜皮贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以，平面电源适配器变压器的输出电压取决于磁芯的个数，而且平面电源适配器变压器的输出电流可以通过并联进行扩充，以满足设计的要求，并且平面电源适配器变压器原边绕组的匝数通常也只有数匝，不仅有效降低了铜损和分布电容、电抗，而且为绕制带来了很多便利。由于磁芯是用简单的冲压件组合而成的，性能的一致性大大提高，也为大批量生产降低了成本。
   运行在高频的常规变换电源适配器变压器，存在着漏电感大、匝间电容量大、趋肤效应、邻近效应严重、磁芯有局部过热点等问题。高频平板电源适配器变压器能减小漏电感和匝间电容，能消除常规电源适配器变压器存在的磁芯局部过热点，能使趋肤效应、邻近效应得以改善。它具有很高的功率密度、很高的效率、很低的电磁干扰和简易价廉等优点。

   新型扁平式电源适配器变压器的设计原理
   ①采用模块式结构设计。单个扁平式电源适配器变压器在结构上不同于普通电源适配器变压器，它包含两个环氧涂层的方形铁氧体磁芯。一般电源适配器变压器的磁芯是成对使用的，每个磁芯内有两根螺旋线圈，被焊接在内部表层。两个方形磁芯连接在一起，形成了一个中心开孔的扁平电源适配器变压器，并带有单匝推挽式次级线圈。在通常情况下，扁平式电源适配器变压器要配电感器使用，两个电源适配器变压器磁芯加一个电感磁芯而构成一个电源适配器变压器一电感组件。而用多个扁平电源适配器变压器组件构成一个扁平式的矩阵电源适配器变压器组件，应用在电源中。设计这种结构可以解决普通电源适配器变压器中单个散热点问题，并且在高频环境下，可以满足大电流密度工作
   ②初级线圈匝数少、低漏感设计。漏感与漏磁通有关，简言之，即与一个线圈的磁耦合密切相关。正如电感一样，漏感与线圈匝数的平方成正比。漏感随耦合的提高而减小，减少线圈匝数可降低漏感。扁平式电源适配器变压器的初级线圈在次级线圈内，匝数少，耦合好。所以，电源适配器变压器内的电感相对也减少了，漏感也随之降低。
   ③散热设计。大多数电源工作时发热，主要是由电源适配器变压器的铁芯损耗和线圈损耗造成的。铁芯损耗跟磁芯体积、磁通密度和频率有关。扁平式电源适配器变压器的磁芯是无隙方形磁芯。该磁芯有一层绝缘用的极薄的涂覆层。所以，没有边缘通量，磁通路径的阻力减小了。绕制线圈平而宽，平行于磁通路经。磁芯外的热路径有两条：一条是完全通过磁芯厚度，其厚度很薄；另外条沿次级铜导体的长度方向，是一个优良的导热体。磁芯与次级铜导体焊接在一起。所以，热通路可以配合磁芯损耗和线圈损耗一起排除热量。从初级线圈到次级线圈的热路径非常短而且在线圈内没有过多的绕制匝数来阻碍热量排散④高频特性设计。近几年来，由于DC／DC电源的工作频率越来越高，这使得很多磁性元件和滤波电容越来越小，瞬态反应得以提高。元器件越小价格越低，并且还可提高电源密度及缩小外形。一般来说，高频工作的结果会使开关损耗增大，电源适配器变压器过热。但是，扁平式的电源适配器变压器技术解决了这一问题，并通过一个经济实用和标准的模块化方法达到电源适配器变压器的高频特性。

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| 发布时间：2018.04.02 来源：电源适配器厂家

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