聽大家說控制器做JJ不錯。今天為買控制器連門面生意不做買了十個回來,大的小的都有,大的有12個場館。小的才4個場館,大個的控制器體積都小得可憐,EE42的磁芯壓根就放不進(jìn),更別說還要裝電路板了,100塊買了堆廢物,不過一共還有20個場館是好的,其余的可以丟了。郁悶啊~~白白高興一場。勞民傷財,還丟了一天的活。損失估計可以買正弦老兄的928了~555555
平面變壓器在開關(guān)電源中應(yīng)用的優(yōu)越性分析 |
作者:測量測試… 文章來源:EEFOCUS 點擊數(shù): 76 更新時間:2007-8-25 |
1 引言
3 平面變壓器的優(yōu)勢及發(fā)展現(xiàn)狀 平面變壓器與傳統(tǒng)變繞線壓器相比具有許多的優(yōu)點: 1)體積小,剖面低。由于平面變壓器采用了鐵氧體磁芯,縮小了變壓器的體積,一般高度均小于20mm. 2)高功率密度。由于平面變壓器結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢,提高了其電氣特性,使其比傳統(tǒng)變壓器的功率密度高3倍。 3)高電壓、高電流。在平面變壓器中,導(dǎo)線實際是一些平面導(dǎo)體,因而電流密度大,每層繞組最大電流可達(dá)200A,次級升壓可達(dá)20kV以上。 4)大功率。單個器件功率可達(dá)0.5kW~ 25kW. 5)高效率??蛇_(dá)到98%~99%。 6)低漏感。約為初級電感的0.2%左右。 7)工作頻率范圍寬。其頻率范圍為50kHz~2MHz. 8)工作溫度范圍寬。-40℃~130℃。 9)因有固定的及預(yù)先加工好的繞組結(jié)構(gòu),參數(shù)穩(wěn)定可重復(fù)特性好。 10)散熱好。熱通道距離短,溫升低,散熱面積大,熱傳導(dǎo)效果好。 11)低EMI輻射。因具有高效磁芯屏蔽,從而可抑制射頻干擾。 12)高絕緣性。繞組之間、初-次級及次-次級間具有高絕緣性,初-次級間絕緣隔離可達(dá)4kV. 13)組裝性能好。 將現(xiàn)有的三種類型的變壓器(常規(guī)變壓器、壓電陶瓷變壓器和平面變壓器)的性能進(jìn)行比較,見表 1: ![]() 鑒于平面變壓器的上述種種技術(shù)參數(shù)上的優(yōu)越性,它可以廣泛應(yīng)用在筆記本電腦、數(shù)碼相機、數(shù)字化電視、通信電源、汽車電子等領(lǐng)域。一只200W的低高度平面變壓器僅1 4mm高 ,比傳統(tǒng)的高頻產(chǎn)品體積小,重量也輕了許多。由于其寄生電抗極小。即繞組間電容和漏電感極小。故效率高達(dá)97% ,最高工作頻率為2MHz.漏抗小于0.2% .目前國外的微型電子變壓器的發(fā)展較快,已經(jīng)生產(chǎn)出5mm×5mm×5mm的微型變壓器和厚薄僅為0.2mm的平面變壓器,我國少數(shù)外資企業(yè)已經(jīng)有此類封裝微型電子變壓器,而國內(nèi)企業(yè)尚待開發(fā)。由于汽車中特殊的電氣和機械環(huán)境,對變壓器設(shè)計和工藝提出更嚴(yán)格的要求。平面變壓器已經(jīng)在中檔轎車中使用。其次,寬帶傳輸應(yīng)用的平面變壓器,也顯示了良好的發(fā)展前景。 4 平面變壓器的分類 從變壓器在開關(guān)電源中所處的位置上看,平面變壓器可以分為獨立式和嵌入式平面變壓器。 獨立式平面變壓器是利用平面銅制引線框架或印制板的銅線為繞阻而構(gòu)成。精密的銅制引線框架或印制繞組使設(shè)計規(guī)格比線繞變壓器更精確地符合要求,器件間的重復(fù)性水平也得到提高。 蝕刻銅制引線框架或印制型繞阻被堆疊在平面中,與高頻鐵氧體磁芯構(gòu)成變壓器的磁路。該設(shè)計使其成為一個非常低剖面的變壓器組件。在平面設(shè)計中實現(xiàn)大的橫截面積銅導(dǎo)體使高功率密度和高電流的設(shè)計變得更加容易。平面繞組和鐵氧體的高表面容量比使平面變壓器具有良好散熱功能。 ![]() 圖3. 開關(guān)電源上的平面變壓器 特別是在高工作頻率下,高轉(zhuǎn)換效率是平面變壓器的關(guān)鍵的優(yōu)勢。在繞線變壓器中,效率被“趨膚效應(yīng)”逆反影響,即當(dāng)高頻電流通過圓柱形導(dǎo)體時迫使電子由中部流向邊緣集中在銅線表面,從而減少了電流通過的導(dǎo)體橫截面積。 然而,容性效應(yīng)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(dǎo)線間使得容性效應(yīng)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(yīng)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。
圖6.運用交叉技術(shù)的三種不同結(jié)構(gòu) 為了說明交叉技術(shù)的特征,圖6顯示了三種應(yīng)用了交叉技術(shù)的不同結(jié)構(gòu)。P代表初級繞組,S代表次級繞組。三種結(jié)構(gòu)運用了交叉技術(shù),但顯示SPSP結(jié)構(gòu)是最好的,因為初級和次級的繞組都是間隔交叉的。圖7中顯示了在500KHZ時,三種結(jié)構(gòu)的交流阻抗和漏感值,通過比較可以很容易的發(fā)現(xiàn)在變壓器中應(yīng)用了交叉技術(shù)后,交流阻抗和漏感值都有了很大的減少。 C&D Technologies公司已經(jīng)將交叉技術(shù)應(yīng)用在其WPA60雙輸出四分之一磚DC/DC轉(zhuǎn)換器上。如圖8所示。相對于標(biāo)準(zhǔn)的平面變壓器,這種變壓器提供了更高的功率。 ![]() 圖8. C&D Technologies公司APA50/WPA60系列平面變壓器 此設(shè)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(dǎo)致不完整的耦合,損耗和瞬態(tài)電壓等缺陷 . 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(gòu)的變壓器最主要的缺點就是設(shè)計的過程非常復(fù)雜,設(shè)計成本高。這里提供了一種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計平面變壓器的程序步驟,這大大簡化了設(shè)計過程。它通過提供了一個標(biāo)準(zhǔn)的匝數(shù)設(shè)計,能夠被使用與不同的平面變壓器當(dāng)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(dǎo)線,這個特性使得即使在許多需要很多匝數(shù)的開關(guān)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(shè)計步奏和注意事項請參閱文獻(xiàn)[6]、[7].銅箔高度按照對應(yīng)于最大的開關(guān)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(yīng)得影響。因此,應(yīng)該使得每一種開關(guān)頻率對應(yīng)于不同的銅箔的高度來的更加便利。 6 結(jié)論 參考文獻(xiàn) |
用這平面變壓器可以做得更小體積的機。不過頻率太高,電路要求設(shè)計更高。