目前，國外的許多電源產(chǎn)品中都開始采用平面變壓器技術，如蓄電池充電電源、通信設備分布式電源、ＵＰＳ等。而國內(nèi)的隔離開關變壓器在材料、工藝等方面與國外有差距，阻礙了開關電源開關高頻的和效率，使開關電源產(chǎn)品停留在一個較低的水平。平面變壓器技術將會為高頻開關電源的設計和產(chǎn)品化提供有益的幫助。

       傳統(tǒng)變壓器的繞組常常是繞在一個磁芯上，而且匝數(shù)較多。而平面變壓器（單元）只有一匝網(wǎng)狀次級繞組，這一匝繞組也不同于傳統(tǒng)的漆包線，而是一片銅皮，貼繞在多個同樣大小的沖壓鐵氧體磁芯表面上。所以平面變壓器的輸出電壓取決于磁芯的個數(shù)，而且平面變壓器的輸出電流可以通過并聯(lián)進行擴充，以滿足設計的要求。并且平面變壓器原邊繞組的匝數(shù)通常也只有數(shù)匝，不降低了銅損和分布電容、電，而且為繞制帶來了很多便利。由于磁芯是用簡單的沖壓件組合而成的，性能的一致性大大，也為大批量生產(chǎn)降低了成本。

在dc/dc變換中，基本的buck,boost,cuk變換器是不需要開關隔離變壓器的。但如果要求輸出與輸入隔離，或要求得到多組輸出電壓，就要在開關元件與整流元件之間使用開關隔離變壓器，所以大多數(shù)變換器都有隔離變壓器。目前開關電源的發(fā)展趨勢是效率更高、體積更小、重量更輕，而傳統(tǒng)的隔離變壓器在效率、體積、重量等方面嚴重制約了開關電源的進一步發(fā)展。同時由于變壓器涉及到的主要參數(shù)有電壓、電流、頻率、變比、溫度、磁芯ｕ值、漏、損耗、外形尺寸等，所以一直無法象其它電子元器件那樣有現(xiàn)成的變壓器可供選用，常常要經(jīng)過繁瑣的計算來選用磁芯和繞組導線，而且繞組繞制對變壓器的性能也有較大影響，加之變壓器的許多重要參數(shù)不易測量，給使用帶來的盲目性，很難在頻率響應、漏、體積和散熱等方面滿意效果。平面變壓器（flat transformer)　技術則在隔離變壓器的許多方面實現(xiàn)了重要的。

 

1 平面變壓器的結(jié)構(gòu)和性能

1.1 結(jié)構(gòu)

平面變壓器通常有２個或２個以上大小一樣的柱狀磁芯（圖１ａ）。現(xiàn)以２個磁芯的平面變壓器為例介紹其結(jié)構(gòu)。每個磁芯柱在對角線上的兩角銅皮連接，銅皮在通過磁芯柱時緊貼磁芯內(nèi)壁（圖１ｂ）。兩個磁芯并排放置，相鄰的兩角用銅皮焊接起來，在一個磁芯的一個外側(cè)面上的兩個角上的銅皮用一片銅皮焊接在一起，這里就是平面變壓器次級線圈的中心，如果在這里引出抽頭，就是次級線圈的中心抽頭；在另一個磁芯的一個外側(cè)面上的兩個角上的銅皮就是平面變壓器次級線圈的兩端（圖１ｃ）。這樣就基本構(gòu)成一個平面變壓器的主體部分。它的次級線圈只有１匝，而且可以帶有中心抽頭。一個完整的平面變壓器還有一個預置的儲能電感（1.4uh 500khz.dc20a），它的一端常接在中心抽頭上，上、下各有一片固定銅板，它們將磁芯和濾波電感夾在中間，同時作為整流電源的兩（圖１ｄ）和散熱板（實際使用中還要根據(jù)功率的大小加裝散熱板）。

1.2 性能

這種結(jié)構(gòu)的變壓器體積小，高度有８ｍｍ和１２ｍｍ兩種。繞線匝數(shù)大大少于傳統(tǒng)的變壓器，結(jié)構(gòu)更緊湊，磁耦合大大傳統(tǒng)的變壓器，漏小于０．２％，所以它可以在更高的頻率下工作，有利于電源轉(zhuǎn)換效率的。緊密的磁芯的幾何形狀限制了熱點的產(chǎn)生，降低了熱耗，因此允許更高的能量密度。同時本身的散熱條件大大傳統(tǒng)的變壓器。所以平面變壓器的體積、重量大大降低，而效率更高。更重要的是，它為開關電源中開關變壓器提供了一個通用的選擇，省去了復雜的計算、選料和變壓器繞制過程。它在簡化和優(yōu)化設計的同時，還縮小了體積，降低了成本。所以平面變壓器適合應用在低壓（１～６０Ｖ　、大電流（３０Ａ／每磁芯）的開關電源或逆變電源的設計中，對變壓器的拓撲結(jié)構(gòu)沒有限制。表１列出了ＦＴＩ－１２×２Ａ－ＸＡ系列平面變壓器的主要技術參數(shù)。

 

表1 FTI-12×2A系列扁平變壓器的主要技術參數(shù) 型 號 1A 2A 3A 4A 5A 容量/W 輸出電壓/V Min

(250kHz) Te

Max 1

5

15 輸出電流/A 40　0 200 磁芯截面積/CM2 0.68 1.36 2.04 2.72 3.4 磁路長度/CM3 2.8 磁芯體積/CM3 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 鐵損（250kHz，

Bm=80mT，Vout=5V) 400mW 800mW 1.2W 1.6W 2.0W 泄漏電感（Per turn sq.) 4nH 8nH 12nH 16nH 20nH 2 平面變壓器的使用 平面變壓器的使用主要有以下三個原則： （1）根據(jù)輸出電壓的大小來選用相應型號的平面變壓器；
（2）根據(jù)輸出電流的大小來確定并聯(lián)的平面變壓器個數(shù)；
（3）根據(jù)輸入輸出電壓的大小來確定變比及原邊繞組的匝數(shù)。 例如，開關電源輸出電壓５Ｖ，輸出電流１５０Ａ。選用５Ｖ系列的平面變壓器fti-12x2a-xx。如果用fti-12x2a-1a，就需要５個并聯(lián)；如果用fti-12x2a-5a（實際就是由5個fti-12x2a-1a并聯(lián)構(gòu)成），要１個。 此外，實際應用中還需要知道平面變壓器的變化和原邊線圈的匝數(shù)。變比可用下面公式進行計算： 變比＝Ｋ×Ｎ×Ｐ：１ 式中，Ｋ是系數(shù)。當平面變壓器的輸出是通過中心抽頭時，Ｋ＝０．５；平面變壓器無中心抽頭時，Ｋ＝１。Ｎ是并聯(lián)的平面變壓器單元個數(shù)。Ｐ平面變壓器原邊匝數(shù)。 上面的例子中，如果輸出平面變壓器使用中心抽頭，輸入的直流電壓為１５０Ｖ，變比可定為１０：１，則原邊匝數(shù)Ｐ＝１０／（０．５×５）＝４。如果輸入的直流電壓為３００Ｖ，變比可定為２０１，則原邊匝數(shù)P=20/0.5×5=8。由此可見平面變壓器的原邊繞組的匝數(shù)通常是很少的。 3 結(jié)論 筆者受ＦＴＩ公司委托在蓄電池充電電源中使用了平面變壓器。根據(jù)本人的使用體會，采用平面變壓器后，開關頻率為３００ｋＨｚ，轉(zhuǎn)換效率大于95%，整個裝置的體積和重量也大大降低。由于平面變壓器已標準化、系列化、產(chǎn)品化，性能一致性好，使用方便。 平面變壓器改變了傳統(tǒng)的開關變換器中隔離開關變壓器的設計思路，為設計人員提供了更方便、更優(yōu)良的選擇。１９９８年，它被electronicproducts雜志評為年度杰出產(chǎn)品。
 

        隨著LED技術的發(fā)展，帶來了照明界的一場。尤其是1W和3W大功率LED技術的成熟和成本的降低，LED在E27、GU10、PAR燈和MR16等領域廣泛應用。然而，在電子變壓器驅(qū)動的3*1W的LED-MR16應用中，也存在一些問題。本文就電子變壓器驅(qū)動3*1W的LED-MR16恒流驅(qū)動電源問題進行系統(tǒng)分析，并介紹BP1361構(gòu)成的B2（Buck-Boost）解決方案。
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