解析未来变压器发展的趋势-平面变压器

　　变压器基本工作原理

　　变压器利用电磁感应原理制成的电器设备。简单说就是：

　　电生磁：一次侧通入交变电流，在铁芯是产生变化磁场。

　　变压器只能输入交流电压，从变压器一次绕组两段输入交流电压，从二次绕组输出交流电压。

　　变压器结构示意图

　　工作原理简化分析，假设：

　　1.一次绕组和二次绕组完全耦合，及链过一次和二次绕组的磁通为同一磁通

　　2.贴心磁路的磁阻为零，铁芯损耗也等于零

　　3.一次和二次绕组的电阻都是等于零

　　工作原理提示：

　　给一次绕组输入交流电压后，一次绕组中有交流电流，一次绕组产生交变磁场，磁场的磁力线绝大多数由铁芯或磁芯构成回路。

　　因二次绕组也绕在铁芯或磁芯上，变化的磁力线穿过二次绕组，在二次绕组两端产生感应电动势。二次绕组所产生的电压大小与输入电压大小不同（也有相同，如1:1变压器）其频率和变化规律与交流输入电压一样。

　　给变压器一次绕组通入交流电压时，它的二次绕组两端输出交流电压，这是变压器的基本原理。

　　未来变压器发展的趋势-平面变压器

　　变压器技术发展的必然趋势 微型变压器的发展是当今电子、信息技术的需求变压器的微型化是变压器技术发展的必然趋势。就目前来看以铁氧体为磁芯的平面变压器体积小功率密度大是现在微型变压器的主流。以微制造技术的薄膜变压器正处于研制阶段实际中推广应用还是个别事例。随着电子技术的飞速发展铁氧体平面变压器仍将在较大功率的模块电源中发挥主要作用。 平面变压器技术的应用 平面变压器从问世到现在短短的10多年间已经在通信、笔记本计算机、汽车电子、数码相机和数字化电视等方面得到了广泛的应用。如采用平面变压器制成的560W功率范围的DC-DC变换器已应用于电信系统插卡式板上电源。由于汽车中特殊的电气和机械环境对变压器设计和工艺提出更严格的要求。平面变压器应用于氙弧灯镇流器的DC-DC变换器已经在中档轿车中使用。其次宽带传输应用的平面变压器也显示了良好的发展前景。

　　除此以外平面变压器的产品品种已涉及到常规的铁氧体磁芯变压器的各个方面如功率变压器、带宽变压器和阻抗匹配变换器等。由于其一致性好、体积小等特性使其特别适用于在内部空间小对节能和散热要求苛刻的电子设备中使用。在国防、航空、航天等对重量和稳定性要求极高的领域平面变压器的应用也将会给系统的小型化开拓一个崭新的局面。 总之小型化、平面化的电感铁氧体元件将更加引起人们应用的兴趣相信在某些高技术领域里平面变压器将很快取代传统变压器并逐步实现规模化生产。

　　平面变压器结构原理

　　平面变压器通常有2个或2个以上大小一样的柱状磁芯。现以2个磁芯的平面变压器为例介绍其结构，如图1所示。每个磁芯柱在对角线上的两角都用铜皮连接，铜皮在通过磁芯柱时紧贴磁芯内壁。两个磁芯并排放置，相邻的两角用铜皮焊接起来，在一个磁芯的一个外侧面上的两个角上的铜皮用一片铜皮焊接在一起，这就是平面变压器次级线圈的中心，如果在这里引出抽头，就是次级线圈的中心抽头；在另一个磁芯的外侧面上的两个角上的铜皮就是平面变压器次级线圈的两端。这样就基本构成一个平面变压器的主体部分。它的次级线圈只有一匝，而且可以带有中心抽头。一个完整的平面变压器还有一个预置的储能电感，它的一端常接在中心抽头上，上、下各有一片固定铜板，它们将磁芯和滤波电感夹在中间，同时作为整流电源的两极和散热板。

　　由此可见，平面变压器是由铜质引线框和扁平的连续铜质螺旋线构成，代替了在常规铁氧体铁芯上绕制的磁性铜线，该螺旋线是在敷有铜箔的介质材料薄片上蚀刻而成，然后把他们叠积在扁平的高频铁氧体铁芯上，构成变压器磁路。然后，铁芯材料用小粒径环氧树脂粘合，以便使铁芯损耗最小，螺旋线叠层内的耐高温（130）绝缘材料确保了绕组之间的高度绝缘。

　　平面变压器分类优势

　　平面变压器的分类：平面变压器按设计制作工艺的不同，可分为印刷电路（PCB）型，厚膜型、薄膜型、亚微米型4种。

　　平面变压器与常规变压器相比，磁芯尺寸大幅度缩小，特别是高度缩小最大。这一特色对电源设备中在空间受到严格限制的场合下具有相当大的吸引力，从而可成为许多电源设备中首选的磁性元件。平面变压器结构上的优势，也为它的电气特性带来了许多优点：功率密度高，效率高，漏感低，散热性好，成本低等。

　　平面变压器的应用

　　平面变压器从问世到现在短短的10多年间已经在通信、笔记本计算机、汽车电子、数码相机和数字化电视等方面得到了广泛的应用。如采用平面变压器制成的5～60W功率范围的DC-DC变换器，已应用于电信系统插卡式板上电源。由于汽车中特殊的电气和机械环境，对变压器设计和工艺提出更严格的要求。平面变压器应用于氙弧灯镇流器的DC-DC变换器，已经在中档轿车中使用。其次，宽带传输应用的平面变压器，也显示了良好的发展前景。除此以外，平面变压器的产品品种已涉及到常规的铁氧体磁芯变压器的各个方面，如功率变压器、带宽变压器和阻抗匹配变换器等。由于其一致性好、体积小等特性使其特别适用于在内部空间小，对节能和散热要求苛刻的电子设备中使用。在国防、航空、航天等对重量和稳定性要求极高的领域，平面变压器的应用也将会给系统的小型化开拓一个崭新的局面。

　　总之，小型化、平面化的电感铁氧体元件将更加引起人们应用的兴趣，相信在某些高技术领域里，平面变压器将很快取代传统变压器，并逐步实现规模化生产。