平面变压器与应用综述(4)
模块电源中平面变压器的设计与应用
模块电源中平面变压器的设计与应用平面变压器是一种特殊的变压器，它采用平面线圈结构，相对于传统的线圈结构，具有体积小、重量轻、功率密度高、成本低等优点。
这使得平面变压器在电子设备中得到了广泛的应用。
本文将从设计和应用两个方面，介绍平面变压器的相关知识。
一、平面变压器的设计1.线圈结构设计平面变压器的线圈主要由两个平行排列的薄片形成，每个薄片上绕有若干层线圈。
为了提高变压器的效率，一般采用高导磁率材料，如硅钢片，以减小磁通的损耗。
此外，薄片的宽度应根据设计的功率和频率来确定，需要满足一定的磁通密度和电流密度。
2.选材设计平面变压器的选材设计主要涉及材料的导磁性能和绝缘性能。
对于导磁材料，一般采用具有高导磁率和低回磁特性的材料。
对于绝缘材料，一般需要具有较高的击穿电压和耐热性。
此外，还需要考虑材料的成本、可加工性以及环境友好性等因素。
3.磁芯设计平面变压器的磁芯一般采用环形状，以方便线圈绕制。
磁芯的选用应考虑其导磁性能和磁阻特性，以减小磁通的损耗。
同时，磁芯的尺寸和形状也需要根据设计的功率和频率来确定，以满足一定的电感值和磁通密度要求。
4.散热设计由于平面变压器的功率密度较高，因此散热设计非常重要。
一般可以通过增加散热片的面积、使用导热材料等方式来提高散热效果。
另外，也可以通过合理的线圈布局来提供空气流动，从而提高散热效果。
二、平面变压器的应用1.电源模块平面变压器广泛应用于各种电源模块中，如手机充电器、笔记本电源适配器等。
由于平面变压器的体积小、重量轻，非常适合于电源模块的紧凑设计。
此外，平面变压器还具有高效率、低磁声等特点，可以提高电源模块的整体性能。
2.通信设备平面变压器也被广泛应用于通信设备中，如路由器、交换机等。
通信设备对电源的稳定性和转换效率要求较高，平面变压器可以满足这些要求。
同时，平面变压器还具有高密度布局和低漏磁等特点，可以减小设备体积，提高系统的集成度。
3.汽车电子随着电动汽车的普及，平面变压器也开始在汽车电子中得到应用。
平面变压器
电源中的运用
(1)除了合理布局和控制电路采用了表面贴工艺来节省空间外，还采取了更有效的措施来避免传统体积较大 的高频功率变压器占用有限的空间。
(2)工作环境温度高。相对于其它整流模块 -25 ℃ ～ +50 ℃的工作环境，
该模块能工作在 -25 ℃ ～ +70 ℃的环境中，以满足一些恶劣条件的需求。因此，正常工作时，模块内 部温升会更加高，要求变压器能承受高温。
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关键词：平面变压器；漏感；插入技术
引言
磁性元件的设计是开关电源的重要部分，因为平面变压器在提高开关电源的特性方面有着很大的优势，因此 近年来得到了广泛的应用。对于一个理想的变压器来说，初级线圈所产生的磁通都穿过次级线圈，即没有漏磁通。 而对普通变压器来说，初级线圈所产生的磁通并非都穿过次级线圈，于是就产生了漏感，电磁耦合的紧密要求也 无法满足。而平面变压器只有一匝状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包线，而是一片铜皮，贴绕在多个 同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以，平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数，而且平面变压器的输出电 流可以通过并联进行扩充，以满足设计的要求。
平面变压器的特点是高频，低造型，高度很小而工作频率很高。
变压器是电源中的一个关键元件。传统的变压器通常由铁氧体磁芯及铜线圈构成，体积庞大而且容易产生电 磁干扰。平面变压器（Planar Transformer）可有效地解决体积及高频问题。
平面变压器与传统的变压器相比最大的区别在于铁芯及线圈绕组。平面变压器采用小尺寸的E型、RM型或环 型铁氧体磁芯，通常是由高频功率铁氧体材料制成，在高频下有较低的磁芯损耗；绕组采用多层印刷电路板迭绕 而成，绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路。这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容， 可满足谐振电路的设计要求。而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射频干扰。
变压器的基本原理与应用分析
变压器的基本原理与应用分析变压器是电力传输和配电系统中不可或缺的电气设备，它的基本原理与应用广泛。
本文将分析变压器的基本原理以及它在各个领域的应用。
一、基本原理变压器基本上由两个或更多个密封的线圈组成，通过共享磁场来传递电能。
主要原理是电磁感应。
当交流电流通过一个线圈，它将产生一个交变磁场。
这个磁场通过铁芯（通常是一个铁心闭合的磁路）传导给另一个线圈，从而在这个线圈上诱导出电压和电流。
变压器主要有两个线圈，即主线圈和副线圈。
主线圈连接到供电系统，副线圈连接到负载。
根据两个线圈的匝数比例，可以实现电压的升降。
当主线圈中的电压较高时，副线圈中的电压就会较低，并且电流也会相应的变化。
二、应用领域1. 电力传输和配电系统：变压器在电力传输和配电系统中的应用非常重要。
电压的升高或降低使输电更加高效。
电压升高可以减少输电线路中的电流损耗，降低能源消耗。
而电压降低则可以适应用户需求，保证电器设备的正常运行。
2. 电子设备：变压器也被广泛应用于各种电子设备中。
例如，电视机、计算机以及家庭电器等。
变压器将家庭用电的电压从220伏变为适用于这些设备的低电压。
这样不仅可以保护设备免受过高电压的损坏，还可以降低能源消耗。
3. 电动机：变压器还在电动机中起着重要作用。
电动机通常需要较高的电流才能正常工作。
变压器提供了所需的电流，以保证电机的正常运行。
同时，变压器还可以调节电机的转速和扭矩，使其适应不同工作条件。
4. 电气焊接：在电气焊接过程中，变压器用于提供电弧所需的高电流。
变压器将低电压变为高电压，并将电流输出到焊枪，从而实现焊接过程。
5. 变频调速：变压器还用于变频调速系统中。
变频器通过改变电源频率来控制电机的转速。
变压器将电网电压从高频变为低频，以适应电机的工作要求。
总结：变压器作为一种基本电气设备，广泛应用于电力传输和配电系统、电子设备、电动机、焊接以及变频调速系统等各个领域。
它通过改变电压和电流的比例来满足不同应用的需求。
平面变压器在电源中的设计应用
平面变压器在电源中的设计应用文章通过对平面变压器所具有的特点进行系统的分析，并且结合在电源中的一些实例，从而进一步探讨平面变压器设计和实际应用等问题。
标签：平面变压器；开关电源；集肤效应前言现代的工作和生活对许多电子产品提出了小型化的要求。
而作为电子产品工作的能源-开关电源是必不可少的。
特别是功率较大的电子产品，电源部分占据了较大的体积和重量，。
而在在开关电源中，磁性器件大概占到开关电源体积和重量的30%-40%。
降低磁性器件的体积和重量就显得尤为重要。
平面变压器具有体积小，功率密度高刚好能满足这些要求。
因此，平面变压器取代传统变压器是开关电源发展的一个趋势。
1 平面的绕组特点平面变压器绕线方式就是借鉴了印制电路板的形成方式，平面变压器具有很多优点。
下面我们就对其特点进行分析，第一，平面变压器绕线方式就是借鉴了印制电路板的形成方式，使用这种方式对其进行生产，实际效率相对较高；第二，平面变压器的实际绕组参数是统一的，相对的离散性比较小；第三，平面变压器使用的是高性能的绝缘材料，使压层、线圈之间的保持良好的绝缘性；第四，其实际的引脚的位置可以根据实际需要进行自由分配，局限性相对较小，数量上也能够随之进行增减；第五，能够将集肤效应降到最低；第六，其相对的物理结构相当密实，线圈的固化结构也非常紧密、不需要使用支架进行绕线，自激振荡性小，相对能量的损耗也较小；第七，还能与控制应用模板进行统一的设计和装配。
由于平面变压器是一种新型的技术，不管是在理论上、材料的性能上、电能的性能指标、实际体积等众多方面有一定的提升和创新。
2 实际应用我们在平面变压器电源中的可行性实验里，使用文中提到的理论依据进行研究，从而进行了一系列工程化的工作，其平面变压器的电源有很多种不同的设计。
以320VDC/12VDC 25A变换器为例，对比常规变压器以及平面变压器。
将双管反激电路作为主电路，将开关频率黄蓉胡阳设置为100千赫，借助普通高频变压器的设计方案，联合应用两个EI33型磁芯，设计30匝原边，使用0.81毫米直径的漆包线作为绕组，2匝副边，0.3毫米铜皮的绕组，将2层使用并联的方式。
电子元器件应用-平面变压器介绍及应用
平面变压器海玛格有限公司公司简介英国海玛格有限公司的前身是平面磁体有限公司。
自1996年开始该公司就是英国平面变压器技术的领军企业。
作为公司的核心，我们的工程师团队已经开发出了35瓦至58千瓦功率范围内的平面变压器。
除此之外我们还全力以赴为客户量身订造使用平面变压技术的电源转换器。
许多公司对于平面变压技术还处于初级了解阶段，所以我们相信我们在平面变压技术方面的经验会为您的新产品开发提供宝贵的帮助。
英国海玛格有限公司提供平面变压器的一站式服务。
从先期产品概念设计到最后的大批量生产，我们都会与您相伴。
我们的宗旨是为您设计符合您特殊需求的平面变压器，而不是让您的设计来适应我们的标准部件。
所以从初期的草图制作到最后产品完成的过程中我们都会给您最大尺度的灵活性。
目前海玛格有限公司30%的产品主要出口到欧洲大陆、美国和加拿大。
我们的产品具备完整的UL认证并符合ISO9001:2000的生产标准。
我们可以自豪地说在业界已有超过一百万个产品在使用我们的平面变压器。
我们公司的目标是让平面变压器成为电子工程师们在设计高频率开关电源电路时的首选。
目前我们的开发、研制和生产业务都在英国西南部靠近布里斯托（Bristol）运作。
从这里可以非常方便地到达英国所有地区及所有主要国际性出口点。
平面技术高频产品应用中平面变压器可以直接替换传统变压器。
他们可以被应用于任何希望使用SMPS 绕组拓扑的产品中，而且可以减低损耗从而增进产品的性能。
平面变压器还可以提供各种样式的端接，具有比传统变压器更高的连接灵活性。
平面变压器是所有包含开关电源设计的电子产品未来发展最关键的因素。
海玛格有限公司已经在包括电信整流器、高能电池充电器、逆变器、焊机电源和感应充电与感应加热领域成功地应用了平面变压技术。
从设计到生产阶段，平面变压技术会给予您很高的变通性。
海玛格有限公司向您提供定制解决方案。
而平面技术的高变通性会让我们最大限度地满足您独特的设计需求。
平面变压器的设计原理及其应用
平面变压器的应用1 概述目前，电力电子技术的应用十分广泛。
如：航空航天电源，舰载电源，雷达电源，通讯电源，电动机车-汽车电源，计算机-集成芯片电源，高频加热-照明电源，变频器，逆变器和各种AC/DC，DC/DC变换器等。
而且应用的水平和对电源性能提出的要求不断提高。
比如：高频开关电源的功率密度要求越来越高，成为当前主要研究课题。
功率磁性元件是所有电力电子装置中必不可少的关键器件，其体积和重量一般占到整个电路的20%到30%，磁性元件的损耗占到总损耗的30%左右，且磁性元件的各项参数对电路的性能影响很大。
从目前看来，磁性元件无论在研究上，还是在应用上都已成为电力电子际踅 徊椒⒄沟钠烤保 谀持殖潭壬现苯佑跋炝说缌Φ缱蛹际醯姆⒄埂Ｒ虼耍 愿咂担 吖β拭芏群吞厥馔庑谓峁沟拇判栽 难芯浚 ⑹鞘 种匾 摹１热纾捍判栽 钠矫* 旌霞苫 取?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，将在较大功率的模块电源中发挥主要作用，成为主流产品，可在电力电子技术的领域大力推广和广泛应用，在某种程度上可以推动电力电子技术的发展。
2 平面变压器的优势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。
详见下表：3 制造方式1、线绕式平面变压器：这种绕组方式与常规变压器的绕制方式一样，适合于高频，高压变压器的制造。
2、铜箔式平面变压器:这种方式是用铜箔作绕组，折叠成多层线圈。
适合于制造低压，大电流的变压器。
3、多层印制板式平面变压器:这种方式是用印制板的制造工艺，在多层板上形成螺旋式的线圈。
适合于制造中，小功率的变压器。
以上三种形式的平面变压器，在现有的机械设备、生产规模和工艺水平下，能很方便地制造出来。
平面变压器在伺服控制器设计中的应用
平面变压器在伺服控制器设计中的应用伺服控制器普遍应用于电机控制，自动化工厂等，如打印机，机械装置，家用电器。
电机控制器通常由两部分电源模块组成：主电源和控制电源。
主电源主要是串联安全回路，能够使电机正常工作;当按下紧急制动按钮后，主电源会被安全控制回路切断电源。
由于平面变压器的体积小、功耗低、占空比少的优势能够代替伺服电机控制器中的独立电源模块，减少电源模块的使用，降低控制器的成本，将会更多地应用于未来的电机控制器中。
本文主要介绍平面变压器的特点及其应用于伺服控制器中的优势，并对平面变压器在伺服控制器设计中的应用前景进行阐述。
标签：印制板式变压器;伺服电机控制器;PCB设计引言：任何电路需要正常工作，都要用电源提供能量。
进入21世纪以来，电源己成为一项相对独立的产业，而且年产值正在飞快增长。
电源是一种功率转换装置，电子设备工作所需的能量均由电源来提供，因此，它的电源效率和体积对整个电子产品具有非常重要的影响。
通常的电源电路都要使用变压器等磁性元件，而在电源电路的小型化设计中，难度最大的就是将变压器体积缩小。
因为磁性元件不同于半导体器件，很难实现大规模电路集成化，并且漏磁较高。
在这种情况下，为了减小变压器体积和重量，从而提出平面变压器。
文章主要针对平面变压器在伺服控制器设计中的应用方面进行分析，希望能给相关人士提供相关的参考价值[1]。
1. 平面变压器的结构平面变压器是一种具有高频，低造型，而具有很高工作频率等特点的仪器。
其采用小尺寸的E形和RM形。
通常由环形铁氧体磁芯，高频功率铁氧体材料制成，降低在高频下磁芯损耗;平面变压器线圈绕组是由折叠式铜箔、印制电路板上的印制铜线或堆积于磁性薄膜上的细铜线条所构成，平面变压器扁平的形状以至于它可以做成一种“千层饼”式结构，来缩小体积降低，来增大空间利用率，提高伺服电机控制器稳定性。
在电子行业快速发展的今天，平面变压器具备交流阻抗和较低漏感的特性，同时，减少了在高频率状况下由集肤效应产生的涡流损耗。
平面变压器
平面变压器与应用综述Survey and application of the planar transformer1.引言高频、高功率密度的电源变换模块在电力电子设备中得到广泛的应用和发展。
要提高变换器的功率密度，关键是降低磁性元件的体积和重量。
一方面，从传统的电工磁理论考虑，对于一定的线圈窗口面积和铁芯横截面积，对最优结构，要求线圈回路和铁芯回路的长度最短，以减小铁芯总体积和线圈的平均长度；另一方面，从热设计理论考虑，最大化地增加磁性元件的散热表面积，且使从磁件热点到磁件表面积的热阻降低，从而提高功率密度。
变压器结构正经历三次更新换代。
第一次是平面变压器，体积和重量比立体变压器(普通变压器)减少80%，已形成从5W至20KW，20KHZ至2MHZ的产品，效率典型值为98%。
第二次是片式变压器，对低压大电流特别适用，高度(厚度)更进一步降低，电流可达100安以上，采用一个次级绕组多个磁芯组成，代替以前的一个磁芯多个绕组。
多个磁芯的初级绕组串联，从而达到降压隔离的要求。
内部温升比平面变压器低，只有10℃左右。
可以装在额定温升更高的基板上工作。
第三次是薄膜变压器，采用薄膜后高度低于1mm。
工作频率超过1MHZ，达到10~100MHZ。
由于采用集成电路工艺制造，成本并不增加。
是直流开关电源变压器的最新发展方向。
之所以强调"正经历"，是因为在现阶段，不同的应用范围和市场，从性能价格比出发，要求的变压器结构形式也不一样。
立体变压器仍然大量使用。
平面变压器已形成系列，正在推广。
片式变压器处于个别和小批量生产阶段。
薄膜变压器只是个别情况，仍处于研究开发阶段。
由此可见，铁氧体平面变压器将在未来的功率变换模块中发挥极为重要的作用，特别在较大功率模块中起的作用显得更为突出。
2.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。
新型铁氧体电感元件--平面变压器
新型铁氧体电感元件--平面变压器
黄洁
【期刊名称】《电子世界》
【年(卷),期】2001(000)006
【摘要】@@ 变压器是电源中的一个关键元件,传统的变压器通常由铁氧芯及铜线圈构成,体积庞大而且容易产生电磁干扰,本文介绍的平面铁磁变压器可有效地解决体积及高频问题.平面变压器与传统的变压器相比最大的区别在于铁芯及线圈绕组.平面变压器采用小尺寸的E型、RM型、灌型或环型铁氧体磁芯,它由高频功率铁氧体材料制成,在500～700kHz高频下有较低的磁芯损耗,绕组采用多层印刷电路板叠合而成,这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容,可满足准谐振电路的设计要求,而且由于磁芯良好的磁屏蔽,可抑制射频干扰.
【总页数】1页(P38)
【作者】黄洁
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TM4
【相关文献】
1.一种集成化的无电感变压器元件及其特性分析 [J], 兰华;徐丽杰
2.电子元件知识讲座(七)平面式变压器与扁平式变压器 [J], 毛兴武;张乃国
3.平面变压器——新铁氧体电感元件 [J],
4.铁氧体抑制元件在平面电视上的应用 [J], 汪玠;张根根;丁锦俊
5.甚高频片式电感用低温烧结平面六角软磁铁氧体的电磁性能 [J], 白洋;周济;桂治轮;岳振星;李龙土
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变压器的原理和应用
变压器的原理和应用1. 引言变压器是电力系统中常见的重要设备，它通过改变交流电的电压和电流，实现电力输送和电能转换。
本文将介绍变压器的原理和应用。
2. 变压器的基本原理变压器基于电磁感应原理工作，由两个或多个线圈（称为初级线圈和次级线圈）组成。
当变压器的初级线圈通电时，它会产生一个交变磁场。
这个交变磁场穿过次级线圈，从而在次级线圈中感应出电压。
3. 变压器的工作原理变压器的工作基于电磁感应原理和电能守恒定律。
当初级线圈通电时，它在铁心（通常由铁芯材料制成）中产生磁通量。
这个磁通量通过次级线圈，根据电磁感应原理，会在次级线圈中产生电动势。
电动势的大小取决于两个线圈的匝数比例和输入电压。
通过调整线圈的匝数比例，可以改变变压器的变比，从而改变输出电压。
4. 变压器的种类变压器可以根据用途和结构分为多种类型，常见的几种类型包括： - 电力变压器：用于电力系统中的电能输送和变压变流。
- 隔离变压器：用于隔离电路，保护人员和设备安全。
- 自耦变压器：与普通变压器类似，但同一铁芯上有共用的一部分线圈，用于特定应用。
- 反应器：用于控制电流和抑制谐波。
5. 变压器的应用变压器在电力系统中有广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：- 电力输送：变压器将高压电能从发电厂输送到变电站，再通过降压变压器将电能分配给用户。
- 电力配电：变压器将电能从变电站传送到家庭和企业，以满足不同电压需求。
-电力变换：通过变压器可以将交流电能转换为直流电能，用于电子设备的供电。
-电力调控：变压器可以在电力系统中用于调整电压和电流的稳定性。
- 化工工业：变压器用于供应设备的电能，如电机和照明。
6. 变压器的优缺点•优点：–变压器是高效的电能转换设备，能够实现电能的高效输送和变换。
–变压器具有较长的使用寿命和较少的维护需求。
–变压器结构简单，体积小巧，安装方便。
•缺点：–变压器的制造成本较高，需要考虑材料成本和制造工艺。
–变压器需要进行冷却，以防止温度过高。
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变压器应用综述（4）
2.4 电气特性
涡流效应是由邻近导体的交替磁场引起的边缘电流效应，趋肤效应就是当感应电流如感应磁场在圆导线中产生的电流，它们会集中在导线的外表面的一种现象，尤其是在较高频率下，涡流效应和趋肤效应尤为明显。
结果导致总的载流面积小于整个导线面积，使AC阻抗大于DC阻抗，降低了有效传导性能，从而使得常规变压器中绕在铁氧体铁芯上的圆导线绕组的利用率得不到充分利用。
然而，平面变压器的绕组是蚀刻在印制电路板上的铜箔层，虽然由于趋肤效应使得电流集中于铜箔层的外表层，但因为铜箔层较薄，所以电流实际上几乎流经了整个导线，较之常规变压器能够获得较高的效率和更小的体积。
当变压器工作频率高于300KHz时，铜箔层的厚度等于趋肤厚度就足够了，这样还可以避免杂散电流引起的额外损耗。
平面变压器结构使寄生电抗（绕组间电容和漏感）最小，通常为初级电感的0.5%以下。
低漏感是通过分离措施实现的，就是把初级绕组一部分置于叠层的顶部，另一部置于叠层的底部，然后在叠层两边均匀地夹入次级绕组。
平面变压器低的杂散电容和漏感很有利于降低变压器输出电压的高频瞬
时扰动。
采用在介质片上叠积导电电路，这种结构还能使平面变压器的初级与次级和次级与次级之间达到很好的电绝缘，该变压器能适用宽范围的输入电压，并能按要求给出一个、二个或三个输出，它们也能满足或优于脱机转换器的性能要求。
总之，平面变压器由于其扁平绕组而具有高频率（1MHz）、高效率（98%～99%）、低损耗、低漏感等电气特性；由于导电电路与绝缘片相重迭构成，而具有好的绝缘性（初级到次级间可达4KV绝缘隔离）。
此外，平面变压器还具有宽的工作温度范围(-40~130)，高电流密度（每层绕组最大电流可达200A）和功率大（单个器件功率可达5～25KW）等优点。