高频平板变压器的原理与设计

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是当副边短路时测得的电感。

5块具有3匝原边绕组的半桥平板变压器，它的变换比是9：1，代入上面数据可得：0.18μH=Lmod×5×9，因此1个模块（2只方块磁芯）的漏感是：

Lmod=0.18μH/(5×9)=180nH/45=4nH

对于具有2匝原边绕组的5个模块，其漏感可用公式（3）进行计算：

Lleak=Lmod×Ne×Np2(输出端应短路)

=4×5×22=80（nH）

因为它原边的匝数很少，所以它的邻近效应是最小的。

磁路设计人员所关心的变压器磁芯（双磁芯组合）尺寸如下：

磁芯面积：0.68cm2；

磁路长度：2.8cm；

磁芯体积：2.0cm3。

模块（双磁芯组合）中变压器单元电感的技术条件是：每一模块每一正方形匝的电感最小值为10.0μH；漏感最大值为4nH。滤波电感单元和变压器单元大小相似，也是3匝。允许通过电流的大小通常由外接整流器电流的额定值来决定。在30A时，滤波电感技术条件规定其电感最小值是2μH。

5平板变压器原边绕组的图样和模块选择步骤

平板变压器原边绕组的图样如图4（匝比4：1），图5（匝比8：1）所示。

FTI模块选择步骤：

（1）决定功率等级，输出电压和电流。例如：功率=750W，输出电压=5V，输出电流=150A；

（2）决定要求的匝比，例如：8：1；

（3）选择模块类型，即由输出电压决定选FTI－12X2A－XX或FTI－12X4A－XX。当输出电压在0～15V之间，用FTI－12X2A系列（2xfmr磁芯）；当输出电压在16V～30V之间，用FTI－12X4A系列（4xfmr磁芯）。对于更高电压，可按此比例增加磁芯数，如输出电压高到45V，就需用6磁芯模块，而对于60V输出电压，就需用8磁芯模块。

（4）按照功率等级和匝比来选定所需的模块数。

例如：功率=600W，匝比n=8：1，输出电压UO=5V，输出电流IO=150A，需选FTI－12X2A－1B或FTI－12X2A－5B的5个模块。

（5）按照下面的公式计算原边绕组匝数

M×N=n（4）

式中M——模块数；

N——穿过模块的原边绕组匝数。

在本例中，M=5和匝比n=10，因此N=10/5=2匝。

（6）由原边绕组电流来计算和选定导线尺寸。对平板变压器来说，1A电流只需大约0.025mm2的导线就可以了（对常规变压器来说，1安电流需0.25mm2的导线）。当然，导线尺寸选大一点，可减小铜耗，使变压器效率高一点。在本例中，功率为750W，输出电压为5V，半桥电路结构，匝比n=10：1，加到变压器上的交流输入电压近似为150V。通过原边绕组的电流是750/150=5A，用1.25mm2导线就可以了。

（7）选择合适的绝缘导线。电气绝缘推荐采用聚四氟乙烯外皮的导线或三重绝缘导线。FTI系列模块的原边和副边绕组之间垫有聚四氟乙烯衬垫。采用聚四氟乙烯外皮的导线和在原边和副边绕组之间垫上聚四氟乙烯衬垫就能使其击穿电压超出40000V。

6平板变压器的编号含义

平板变压器的两种编号及其所表示的内容如图6（a）(FTI)及(b)(CTI)所示。说明如下：

（1）在CTI系列中，如需要中心抽头，可选匝比一项中有“C”字的。例如3C=3＋3表示匝比为3：1的中心抽头。

（2）在CTI系列中，变压器的原副边绕组和电感都按标准做在模块中。而FTI系列，其变压器的原边绕组没有安装。使用时，用户可按所需的匝比自行绕制。因为原边绕组是标准的而且匝数又非常地少，所以绕制原边绕组的方法是非常简单的。原边绕组要穿过所有模块，并用足够的匝数去获得所需的匝比。

7结语

通过上述计算和分析可得出高频平板变压器的特点有：

（1）电流分配

典型的平板变压器副边绕组有若干个并联的线圈。每一个副边绕组都和同一个原边绕组相耦合。所以，副边绕组电流产生的安匝数和原边绕组产生的安匝数相等（忽略励磁电流）。这种特性对并联整流电路特别有用。绕组电流分配均等，在并联整流电路中就不需要均流电阻或加其它元件。

（2）很高的电流密度

平板变压器有极好的温升特性设计。因为这些特性，所以它能在很小的封装内达到很高的电流密度。

（3）高效率