采用平面型变压器抑制高频变压器中的漏感和温升

低频情况下不同，在高频条件下，绕组中将存在趋肤效应和临近效应，因此线径越粗，其交流阻抗也越大。这时最好采用扁平绕组，但是绕组必须要与磁通方向平行，而且层数也不能太多，否则将引起涡流损耗。注意，扁平绕组一定要远离气隙，否则将受到边缘磁通的影响。临近效应对多层扁平绕组的影响非常显著，造成的损耗将是正常水平下损耗的近百倍。在这种情况下，采用Litz线的作用也不大。因为Litz线绕制起来比较困难，而且绕组因数很低。如果使用不当，将会导致损耗的显著上升。

变压器外部的绕组不但会增加寄生阻抗和损耗，而且还产生EMI。因此尽量将绕组安排在磁芯内部。

(2)抑制磁芯损耗

磁芯损耗往往通过查表得出。注意，损耗随着磁通密度增加而迅速上升。虽然理论上可以通过降低磁通密度的方法来降低损耗，但这是与使变压器保持高效率相矛盾的。在磁通给定的条件下，降低损耗的唯一方法只能是增大磁芯有效截面积，但这将增大磁芯的体积。由于体积增大，磁芯的厚度也相应增加，磁芯的热阻将增大，最终会造成磁芯温度的上升。

与低频变压器一样，高频变压器中饱和磁通密度也是影响磁芯体积的决定性因素。变压器的最优设计应当具有最大的工作磁通密度、最小的磁芯体积和最大的磁芯有效截面积，并且工作效率最高，漏感最小、损耗和温升最低。

3.3 平面型变压器的热特性

平面型变压器的基本组件是带有矩形通孔的矩形磁芯，如图1所示。组件通常成对使用，如图1(c)所示。一对磁芯组件构成单匝推挽绕组，有时也称为2匝中心抽头绕组。

从图中可以看出，平面型变压器磁芯组件是不带气隙的，因此不存在边缘磁通，而且磁阻最小。绕组扁而宽，并且与磁通路径平行，其有效截面积很大。

实际应用当中，平面型磁芯通常是以模块形式出现，内部配有滤波电感，整流管、滤波电容也可以集成模块内部，模块的数量决定了初级绕组的匝数。图2所示为一个匝比为10:1的降压式平面型变压器。该变压器由5只模块组成，其匝比等于模块数与初级匝数的乘积，即5×2=10。在大多数应用中，平面型变压器在工作过程中并不需要散热器，但是由于整流二极管需要散热，因此最好将磁芯和整流二极管都一起固定在散热器上。散热器可以作为次级电路的正极，汇流条可以作为次级电路的负极。功率MOSFET则固定在磁芯的外侧。

匝数的减少可有效降低临近效应的影响。由于初级绕组位于次级绕组内部，因此耦合度很高。初级绕组到次级绕组之间的传热路径非常短，对于降低绕组的温升作用很大。

4.小结

平面型变压器技术为高频变压器漏感和温升问题的解决提供了理想的解决方案。由于平面型变压器对磁芯和绕组进行了优化处理，并采用了模块形式，极大的提高了高频变换器中变压器设计的灵活性，设计难度大大降低。与相同功率的传统变压器相比，平面型变压器的温升非常低，相应散热器的尺寸也大为减小。而且，平面型变压器的漏感很低，不但降低了开关管的应力和损耗，而且简化了吸收电路的设计。

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