电源用变压器终于弄清楚了--开关电源中平面变压器的点点滴滴......( 五 )

平面变压器的结构设计
1绕组结构
平面变压器的绕组由螺旋印刷电路板实现。印制板中间挖空安装磁芯。印刷电路板用绝缘带或空白色印刷电路板绝缘。磁芯直接把印制板夹在中间，然后用胶带或夹子固定。有效降低了平面电压互感器的高度，进一步节省了体积。印刷线路平坦，厚度一般为35微米/70 μ m，频率小于14MHZ时，铜的趋肤深度不到轨道厚度的一半。通常开关电源频率远低于这个值，可以忽略平面变压器的趋肤效应。
多层印刷电路板之间应有“通孔”，用于绕组的互连，绕组之间的匝数通过“通孔”相互串联或并联。图2示出了通过通孔串联互连的层的布局。

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每层印刷电路板分布有一排位置对齐的通孔，但每层绕组只使用两个通孔，绕组通过图2的方式串联。在低电压大电流的情况下，绕组可以通过通孔并联，提高变压器的电流处理能力。如图3所示。
2变压器铁芯
选择合适的磁芯是保证变压器性能的关键问题。平面变压器一般采用高频铁氧体软磁材料制成的E型、EC型、ETD型、EER型磁芯和RM型磁芯。
e型磁芯因其制造工艺简单、价格低廉，是平面变压器常用的磁芯形状。e型磁芯有大的绕组空，可以为大截面积的引出线提供足够的空，允许大电流通过。同时，E型磁芯可以安装在不同的方向，并且由于其散热性能优异，可以叠加应用更大的功率，常用于大功率变压器。但它的缺点是不能提供自屏蔽，同时磁芯中间一列是长方体，不能有效利用PCB上的空空间，导致单匝绕组长度增加，PCB绕组截面积增加，变压器占用体积比较大。
RM这种类型的磁芯有以下优点。第一，由于磁芯的中柱和边缘都是圆的，可以减少铜线的匝数，从而减少铜损耗。另一个优点是可以充分利用PCB上的空空间，可以减小PCB绕组的截面积，并且设计成方形，使磁芯的漏电感小。并且RM芯的屏蔽效果优于E芯。
EC、ETD、EER型磁芯介于e型和can型之间。这种磁芯和E型磁芯一样，可以为大截面的引出线提供足够的空空间，适合开关电源低电压大电流的电流趋势；这种磁芯散热也很好；与E型相比，中柱具有RM型的一些优点。但是这种磁芯的屏蔽效果和E型磁芯一样。

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在我们研制的320伏直流/12V直流25A变换器中，对传统变压器和平面变压器进行了比较。主电路为双管反激电路，开关频率为100KHZ。按照普通高频变压器的设计方法，两个EI33磁芯一起使用，一次侧30匝，用直径0.81mm的漆包线绕制；次级侧有2匝，绕组由0.3mm铜制成。两层并联。

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在磁芯不变的情况下，使用PCB绕线时，为了降低成本，采用多个双面板。初级绕组PCB每层放置3匝，线宽1.5 mm，每块PCB上下可布置6匝绕组(如图7所示)。需要五块双层板来形成初级绕组。次级绕组电流大，匝数少。每层PCB上放置一匝，每层PCB上下两侧可以布置两匝(如图8所示)，四片并联。每个PCB 0.4mm厚，整个绕线窗口的高度只有6.8mm..如果用多层PCB作为绕组，整个绕组窗口高度只有3 mm。