中心議題：

• 平麵變壓器的特性研究
• 平麵變壓器的插入技術
• 平麵變壓器的標準化設計

解決方案：

• 使變壓器中磁性能量儲存的空間減少，導致漏感的減少
• 使電流傳輸過程中在導體上理想分布
  ，導致交流阻抗的減少
• 繞組間更好的耦合作用，導致更低的漏感

磁ci性xing元yuan件jian的de設she計ji是shi開kai關guan電dian源yuan的de重zhong要yao部bu分fen，因yin為wei平ping麵mian變bian壓ya器qi在zai提ti高gao開kai關guan電dian源yuan的de特te性xing方fang麵mian有you著zhe很hen大da的de優you勢shi，因yin此ci近jin年nian來lai得de到dao了le廣guang泛fan的de應ying用yong。對dui於yu一yi個ge理li想xiang的de變bian壓ya器qi來lai說shuo，初chu級ji線xian圈quan所suo產chan生sheng的de磁ci通tong都dou穿chuan過guo次ci級ji線xian圈quan
，即ji沒mei有you漏lou磁ci通tong。而er對dui普pu通tong變bian壓ya器qi來lai說shuo，初chu級ji線xian圈quan所suo產chan生sheng的de磁ci通tong並bing非fei都dou穿chuan過guo次ci級ji線xian圈quan，於yu是shi就jiu產chan生sheng了le漏lou感gan，電dian磁ci耦ou合he的de緊jin密mi要yao求qiu也ye無wu法fa滿man足zu。而er平ping麵mian變bian壓ya器qi隻zhi有you一yi匝za網wang狀zhuang次ci級ji繞rao組zu
，這zhe一yi匝za繞rao組zu也ye不bu同tong於yu傳chuan統tong的de漆qi包bao線xian，而er是shi一yi片pian銅tong皮pi
，貼tie繞rao在zai多duo個ge同tong樣yang大da小xiao的de衝chong壓ya鐵tie氧yang體ti磁ci芯xin表biao麵mian上shang。所suo以yi，平ping麵mian變bian壓ya器qi的de輸shu出chu電dian壓ya取qu決jue於yu磁ci芯xin的de個ge數shu，而er且qie平ping麵mian變bian壓ya器qi的de輸shu出chu電dian流liu可ke以yi通tong過guo並bing聯lian進jin行xing擴kuo充chong，以yi滿man足zu設she計ji的de要yao求qiu。因yin此ci，平ping麵mian變bian壓ya器qi的de特te點dian就jiu顯xian而er易yi見jian了le：平麵繞組的緊密耦合使得漏感大大地減小；pingmianbianyaqiteshudejiegoushidetadegaodufeichangdedi
，zheshibianhuanqizuozaiyigebanshangdeshexiangdedaoshixian。danshi，pingmianjiegoucunzaihengaoderongxingxiaoyingdengwenti，dadaxianzhiletadedaguimoshiyong，buguo，zhexiequedianzaimouxieyingyongzhong，yeyoukenengzhuanhuanweiyizhongyoudian。lingwai，pingmiandecixinjiegouzengdalesanremianji
，youliyubianyaqisanre。
　
1平麵變壓器的特性研究

如(ru)前(qian)所(suo)述(shu)
，平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)優(you)點(dian)主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)較(jiao)低(di)的(de)漏(lou)感(gan)值(zhi)和(he)交(jiao)流(liu)阻(zu)抗(kang)。繞(rao)組(zu)問(wen)的(de)間(jian)隙(xi)越(yue)大(da)意(yi)味(wei)著(zhe)漏(lou)感(gan)越(yue)大(da)，也(ye)就(jiu)產(chan)生(sheng)更(geng)高(gao)的(de)能(neng)量(liang)損(sun)失(shi)。平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)利(li)用(yong)銅(tong)箔(bo)與(yu)電(dian)路(lu)板(ban)間(jian)的(de)緊(jin)密(mi)結(jie)合(he)，使(shi)得(de)在(zai)相(xiang)鄰(lin)的(de)匝(za)數(shu)層(ceng)間(jian)的(de)間(jian)隙(xi)非(fei)常(chang)的(de)小(xiao)
，因(yin)此(ci)能(neng)量(liang)損(sun)耗(hao)也(ye)就(jiu)很(hen)小(xiao)了(le)。

在平麵型變壓器裏，其“繞組”shizuozaiyinzhidianlubanshangdebianpingchuandaodaoxianhuoshizhijieyongtongbo。bianpingdejihexingzhuangjiangdilekaiguanpinlvjiaogaoshiqufuxiaoyingdesunhao
，yejiushiwoliusunhao。yinci，nengzuiyouxiaodiliyongtongdaotidebiaomiandaodianxingneng，xiaolvyaobichuantongbianyaqigaodeduo。tu1給出了一個平麵變壓器的剖麵圖，並且利用兩層繞組間距離的不同，而獲得在不同間隙下的漏感和交流阻抗值。


圖2與圖3給出了在不同的間隙下漏感和交流阻抗的變化，可以明顯地看出間隙越大，漏感越大，交流阻抗越小。在間隙增加1mm的狀況下漏感值增加了5倍之多。因此，在滿足電氣絕緣的情況下，應該選用最薄的絕緣體來獲得最小的漏感值。
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然(ran)而(er)，容(rong)性(xing)效(xiao)應(ying)在(zai)平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)中(zhong)是(shi)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)，在(zai)印(yin)製(zhi)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)緊(jin)密(mi)繞(rao)製(zhi)的(de)導(dao)線(xian)使(shi)得(de)容(rong)性(xing)效(xiao)應(ying)非(fei)常(chang)的(de)明(ming)顯(xian)。而(er)且(qie)絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)取(qu)對(dui)容(rong)性(xing)值(zhi)也(ye)有(you)著(zhe)非(fei)常(chang)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)，絕(jue)緣(yuan)材(cai)料(liao)的(de)介(jie)電(dian)常(chang)數(shu)越(yue)高(gao)，變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)容(rong)性(xing)值(zhi)越(yue)高(gao)。而(er)容(rong)性(xing)效(xiao)應(ying)會(hui)引(yin)起(qi)EMI，因為從初級到次級的繞組中隻有容性回路的繞組傳播這種幹擾。為了驗證，筆者做了一個試驗，在銅導線的間隙增加O．2mm的情況下，而電容值就減少了20％。因此，如果需要一個比較低的電容值，則必須在漏感和電容值之間做出一個折中的選擇。
　
2插入技術

插入技術是指在布置變壓器原、副邊繞組時
，使原邊繞組與副邊繞組交替放置，增加原
、副邊繞組的耦合以減小漏感，同時使得電流平均分布，減小變壓器損耗。

現在插入技術的研究被分為兩個方麵，即應用於變壓器的插入(正激電路)和應用於連接電感器的插入(反激電路)。因此
，插入技術現在已經被放在不同的拓撲中作為不同的磁性部件來研究。

2.1應用於平麵變壓器的插入技術

應用於變壓器中的插入技術的主要優點如下：
1)使變壓器中磁性能量儲存的空間減少，導致漏感的減少；
2)使電流傳輸過程中在導體上理想分布，導致交流阻抗的減少；
3)繞組間更好的耦合作用

，導致更低的漏感。

為了說明插入技術的特征，圖4給出了應用3種不同插入技術的結構，P代表初級繞組，s代表次級繞組。試驗顯示SPSP結構是最好的
，因為初級和次級的繞組都是間隔插人的。圖5顯示了在500kHz時，3種結構的交流阻抗和漏感值，通過比較可以很容易地發現應用了插入技術的變壓器，交流阻抗和漏感值都有了很大的減少。




2．2多繞組變壓器中平麵結構的優勢

平ping麵mian變bian壓ya器qi另ling一yi個ge重zhong要yao的de優you點dian是shi高gao度du很hen低di，這zhe使shi得de在zai磁ci芯xin上shang可ke以yi設she置zhi比bi較jiao多duo的de匝za數shu。一yi個ge高gao功gong率lv密mi度du的de變bian換huan器qi需xu要yao一yi個ge體ti積ji比bi較jiao小xiao的de磁ci性xing元yuan件jian，平ping麵mian變bian壓ya器qi很hen好hao地di滿man足zu了le這zhe一yi要yao求qiu。例li如ru，在zai多duo繞rao組zu的de變bian壓ya器qi中zhong需xu要yao非fei常chang多duo的de匝za數shu，如ru果guo是shi普pu通tong的de變bian壓ya器qi將jiang會hui造zao成cheng體ti積ji和he高gao度du過guo大da
，影ying響xiang電dian源yuan的de整zheng體ti設she計ji，而er平ping麵mian變bian壓ya器qi則ze不bu存cun在zai這zhe一yi問wen題ti。

另(ling)外(wai)，對(dui)於(yu)多(duo)繞(rao)組(zu)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)來(lai)說(shuo)，繞(rao)組(zu)間(jian)保(bao)持(chi)很(hen)好(hao)的(de)耦(ou)合(he)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。如(ru)果(guo)耦(ou)合(he)不(bu)理(li)想(xiang)則(ze)漏(lou)感(gan)值(zhi)增(zeng)大(da)，將(jiang)會(hui)使(shi)得(de)次(ci)級(ji)電(dian)壓(ya)的(de)誤(wu)差(cha)增(zeng)大(da)。而(er)平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)因(yin)為(wei)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)耦(ou)合(he)，使(shi)得(de)它(ta)成(cheng)為(wei)最(zui)佳(jia)的(de)選(xuan)擇(ze)。

2．3在不同拓撲中平麵變壓器的作用

在(zai)不(bu)同(tong)的(de)拓(tuo)撲(pu)中(zhong)
，磁(ci)性(xing)元(yuan)件(jian)的(de)作(zuo)用(yong)也(ye)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)。在(zai)正(zheng)激(ji)變(bian)換(huan)器(qi)中(zhong)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，磁(ci)性(xing)能(neng)量(liang)在(zai)主(zhu)開(kai)關(guan)管(guan)開(kai)通(tong)的(de)時(shi)候(hou)由(you)初(chu)級(ji)繞(rao)組(zu)傳(chuan)遞(di)到(dao)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)中(zhong)。然(ran)而(er)，在(zai)反(fan)激(ji)變(bian)換(huan)器(qi)中(zhong)的(de)“變壓器”並不完全是一個變壓器
，而是兩個連接的電感器。在反激拓撲中的“變壓器”zaizhukaiguanguankaitongdeshihouchujiraozuchucunnengliang，erzaiguanbideshihoujiangnengliangchuansongdaocijiraozu。yinci，zhezhongcharujishudeyoudiantongshangmianxiangbishibutongde。yingyongyuzhezhongbianyaqidecharujishudetedianruxia：

1)在磁芯中儲存的能量沒有減少，因為電流在某時刻隻能在一個繞組中流動，並且沒有電流補償；
2)電流的分布並不理想，原因同上，因此交流阻抗也沒有減小；
3)插入使得繞組間產生較好的耦合，因此有比較小的漏感值。[page]

3平麵變壓器的標準化設計

平麵變壓器的優點如上所述，同樣它也有缺點
，其最主要的缺點就是設計的過程非常複雜，而且設計成本也非常高。

下麵介紹一種標準的設計平麵變壓器的程序步驟[3];它通過提供一個標準的匝數模型的設計，使之能夠被使用於不同的平麵變壓器中
，從而使得設計過程大大簡化，費用大大降低。

在雙麵PCB板的每一層都是由一到多匝的繞組組成的，而且所有的層都保持著一樣的物理特性：jixiangtongdexingzhuanghexiangtongdewaibulianjiedian。zaiyouxieduozadecengcizhong
，zhegewaibulianjiedianshibutongzashujiandedianqilianjiedian。ruguoyouxiecengzhiyouyiza，tayekeyibeiyinzhizaiPCB的雙麵來降低交流阻抗。使用銅箔直接印製在PCBbanshanglaitidaichuantongdedaoxian，jishizaixuduoxuyaohenduozashudekaiguandianyuanzhong，bianyaqiyijiunengbaochiyigehenxiaodetiji，zhebiandadajianxiaolezhengjidetiji。jutideshejibuzouhezhuyishixiangqingcanyuewenxian[3]。圖6顯示了一個頂層的標準匝數設計的例子，它使用的是罐形(RM)磁芯。


銅tong箔bo高gao度du按an照zhao對dui應ying於yu最zui大da開kai關guan頻pin率lv時shi的de趨qu膚fu深shen度du選xuan取qu
，這zhe樣yang可ke以yi使shi銅tong箔bo的de所suo有you部bu分fen都dou成cheng為wei電dian流liu通tong路lu
，大da大da減jian少shao集ji膚fu效xiao應ying的de影ying響xiang。因yin此ci

，應ying該gai使shi每mei一yi種zhong開kai關guan頻pin率lv對dui應ying於yu不bu同tong的de銅tong箔bo高gao度du。

4實驗論證

為wei了le比bi較jiao平ping麵mian變bian壓ya器qi和he傳chuan統tong變bian壓ya器qi，分fen別bie做zuo了le兩liang種zhong變bian壓ya器qi的de模mo型xing，一yi種zhong使shi用yong平ping麵mian結jie構gou並bing使shi用yong了le插cha入ru技ji術shu，另ling一yi種zhong使shi用yong銅tong線xian分fen別bie在zai初chu級ji和he次ci級ji繞rao製zhi而er成cheng。兩liang種zhong變bian壓ya器qi都dou被bei運yun用yong於yu一yi個ge互hu補bu控kong製zhi的de半ban橋qiao變bian換huan器qi中zhong。兩liang個ge變bian壓ya器qi的de參can數shu如ru下xia：

初級12匝：
次級兩個l匝的繞組(1：1中心抽頭)。
傳統變壓器使用漆包線作為繞組，雖然在這些線圈中電流密度不盡相同


，選擇電流密度小於7.5A／mm。
平麵變壓器初級繞組做成4層，有4個並列的次級。這個變壓器的最終結構如圖7所示。


兩種變壓器都使用了同樣的磁芯RM10，比較了兩種變壓器的漏感
，交流阻抗和占用的麵積，結果列於表1。

由表1可知，平麵變壓器的漏感僅為傳統變壓器的1／5
，交流阻抗也僅為l／3，由此可見這將大大提高變換器的工作特性。而且，由於結構的更加緊湊，使得可以使用更小的RM8磁芯。

平麵變壓器在減小漏感、交(jiao)流(liu)阻(zu)抗(kang)等(deng)方(fang)麵(mian)有(you)著(zhe)非(fei)常(chang)大(da)的(de)優(you)點(dian)，並(bing)且(qie)因(yin)為(wei)體(ti)積(ji)的(de)小(xiao)巧(qiao)使(shi)之(zhi)成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)好(hao)的(de)磁(ci)性(xing)元(yuan)件(jian)。給(gei)出(chu)了(le)一(yi)種(zhong)標(biao)準(zhun)的(de)設(she)計(ji)平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)方(fang)法(fa)，使(shi)得(de)設(she)計(ji)平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)容(rong)易(yi)，成(cheng)本(ben)也(ye)將(jiang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)。可(ke)以(yi)預(yu)見(jian)，平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)將(jiang)有(you)著(zhe)相(xiang)當(dang)好(hao)的(de)應(ying)用(yong)前(qian)景(jing)。