pingmianbianyaqizhiyouyizawangzhuangcijiraozu，zheyizaraozuyebutongyuchuantongdeqibaoxian，ershiyipiantongpi，tieraozaiduogetongyangdaxiaodechongyatieyangticixinbiaomianshang。suoyi
，pingmianbianyaqideshuchudianyaqujueyucixindegeshu，erqiepingmianbianyaqideshuchudianliukeyitongguobinglianjinxingkuochong，yimanzushejideyaoqiu。yinci


，pingmianbianyaqidetedianjiuxianeryijianle：平麵繞組的緊密耦合使得漏感大大地減小
；平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)特(te)殊(shu)的(de)結(jie)構(gou)使(shi)得(de)它(ta)的(de)高(gao)度(du)非(fei)常(chang)的(de)低(di)

，這(zhe)使(shi)變(bian)換(huan)器(qi)做(zuo)在(zai)一(yi)個(ge)板(ban)上(shang)的(de)設(she)想(xiang)得(de)到(dao)實(shi)現(xian)。但(dan)是(shi)

，平(ping)麵(mian)結(jie)構(gou)存(cun)在(zai)很(hen)高(gao)的(de)容(rong)性(xing)效(xiao)應(ying)等(deng)問(wen)題(ti)，大(da)大(da)限(xian)製(zhi)了(le)它(ta)的(de)大(da)規(gui)模(mo)使(shi)用(yong)，不(bu)過(guo)，這(zhe)些(xie)缺(que)點(dian)在(zai)某(mou)些(xie)應(ying)用(yong)中(zhong)，也(ye)有(you)可(ke)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)一(yi)種(zhong)優(you)點(dian)。另(ling)外(wai)，平(ping)麵(mian)的(de)磁(ci)芯(xin)結(jie)構(gou)增(zeng)大(da)了(le)散(san)熱(re)麵(mian)積(ji)
，有(you)利(li)於(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)散(san)熱(re)。

圖1：平麵變壓器的繞組間距的剖麵圖

平麵變壓器的特性研究

ruqiansuoshu，pingmianbianyaqideyoudianzhuyaojizhongzaijiaodidelouganzhihejiaoliuzukang。raozuwendejianxiyuedayiweizhelouganyueda，yejiuchanshenggenggaodenengliangsunshi。pingmianbianyaqiliyongtongboyudianlubanjiandejinmijiehe，shidezaixianglindezashucengjiandejianxifeichangdexiao，yincinengliangsunhaoyejiuhenxiaole。

在平麵型變壓器裏，其“繞組”是shi做zuo在zai印yin製zhi電dian路lu板ban上shang的de扁bian平ping傳chuan導dao導dao線xian或huo是shi直zhi接jie用yong銅tong泊bo。扁bian平ping的de幾ji何he形xing狀zhuang降jiang低di了le開kai關guan頻pin率lv較jiao高gao時shi趨qu膚fu效xiao應ying的de損sun耗hao

，也ye就jiu是shi渦wo流liu損sun耗hao。因yin此ci，能neng最zui有you效xiao地di利li用yong銅tong導dao體ti的de表biao麵mian導dao電dian性xing能neng
，效xiao率lv要yao比bi傳chuan統tong變bian壓ya器qi高gao得de多duo。圖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：在500kHz下不同匝間距下的漏感值

圖3：在500kHz下不同匝間距下的交流阻抗

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。

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qiEMI
，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。

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。

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：

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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500 kHz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。

圖4：運用交叉技術的3種不同結構

圖5：在3種不同結構下的阻抗和漏感的比較

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。

在不同拓撲中平麵變壓器的作用

zaibutongdetuopuzhong
，cixingyuanjiandezuoyongyeshibutongde。zaizhengjibianhuanqizhongdebianyaqi
，cixingnengliangzaizhukaiguanguankaitongdeshihouyouchujiraozuchuandidaocijiraozuzhong。raner，zaifanjibianhuanqizhongde“變壓[page]
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。

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：即ji相xiang同tong的de形xing狀zhuang和he相xiang同tong的de外wai部bu連lian接jie點dian。在zai有you些xie多duo匝za的de層ceng次ci中zhong
，這zhe個ge外wai部bu連lian接jie點dian是shi不bu同tong匝za數shu間jian的de電dian氣qi連lian接jie點dian。如ru果guo有you些xie層ceng隻zhi有you一yi匝za，它ta也ye可ke以yi被bei印yin製zhi在zaiPCB的雙麵來降低交流阻抗。使用銅箔直接印製在PCB板(ban)上(shang)來(lai)替(ti)代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)導(dao)線(xian)，即(ji)使(shi)在(zai)許(xu)多(duo)需(xu)要(yao)很(hen)多(duo)匝(za)數(shu)的(de)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong)
，變(bian)壓(ya)器(qi)依(yi)舊(jiu)能(neng)保(bao)持(chi)一(yi)個(ge)很(hen)小(xiao)的(de)體(ti)積(ji)，這(zhe)便(bian)大(da)大(da)減(jian)小(xiao)了(le)整(zheng)機(ji)的(de)體(ti)積(ji)。具(ju)體(ti)的(de)設(she)計(ji)步(bu)奏(zou)和(he)注(zhu)意(yi)事(shi)項(xiang)請(qing)參(can)閱(yue)文(wen)獻(xian)［3］。

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。

實驗論證

weilebijiaopingmianbianyaqihechuantongbianyaqi
，fenbiezuoleliangzhongbianyaqidemoxing，yizhongshiyongpingmianjiegoubingshiyonglecharujishu，lingyizhongshiyongtongxianfenbiezaichujihecijiraozhiercheng。liangzhongbianyaqidoubeiyunyongyuyigehubukongzhidebanqiaobianhuanqizhong。lianggebianyaqidecanshuruxia：

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6所示。

圖6：變壓器的插入繞組的結構

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。

表1：兩種變壓器幾個參數的比較


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。

結語

平麵變壓器在減小漏感、jiaoliuzukangdengfangmianyouzhefeichangdadeyoudian，bingqieyinweitijidexiaoqiaoshizhichengweiyizhongfeichanghaodecixingyuanjian。geichuleyizhongbiaozhundeshejipingmianbianyaqidefangfa
，shideshejipingmianbianyaqibiandegengjiarongyi，chengbenyejiangdadajiangdi。keyiyujian，pingmianbianyaqijiangyouzhexiangdanghaodeyingyongqianjing。