【導讀】長期以來，變壓器一直是DC/DC轉換器設計人員的痛點和難點。因為它們體積大、價格貴且難以製造。通過閱讀本篇文章，你可以了解平麵變壓器是如何提高質量並降低低功率DC/DC轉換器設計成本。

平麵變壓器與環形變壓器有什麼區別？

變壓器是任何DC/DC轉換器設計的主要核心
，是決定整體性能的關鍵組件。

傳統的變壓器和電感是繞線組件。大部分的量產低功率DC/DC轉換器使用手工繞製的環形變壓器；對於需要多達6個獨立繞組且鐵芯直徑小至6 mm、孔徑為3 mm的變壓器來說
，開發自動製造工藝極其困難。RECOM等製造商開發了自動繞線機來製造這類的微型環形變壓器，但這種解決方案非常難。

平麵磁體自80年nian代dai就jiu已yi存cun在zai，但dan早zao期qi的de製zhi造zao過guo程cheng十shi分fen昂ang貴gui
，因yin此ci平ping麵mian變bian壓ya器qi在zai專zhuan業ye應ying用yong之zhi外wai的de市shi場chang滲shen透tou率lv有you限xian。然ran而er隨sui著zhe製zhi造zao技ji術shu的de進jin步bu
，平ping麵mian變bian壓ya器qi的de成cheng本ben已yi經jing降jiang低di，因yin此ci可ke以yi開kai發fa新xin的de應ying用yong市shi場chang。

平麵變壓器的設計及結構

圖 1: RPA100E-W 係列 DC/DC 轉換器的鐵氧體磁芯環繞著繞組形成平麵變壓器

平麵變壓器或電感使用多層印刷電路板(PCB)的銅層形成繞組



；鐵氧體磁芯環繞著繞組
，如圖1所示。為了形成所需的匝數，利用隱藏過孔將PCB層連接起來。並聯連接多個過孔可以承載足夠的電流來製成微型電源變壓器。

圖 2: 由兩個堆疊層和一個隱藏過孔所構成的 6 匝繞組

圖2顯示了如何通過堆疊層連接隱藏過孔來形成6匝za繞rao組zu。觀guan察cha這zhe種zhong布bu置zhi是shi如ru何he將jiang繞rao組zu的de兩liang端duan放fang置zhi在zai鐵tie氧yang體ti磁ci芯xin的de外wai麵mian。初chu級ji和he次ci級ji繞rao組zu通tong常chang交jiao錯cuo放fang置zhi以yi減jian少shao漏lou感gan。印yin刷shua電dian路lu板ban可ke提ti供gong機ji械xie穩wen定ding且qie一yi致zhi的de繞rao組zu結jie構gou，適shi合he自zi動dong化hua生sheng產chan。此ci外wai
，多duo層cengPCB結構的進化讓繞組之間的環氧樹脂絕緣可以承受初級和次級電路之間的高隔離電壓。

平麵設計確實給設計和製造團隊帶來了一些挑戰。由於在多層PCB上布置多條走線是有難度的，因此平麵變壓器最適合不需要使用複雜變壓器的DC/DC轉換器拓撲，而半橋拓撲是常見的選擇。

即便如此，層數仍有實務上和成本上的限製，因此平麵磁體使用高頻PWM調tiao製zhi器qi和he驅qu動dong電dian路lu來lai減jian少shao所suo需xu的de匝za數shu和he層ceng數shu。這zhe些xie較jiao高gao頻pin率lv造zao成cheng的de趨qu膚fu效xiao應ying是shi它ta們men造zao成cheng的de主zhu要yao問wen題ti。隨sui著zhe頻pin率lv的de增zeng加jia
，電dian荷he載zai流liu子zi越yue來lai越yue移yi動dong到dao導dao體ti表biao麵mian，減jian小xiao有you效xiao橫heng截jie麵mian並bing增zeng加jiaI2R損耗。將導體設計成扁平的(矩形)可以預防這種趨膚效應。

多層結構具有高耦合電容而對高頻PWM控(kong)製(zhi)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。必(bi)須(xu)仔(zai)細(xi)管(guan)理(li)平(ping)麵(mian)變(bian)壓(ya)器(qi)和(he)傳(chuan)統(tong)電(dian)路(lu)之(zhi)間(jian)的(de)耦(ou)合(he)以(yi)避(bi)免(mian)端(duan)接(jie)損(sun)耗(hao)。磁(ci)芯(xin)氣(qi)隙(xi)和(he)分(fen)層(ceng)繞(rao)組(zu)靠(kao)近(jin)會(hui)導(dao)致(zhi)顯(xian)著(zhu)的(de)渦(wo)流(liu)損(sun)耗(hao)
，而(er)且(qie)由(you)於(yu)匝(za)數(shu)比(bi)不(bu)同(tong)，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)為(wei)每(mei)個(ge)輸(shu)入(ru)/輸出組合設計和測試單獨的PCB。

一旦這些問題得到解決，平麵技術就可以構建極扁平變壓器以傳輸大功率
，進而讓DC/DC轉換器變得更薄：圖 1 的15W轉換器的封裝高度僅9.9 mm（0.4 英寸）！

平麵設計的其他優點是更好的繞組散熱
、高密度設計、低漏感和高功率密度。

平麵變壓器朝向更低功率邁進

前麵描述的好處使平麵變壓器成為大功率DC/DC轉換器技術中不可或缺的一部分，而RECOM現在正在將平麵技術整合到功率更低
、尺寸更小的轉換器中。

圖 3: RECOM 的 RS12-Z 12W DC/DC 轉換器使用平麵變壓器

圖 3 顯示了RS12-Z穩壓DC/DC係列的外部和內部結構。該產品使用帶有通孔、埋孔和盲孔的多層PCB，在非常緊湊的SIP封裝中打造出行業領先的12W 部件，與SIP8競爭產品相比功率密度提高了150%。

這個穩壓設計在變壓器的初級側和次級側都集成了集成電路。初級側IC是一個寬輸入、推挽式變壓器驅動器。輸出（次級側）的同步降壓級用來精確調節負載。

甚至1W和2W的DC/DC轉換器也在籌劃中，從兩個產品係列開始。RKK係列 DC/DC轉換器具有4kVDC/1s的極高隔離適用於工業市場。標配包含寬工作溫度範圍-40°C 至+105°C
，無需降額。轉換器通過了IEC/EN/UL62368-1認證，適用於IGBT驅動器應用。

RYK係列DC/DC轉換器是一款低成本、通用的隔離式轉換器，內置線性穩壓器，可提供不受負載影響的穩定輸出。

gaiyongpingmianbianyaqikeshixiangengjiazidonghuadezhizaoguochengbingjianshaorengongzuzhuanggongxu，congertishengshejizhiliang。wuxugenggaibianyaqiraozuyishiyingbutongdedianya，yincikaifadingzhishejiyebiandegengrongyi。jieguojiushidingzhishejidezhouzhuanshijiangengduan，yinweixuyaodeceshigengshao。

平麵變壓器的時代已到來，RECOM將平麵變壓器運用在DC/DC轉換器產品線來做最有效的利用。

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