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平面变压器的结构设计

发布时间:2021-09-29   浏览次数:94返回

PCB变压器可以指位于印刷电路板上的变压器或含有多氯联苯的变压器。PCB变压器是指位于印刷电路板上的变压器,而不是含有多氯联苯的变压器。


印刷电路板中使用的变压器必须紧凑,正因为如此,它们没有复杂的冷却机制,而这必须结合到其他变压器设计中。这些变压器通常具有高温度和低温度额定值;在此额定值下可以进行运行。只要保持在这个温度范围内,变压器就能提供可靠的服务。作为变压器,它可以提供几十年的持续服务。


要了解印制电路板变压器的工作原理,就要了解什么是印制电路板以及其工作原理。


什么是印刷电路板?

印刷电路板(PCB)是以极其紧凑的、简单的方式连接各种电子元件的方法。印刷电路板使用由层压在绝缘表面上的铜片制成的路径,而不是标准布线。路径被酸蚀刻到电路板上。

配备有线设备的印刷电路板称为印刷电路板。可以发现,印刷电路板和印刷线路板用于各种电子应用中。大多数人都熟悉印刷电路板的设计,它位于计算机内部,提供设备所需的各种组件,它以极其紧凑的设备形式运行,生产经济,性能优异,使用寿命长。


什么是PCB变压器?

PCB变压器是专门为印刷电路板设计的变压器。它通常是一个表面安装器件,位于电路板表面,提供可能需要的任何电压转换或电流转换。

这些设备具有不同的性能和尺寸,确保它们的类型可以从任何可以想象的产品中选择。同时,也有便宜的零件,这使得印刷电路板以更经济可行的方式生产电子元件。

还有一个无芯PCB变压器。这大大减小了变压器的尺寸,尽管这些设备仍处于实验阶段。但该设备的应用范围仍然巨大。


平面变压器的结构设计

1、绕组结构

平面变压器的绕组是利用印刷电路板上的螺旋印刷线实现的。印刷板的中间被挖空,用于安装磁芯。印刷电路板通过绝缘带或空白印刷电路板绝缘。磁芯直接将印制板夹在中间,然后用胶带或夹子固定。有效降低了平面变压器的高度,进一步节省了体积。印刷线路是扁平状的,厚度一般为35微米/70微米,当频率小于14MHZ时,铜的趋肤深度小于印刷线路厚度的一半。通常开关电源的频率远小于这个值,所以可以忽略平面变压器的集肤效应。

在多层印刷电路板之间应该有“通孔”,用于互连绕组,并且绕组之间的匝数通过“通孔”彼此串联或并联电连接。表示各层通过过孔串联方式互联的布局。

每层印制板分布一排通孔,位置对齐,但每层绕组只用两个通孔,采用绕组串联。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。

2、变压器磁芯

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、 ETD和EER型、 RM型等磁芯。

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型磁芯绕组空间大,可以为大截面积的引线提供足够的空间引出,让大电流通过。同时,E型磁芯可以安装在不同的方向,并且由于其出色的散热性,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我屏蔽,同时磁芯的中柱为长方体,不能有效利用PCB上的空间,导致单匝绕组长度增加,PCB绕组截面积增大,变压器占用体积相对较大。

RM这种类型的磁芯有以下优点:一是由于磁芯的中间柱和边缘四周都是圆形的,可以减少铜线的匝数,从而减少铜损耗。二是可以充分利用PCB上的空间的优点,减小PCB绕组的横截面积,并且可以将PCB绕组设计成方形,使得磁芯的漏电感小。RM磁芯的屏蔽效果优于E型磁芯。

EC、ETD和EER型磁芯介于E型和罐型之间。这种磁芯与E型磁芯相同,可以为大截面的引出线提供足够的空间,适合开关电源低电压大电流的电流趋势;这种磁芯的散热也很好;与E型相比,中间柱为圆柱形具有RM型的一些优点。但是这种磁芯的屏蔽效果和E型磁芯的屏蔽效果一样不好。

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