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平面变压器的发展、未来方向

发布时间:2021-10-20   浏览次数:82返回

平面变压器发展的必然性

由于涡流效应,在高工作频率和大电流下,磁性元件的线圈损耗显著增加,不仅降低了效率,还导致温升增加,增加了热设计难度,限制了开关功率速率变换器功率密度的进一步提高。因此,研究线圈损耗模型、设计技术、开发新的线圈结构来降低其损耗,也是电力电子高频磁技术很重要的研究内容,是业界迫切需要解决的问题。国外学术界和工业界对此进行了积极的研究,而国内对磁集成等高频磁技术进行了一定程度的研究,但对线圈技术的研究较少。

传统的绕线式磁性元件由于线圈结构单一、散热特性、参数一致性差等问题,已经不能满足开关电源高频化低截面的发展趋势。低截面平面磁性元件克服了传统磁性元件的缺点,得到了广泛的应用。由于平面变压器的高功率密度和低窗口高度,以及较高的工作频率和电流,对线圈结构和设计技术提出了更高的要求,尤其是高频率和大电流的应用场合,为了考虑高频涡流效应和载流面积所采用的并联线圈结构,一些传统的线圈结构和设计方法不再适用。在平面变压器中,铜箔/印刷电路板线圈广泛使用。


平面变压器能否代表变压器的未来方向?

是的。微型变压器的发展是当今电子、信息技术的需求,变压器小型化是变压器技术发展的必然趋势。目前,铁氧体磁芯平面变压器由于体积小、功率密度高,已经成为微型变压器的主流。已经发展了很长时间的薄膜变压器和压电变压器仍然处于不成熟的发展阶段,无法担当起在大功率、大变压比的实际工程中推广应用。随着电子技术的快速发展,铁氧体平面变压器将在大功率模块化电源中发挥重要作用。并且随着技术的发展,平面变压器将成为变压器、变流器、电感器件的首选。


为什么平面变压器的结构是这样的?

这一切都是由于技术的发展和社会的需要。第一代变压器使用铁芯,即所谓的硅钢片。这种变压器做的电源笨重,效率低,转换效率一般在50%左右,适用于现有的供电网络工频(50Hz)的市电系统。为了减轻重量,提高转换效率,人们提出了开关电源的概念,电气工程师逐渐将开关电源的工作频率从10KHz提高到100KHz,其中使用了第二代变压器——铁氧体高频变压器,由于铁氧体变压器的体积和重量大大减轻减少(例如20Hz的工作频率是原来50Hz的400倍),整个电源的体积和重量也大大减轻减少,效率也从50%提高到80%。然而,人们仍然不满足,希望不断提高工作频率,自然意识到,要获得更高的效率、更小的体积、更高的功率密度、更好的电源,唯一方便有效的方法就是提高开关电源的工作频率。在这里有必要看一下电磁领域的法拉第电磁感应定律。


浅谈PCB型平面变压器

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。本文提到的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为紧凑型,正因为如此,它们没有具备复杂的冷却机制,而这必须结合冷却机制到其他变压器设计中。这些变压器通常具有最高温度和最低温度的额定值;在此额定值下可以运行。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、简单的方式连接各种电子元件的方法。印刷电路板使用是由层压在绝缘表面上的铜片制成的路径,而不是标准布线。该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不同的电子应用中。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。

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