在不同的拓撲中,磁性元件的作用也是不同的。在正激變換器中的變壓器,磁性能量在主開關管開通的時候由初級繞組傳遞到次級繞組中。然而,在反激變換器中的“變壓器”并不完全是一個變壓器,而是兩個連接的功率電感器。在反激拓撲中的“變壓器”在主開關管開通的時候初級繞組儲存能量,而在關閉的時候將能量傳送到次級繞組。因此,這種插入技術的優點同上面相比是不同的。應用于這種變壓器的插入技術的特點如下:
1)在磁芯中儲存的能量沒有減少,因為電流在某時刻只能在一個繞組中流動,并且沒有電流補償;
2)電流的分布并不理想,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。
1.3 多繞組變壓器中平面結構的優勢
平面變壓器另一個重要的優點是高度很低,這使得在磁芯上可以設置比較多的匝數。一個高功率密度的貼片電感生產廠家變換器需要一個體積比較小的磁性元件,平面變壓器很好地滿足了這一要求。例如,在多繞組的變壓器中需要非常多的匝數,如果是普通的變壓器將會造成體積和高度過大,影響電源的整體設計,而平面變壓器則不存在這一問題。
另外,對于多繞組的變壓器來說,繞組間保持很好的耦合非常重要。如果耦合不理想則漏感值增大,將會使得次級電壓的誤差增大。而平面變壓器因為具有很好的耦合,使得它成為最佳的選擇。
2 平面變壓器的特性研究
如前所述,平面變壓器的優點主要集中在較低的漏感值和交流阻抗。繞組問的間隙越大意味著漏感越大,也就產生更高的能量損失。平面變壓器利用銅箔與電路板間的緊密結合,使得在相鄰的匝數層間的間隙非常的小,因此能量損耗也就很小了。
在平面型變壓器里,其“繞組”是做在印制電路板上的扁平傳導導線或是直接用銅泊。扁平的幾何形狀降低了開關頻率較高時趨膚效應的損耗,也就是渦流損耗。因此,能最有效地利用銅導體的表面導電性能,效率要比傳統變壓器高得多功率電感器廠家。圖1給出了一個平面變壓器的剖面圖,并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一體成型電感器生產商化,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。