平面變壓器的選型原則

　　1、根據輸出電壓的大小來選用相應型號的電力變壓器平面變壓器

　　2、根據輸出電流的大小來確定并聯的平面變壓器個數

　　3、根據輸入輸出電壓的電力變壓器大小來確定變比和原邊線圈的匝數。

　　例如，開關電原輸出電壓5V，輸出電流150A。選用5V系列的平面變壓器FTI-12 X 2A-XX。如果用FTI-12 X 2A-1A，就需要5個并關;如果用FTI-12 X 2A-5A（實際就是由5個FTI-12 X 2A-1A并聯構成），只需要1個。

　　此外，實際應用中還需要知道平面變壓器的變化和原邊線圈的匝數。變比可用下面公式進行計算：

　　變比=K X N X P：1

　　式中，K是系數。當平面變壓器的輸出是通過中心抽頭時，K=0.5;平面變壓器無中心抽頭時，K=1。N是并聯的平面變壓器單元個數。P平面變壓器原邊匝數。

　　上面的例子中，如果輸出平面變壓器使用中心抽頭，輸入的直流電壓為150V，變比可定為10：1，則原邊匝數P=10/（0.5X5）=4。如果輸入的直流電壓為300V，變比可定為201，則原邊匝數P=20/0.5X5=8。由此可見平面變壓器的原邊繞組的匝數通常是很少的。

　　平面變壓器的分類

　　1、PCB型變壓器

　　印刷電路PCB（printedcircuitboard）型變壓器可省去繞組骨架，能增大散熱面積，能減小在高頻工作時由集膚效應和鄰近效應所引起的渦流損耗，也能增大電流密度，其電流密度最高可達20A/mm，功率大，工藝簡單。但用PCB，窗口利用率低，僅為0.25~0.3，傳統變壓器的窗口利用率為0.4，其體積也較大。PCB型變壓器其功率可高達20kW，頻率可達兆赫數量級。采用pulse的平面技術，多層PCB夾在磁芯之間，薄型高效鐵氧體平面變壓器，其底部面積小，高度只有7.4mm，工作頻率為150~750kHz，工作溫度為-400~1300。

　　2、厚膜變壓器

　　厚膜變壓器是為了克服薄膜變壓器中導體電阻大的缺陷而提出的。以氧化鋁作基體，采用厚膜工藝，在其上、下表面各印制了初級和次級繞組，用鐵氧體制作的平面變壓器在2MHz，輸出功率為75W時，效率達85%。厚膜工藝制造出的平面變壓器效率一般較低，因此尋求更進一步的工藝技術以完善平面變壓器制造的厚膜工藝是實現平面變壓器高頻集成化的關鍵。

　　3、薄膜型變壓器

　　薄膜型變壓器是一種用磁性薄膜研制的疊層微型變壓器，采用薄膜后高度低于1mm，工作頻率超過1MHz，其體積小，易于集成，但只適用于小功率情況。它們絕大多數采用金屬磁性材料，如坡莫合金、鐵硅鋁和非晶合金。主要是因為它們有高BS和高磁導率。Tsuijimotl等人用帶式（銅厚35μm，長34mm，寬3mm）加以絕緣膜（厚100μm），非晶CoNbZr膜（1.8μm）構成一種能在高頻下輸出電壓可控的薄膜變壓器——針孔型變壓器，還制成了厚度為210μm的片式變壓器。它是采用兩層10μm厚的CoZr非晶薄膜做成的，用于5V、0.3A、1MHz的開關電源，77.5%鐵氧體材料（以MnZn系為主）也可以制成薄膜型變壓器，但用常規的方法很難制出合適的微型磁膜，故需開發新的成膜技術。目前國外主要采用PVD、CVD等沉積技術配合化學蝕刻，激光燒蝕法、光照射低溫鍍膜法等成膜技術。YamaguchiK等設計制作的微型變壓器，其面積只有2.4mm×3.1mm，在10MHz時效率可達67%。

　　4、亞微米型變壓器

　　亞微米變壓器是利用化學法合成，采用低溫（900℃）燒結的NiCuZn鐵氧體為介質材料，以Ag為內電極，用流延和絲網印刷技術的方法制備而成的，其體積小、質量輕、易于集成、工藝簡單。兩種片式亞微米型變壓器，外形尺寸分別為2.1cm×2.1cm×1mm和8mm×8mm×1mm，設計變壓比分別為6和4，工作頻率為1~10MHz。亞微米型平面變壓器結構新穎，改變了傳統變壓器的結構特征，將變壓器原邊和副邊繞組采用絲網印刷技術燒制在鐵氧體材料中，外型類似表貼的集成電路器件。對亞微米型平面變壓器的電氣性能測試表明：①空載情況下，變壓比先隨著輸入電壓的增加而增大，而后隨著輸入電壓的增加而減小，范圍內達到最大值。另外，變壓比隨著輸入信號頻率的增加而增大。②在一定輸入頻率和電壓情況下，輸出功率隨負載的增大先升高再降低，存在一個輸出功率最大的負載電阻值。③在一定輸入電壓和輸出負載的情況下，隨著輸入電壓頻率的增加，變壓器的變壓比逐漸增大，當輸入電壓頻率高于某一臨界值后，變壓比基本保持不變。波形畸變程度隨著輸入電壓頻率的增加而減小。④在一個固定輸入頻率下，存在一個飽和負載電阻值，當負載電阻值小于飽和負載電阻值時，則變壓器的輸出電壓隨負載增大而增大，但當負載電阻值大于飽和負載電阻值時，輸出電壓的變化很小或基本保持不變。隨著頻率的升高飽和負載電阻值逐漸增大。在負載電阻值等于飽和負載電阻值時，變壓器的變壓比基本不隨輸入電壓的變化而變化，但隨著輸入電壓的升高，輸入輸出電壓的波形畸變程度增強。

　　平面變壓器的結構特點

　　1）銅箔式平面變壓器，這種方式是利用銅箔作繞組，折疊成多層線圈，適合于制造低壓、大電流的變壓器；

　　2）多層印刷板式平面變壓器，這種變壓器是采用印刷電路板制造工藝，在多層板上形成螺旋式線圈，適合于制造性能比較穩定的中小功率的變壓器。

　　平面變壓器優勢

　　平面變壓器與常規變壓器相比，磁芯尺寸大幅度縮小，特別是高度縮小最大。這一特色對電源設備中在空間受到嚴格限制的場合下具有相當大的吸引力，從而可成為許多電源設備中首選的磁性元件。平面變壓器結構上的優勢，也為它的電氣特性帶來了許多優點：功率密度高，效率高，漏感低，散熱性好，成本低等。

　　平面變壓器的應用

　　平面變壓器從問世到現在短短的10多年間已經在通信、筆記本計算機、汽車電子、數碼相機和數字化電視等方面得到了廣泛的應用。如采用平面變壓器制成的5～60W功率范圍的DC-DC變換器，已應用于電信系統插卡式板上電源。由于汽車中特殊的電氣和機械環境，對變壓器設計和工藝提出更嚴格的要求。平面變壓器應用于氙弧燈鎮流器的DC-DC變換器，已經在中檔轎車中使用。其次，寬帶傳輸應用的平面變壓器，也顯示了良好的發展前景。除此以外，平面變壓器的產品品種已涉及到常規的鐵氧體磁芯變壓器的各個方面，如功率變壓器、帶寬變壓器和阻抗匹配變換器等。由于其一致性好、體積小等特性使其特別適用于在內部空間小，對節能和散熱要求苛刻的電子設備中使用。在國防、航空、航天等對重量和穩定性要求極高的領域，平面變壓器的應用也將會給系統的小型化開拓一個嶄新的局面。

　　總之，小型化、平面化的電感鐵氧體元件將更加引起人們應用的興趣，相信在某些高技術領域里，平面變壓器將很快取代傳統變壓器，并逐步實現規模化生產。