平面變壓器發(fā)展的必然性
由于渦流效應,在高工作頻率和大電流下,磁性元件的線圈損耗顯著增加,不僅減小了效率,還導致溫升增加,增加了熱設計難度,限制了開關功率速率變換器功率密度的進一步提高。因此,研究線圈損耗模型、設計技術、開發(fā)新的線圈結構來減小其損耗,也是電力電子高頻磁技術很重要的研究內容,是業(yè)界迫切需要解決的問題。國外學術界和工業(yè)界對此進行了積極的研究,而國內對磁集成等高頻磁技術進行了一定程度的研究,但對線圈技術的研究較少。
傳統(tǒng)的繞線式磁性元件由于線圈結構單一、散熱特性、參數一致性差等問題,已經不能滿足開關電源高頻化低截面的發(fā)展趨勢。低截面平面磁性元件克服了傳統(tǒng)磁性元件的缺點,得到了廣泛的應用。由于平面變壓器的高功率密度和低窗口高度,以及較高的工作頻率和電流,對線圈結構和設計技術提出了更高的要求,尤其是高頻率和大電流的應用場合,為了考慮高頻渦流效應和載流面積所采用的并聯(lián)線圈結構,一些傳統(tǒng)的線圈結構和設計方法不再適用。在平面變壓器中,銅箔/印刷電路板線圈廣泛使用。
平面變壓器能否代表變壓器的未來方向?
是的。微型變壓器的發(fā)展是當今電子、信息技術的需求,變壓器小型化是變壓器技術發(fā)展的必然趨勢。目前,鐵氧體磁芯平面變壓器由于體積小、功率密度高,已經成為微型變壓器的主流。已經發(fā)展了很長時間的薄膜變壓器和壓電變壓器仍然處于不成熟的發(fā)展階段,無法擔當起在大功率、大變壓比的實際工程中推廣應用。隨著電子技術的快速發(fā)展,鐵氧體平面變壓器將在大功率模塊化電源中發(fā)揮重要作用。并且隨著技術的發(fā)展,平面變壓器將成為變壓器、變流器、電感器件的首要選擇。
為什么平面變壓器的結構是這樣的?
這一切都是由于技術的發(fā)展和社會的需要。[敏感詞]代變壓器使用鐵芯,即所謂的硅鋼片。這種變壓器做的電源笨重,效率低,轉換效率一般在50%左右,適用于現有的供電網絡工頻(50Hz)的市電系統(tǒng)。為了減輕重量,提高轉換效率,人們提出了開關電源的概念,電氣工程師逐漸將開關電源的工作頻率從10KHz提高到100KHz,其中使用了第二代變壓器——鐵氧體高頻變壓器,由于鐵氧體變壓器的體積和重量大大減輕減少(例如20Hz的工作頻率是原來50Hz的400倍),整個電源的體積和重量也大大減輕減少,效率也從50%提高到80%。然而,人們仍然不滿足,希望不斷提高工作頻率,自然意識到,要獲得更高的效率、更小的體積、更高的功率密度、更好的電源,[敏感詞]方便有效的方法就是提高開關電源的工作頻率。在這里有必要看一下電磁領域的法拉第電磁感應定律。
淺談PCB型平面變壓器
PCB變壓器可以指位于印刷電路板上的變壓器或含有多氯聯(lián)苯的變壓器。本文提到的PCB變壓器是指位于印刷電路板上的變壓器,而不是含有多氯聯(lián)苯的變壓器。
印刷電路板中使用的變壓器必須為緊湊型,正因為如此,它們沒有具備復雜的冷卻機制,而這必須結合冷卻機制到其他變壓器設計中。這些變壓器通常具有較高溫度和較低溫度的額定值;在此額定值下可以運行。只要保持在這個溫度范圍內,變壓器就能提供可靠的服務,作為變壓器,它可以提供幾十年的持續(xù)服務。
要了解印制電路板變壓器的工作原理,就要了解什么是印制電路板及其工作原理。
什么是印刷電路板?
印刷電路板(PCB)是以及其緊湊、簡單的方式連接各種電子元件的方法。印刷電路板使用是由層壓在絕緣表面上的銅片制成的路徑,而不是標準布線。該路徑被酸蝕刻到電路板上。
配備有線設備的印刷電路板稱為印刷電路板。可以發(fā)現,印刷電路板和印刷線路板用于各種不同的電子應用中。大多數人都熟悉印刷電路板的設計,它位于計算機內部,提供設備所需的各種組件,它以及其緊湊的設備形式運行,生產經濟,性能優(yōu)異,使用壽命長。