在 DC/DC變換中,基本的Buck、Boost、Cuk變換器是不需要開關隔離變壓器的。但如果要求輸出與輸入隔離,或要求得到多組輸出電壓,就要在開關元件與整流元件之間使用開關隔離變壓器,所以絕大多數變換器都有隔離變壓器。目前開關電源的發展趨勢是效率更高、體積更小、重量更輕,而傳統的隔離變壓器在效率、體積、重量等方面嚴重制約了開關電源的進一步發展。同時由于變壓器涉及到的主要參數有電壓、電流、頻率、變比、溫度、磁芯u值、漏抗、損耗、外形尺寸等,所以一直無法象其它電子元器件那樣有現成的變壓器可供選用,常常要經過繁瑣的計算來選用磁芯和繞組導線,而且繞組繞制對變壓器的性能也有較大影響,加之變壓器的許多重要參數不易測量,給使用帶來一定的盲目性,很難在頻率響應、漏抗、體積和散熱等方面達到滿意效果。平面變壓器(Flat Transformer技術則在隔離變壓器的許多方面實現了重要的突破。
薩頓斯平面變壓器
平面變壓器的使用主要有以下三個原則:
(1)根據輸出電壓的大小來選用相應型號的平面變壓器;
(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大小來確定變比及原邊繞組的匝數。
例如,開關電源輸出電壓5V,輸出電流150A。選用5V系列的平面變壓器FTI-12×2A-XX。如果用FTI-12×2A-1A,就需要5個并聯;如果用FTI-12×2A-5A(實際就是由5個FTI-12×2A-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×N×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/(0.5×5)=4。如果輸入的直流電壓為300V,變比可定為201,則原邊匝數P=20/0.5×5=8。由此可見平面變壓器的原邊繞組的匝數通常是很少的。
3結論
根據使用體會,采用平面變壓器后,開關頻率為300kHz,轉換效率大于95%,整個裝置的體積和重量也大大降低。由于平面變壓器已標準化、系列化、產品化,性能一致性好,使用非常方便。
平面變壓器改變了傳統的開關變換器中隔離開關變壓器的設計思路,為設計人員提供了更方便、更優良的選擇。
審核編輯黃宇
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