有各種各樣的電子應用，包括以太網供電，數據通信，電信和工業，可在12 V，24 V或48 V輸入下工作，需要隔離開關模式電源解決方案來轉換可用輸入電壓到穩定的輸出電壓和電流。對于低于60 W的功率水平，最常用的電源開關拓撲是連續模式反激拓撲和有源復位正向拓撲。目前，在功率效率，電路板面積和成本方面，這些應用的領先變壓器平臺是事實上的行業標準EP13。本文旨在詳細介紹EP13 Plus平臺的開發，該平臺具有與EP13相同的物理尺寸和占地面積，但能夠處理更高的通電能力。下面的圖1顯示了優化變壓器的設計。

圖1：優化的變壓器設計。隨著系統效率變得越來越重要，輸出功率需求不斷增加，出現了兩個限制因素使用行業標準EP13。首先是引腳尺寸和共面性。表面貼裝變壓器必須具有出色的共面性，以確保引線正確焊接到印刷電路板上，并避免焊料互連中的過熱。然而，標準EP13平臺最初是為低電流電信濾波器磁性開發的，因此引腳很小，并且幾乎沒有空間來終止更高電流的繞組。因此，標準EP13平臺限制了可以在引腳上端接的導線的尺寸和數量，因此增加了變壓器電阻，從而限制了通電功率。 Pulse Electronics的目標是創造更高效的變壓器，同時保持與標準EP13相同的封裝尺寸和占位面積。為了解決引腳尺寸造成的限制，如圖2所示，Pulse的EP13 Plus平臺采用了更大的引腳，繞組端接面積增加了兩倍，導致繞組電阻降低了20％，從而提高了通電功率。

圖2：終端優化。

現有EP13平臺的第二個限制是磁芯區域橫截面。對于給定的應用，并且以簡化的術語，核心橫截面規定了限制磁通密度所需的初級側匝數，這是避免飽和或過多的磁芯損耗所必需的。橫截面越小，所需的初級匝數越多。較高的初級匝數導致較高的繞組電阻（DCR）導致較高的I2R損耗。

Pulse Electronics使用有限元分析來分析標準EP13平臺，發現非均勻的核心橫截面未經優化。使用相同的有限元分析工具，Pulse創建了優化的EP13 Plus核心，可以在不增加整體平臺尺寸的情況下增加橫截面積。這一發展使得磁芯面積增加了45％，從而降低了初級繞組匝數，從而降低了繞組電阻和更高的通電能力。下圖顯示了核心區域的更優化。在圖3中，頂部圖片顯示了標準EP13平臺的通量密度的有限元分析。紅色區域表示高磁通密度。從圖中可以看出，標準平臺的整個中心支腿具有非常高的通量密度，或者相反，剩余的核心區域未被充分利用。第二張圖顯示了EP13 Plus平臺磁芯的磁通密度以及磁通密度的顯著降低。均勻著色表明通量水平在整個核心中是恒定的，從而產生有效的三維核心利用率

圖3：EP13Plus - 核心區域優化。

測試核心利用率是否得到改善的一種簡單方法是在EP13標準和EP13 Plus平臺之間進行比較測試，以確定哪個結構具有更高的飽和電流。該測試可以通過在每個平臺上纏繞相同匝數來完成，設置每個芯上的氣隙以產生相同的初級電感并使用相同的芯材料。通過保持這三個因素相同，影響飽和電流的唯一變量將是核心橫截面積。圖4中的圖表顯示，標準EP13為紅色，飽和電流約為1.6 A.藍線顯示EP13 Plus的顯著改善，將飽和電流推至2.7 A，結果為68％改進。

圖4：EP13標準和EP13Plus。

Pulse Electronics基于EP13 Plus平臺創建了12個目錄變換器。圖5中提供了這些選項中的每一個.PA3855.XXXNL系列提供六種反激式拓撲設計，具有33-57 V或9-57 V輸入和輸出，范圍為3.3 V至24 V，功率高達36 W. PA3856.XXXNL系列提供六種有源鉗位正向拓撲設計，具有33-57 V或9-57 V輸入和輸出，范圍為3.3 V至24 V，功率水平高達72 W.定制設計是可能的，感興趣的團體應該聯系脈沖電子。

圖5：Pulse Electronics EP13Plus - PA3855和PA3856。總之，Pulse Electronics使用有限元分析創建EP13 Plus變壓器平臺并發布了12個新目錄變壓器設計均基于行業標準EP13平臺。新的EP13 plus平臺允許核心橫截面積增加45％，可用磁通飽和極限增加68％，通電功率增加25-35％，使其成為20-70的理想解決方案W電力變壓器應用。