平面变压器
模块电源中平面变压器的设计与应用
模块电源中平面变压器的设计与应用平面变压器是一种特殊的变压器，它采用平面线圈结构，相对于传统的线圈结构，具有体积小、重量轻、功率密度高、成本低等优点。
这使得平面变压器在电子设备中得到了广泛的应用。
本文将从设计和应用两个方面，介绍平面变压器的相关知识。
一、平面变压器的设计1.线圈结构设计平面变压器的线圈主要由两个平行排列的薄片形成，每个薄片上绕有若干层线圈。
为了提高变压器的效率，一般采用高导磁率材料，如硅钢片，以减小磁通的损耗。
此外，薄片的宽度应根据设计的功率和频率来确定，需要满足一定的磁通密度和电流密度。
2.选材设计平面变压器的选材设计主要涉及材料的导磁性能和绝缘性能。
对于导磁材料，一般采用具有高导磁率和低回磁特性的材料。
对于绝缘材料，一般需要具有较高的击穿电压和耐热性。
此外，还需要考虑材料的成本、可加工性以及环境友好性等因素。
3.磁芯设计平面变压器的磁芯一般采用环形状，以方便线圈绕制。
磁芯的选用应考虑其导磁性能和磁阻特性，以减小磁通的损耗。
同时，磁芯的尺寸和形状也需要根据设计的功率和频率来确定，以满足一定的电感值和磁通密度要求。
4.散热设计由于平面变压器的功率密度较高，因此散热设计非常重要。
一般可以通过增加散热片的面积、使用导热材料等方式来提高散热效果。
另外，也可以通过合理的线圈布局来提供空气流动，从而提高散热效果。
二、平面变压器的应用1.电源模块平面变压器广泛应用于各种电源模块中，如手机充电器、笔记本电源适配器等。
由于平面变压器的体积小、重量轻，非常适合于电源模块的紧凑设计。
此外，平面变压器还具有高效率、低磁声等特点，可以提高电源模块的整体性能。
2.通信设备平面变压器也被广泛应用于通信设备中，如路由器、交换机等。
通信设备对电源的稳定性和转换效率要求较高，平面变压器可以满足这些要求。
同时，平面变压器还具有高密度布局和低漏磁等特点，可以减小设备体积，提高系统的集成度。
3.汽车电子随着电动汽车的普及，平面变压器也开始在汽车电子中得到应用。
平面变压器
电源中的运用
(1)除了合理布局和控制电路采用了表面贴工艺来节省空间外，还采取了更有效的措施来避免传统体积较大 的高频功率变压器占用有限的空间。
(2)工作环境温度高。相对于其它整流模块 -25 ℃ ～ +50 ℃的工作环境，
该模块能工作在 -25 ℃ ～ +70 ℃的环境中，以满足一些恶劣条件的需求。因此，正常工作时，模块内 部温升会更加高，要求变压器能承受高温。
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关键词：平面变压器；漏感；插入技术
引言
磁性元件的设计是开关电源的重要部分，因为平面变压器在提高开关电源的特性方面有着很大的优势，因此 近年来得到了广泛的应用。对于一个理想的变压器来说，初级线圈所产生的磁通都穿过次级线圈，即没有漏磁通。 而对普通变压器来说，初级线圈所产生的磁通并非都穿过次级线圈，于是就产生了漏感，电磁耦合的紧密要求也 无法满足。而平面变压器只有一匝状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包线，而是一片铜皮，贴绕在多个 同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以，平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数，而且平面变压器的输出电 流可以通过并联进行扩充，以满足设计的要求。
平面变压器的特点是高频，低造型，高度很小而工作频率很高。
变压器是电源中的一个关键元件。传统的变压器通常由铁氧体磁芯及铜线圈构成，体积庞大而且容易产生电 磁干扰。平面变压器（Planar Transformer）可有效地解决体积及高频问题。
平面变压器与传统的变压器相比最大的区别在于铁芯及线圈绕组。平面变压器采用小尺寸的E型、RM型或环 型铁氧体磁芯，通常是由高频功率铁氧体材料制成，在高频下有较低的磁芯损耗；绕组采用多层印刷电路板迭绕 而成，绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路。这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容， 可满足谐振电路的设计要求。而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射频干扰。
电子元器件应用-平面变压器介绍及应用
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2023年平面变压器行业市场研究报告
2023年平面变压器行业市场研究报告平面变压器是一种常见的电力变压器，广泛应用于电力系统、工业生产和农村电网等领域。
平面变压器的市场需求和发展前景备受关注，本文将对平面变压器行业市场进行研究并进行深入分析。
一、市场规模和发展趋势平面变压器市场的需求量持续增长，主要受益于电力系统的建设和改造，以及工业生产和农村电网的发展。
随着电力需求的不断增长，电力系统需要更多的变压器来实现电能的输送和分配。
同时，随着工业化和城市化的进程，工业生产和城市居民的用电需求也在不断增加，这也推动了平面变压器市场的增长。
然而，随着科技的发展和市场竞争的加剧，平面变压器行业也面临一些挑战。
首先，新能源的快速发展和智能电网的建设，对平面变压器提出了新的要求。
平面变压器需要具备更高的效率和更好的稳定性，以适应新能源和智能电网的特点。
其次，国内平面变压器行业的竞争日益激烈，市场份额分散，产品同质化严重，制约了行业的发展。
为了应对这些挑战，平面变压器行业需要加强自主创新，提高产品的性能和质量。
同时，还需要加大市场开拓力度，积极拓展国内外市场，寻找新的增长点。
此外，平面变压器行业还应加强合作，提高产业链整合，提高行业的竞争力。
二、市场竞争格局和主要企业目前，中国平面变压器市场竞争格局较为分散，没有形成明显的市场龙头企业。
中国平面变压器市场主要有以下几个主要企业：1. 鸿富锦精密工业（富士康集团旗下子公司）：鸿富锦是国内知名的电力变压器企业之一，产品涵盖了平面变压器、油浸式变压器等。
鸿富锦凭借着富士康集团的优势，拥有强大的研发和生产能力，具备较强的市场竞争力。
2. 北京电力自动化：北京电力自动化是国内知名的电力设备制造企业之一，产品广泛应用于电力系统和工业自动化等领域。
该企业在平面变压器领域有一定的市场份额，并具备较强的研发和生产能力。
3. 北方变压器集团：北方变压器集团是国内著名的电力设备制造企业之一，产品涵盖了平面变压器、油浸式变压器等。
平面变压器的设计原理及其应用
平面变压器的应用1 概述目前，电力电子技术的应用十分广泛。
如：航空航天电源，舰载电源，雷达电源，通讯电源，电动机车-汽车电源，计算机-集成芯片电源，高频加热-照明电源，变频器，逆变器和各种AC/DC，DC/DC变换器等。
而且应用的水平和对电源性能提出的要求不断提高。
比如：高频开关电源的功率密度要求越来越高，成为当前主要研究课题。
功率磁性元件是所有电力电子装置中必不可少的关键器件，其体积和重量一般占到整个电路的20%到30%，磁性元件的损耗占到总损耗的30%左右，且磁性元件的各项参数对电路的性能影响很大。
从目前看来，磁性元件无论在研究上，还是在应用上都已成为电力电子际踅 徊椒⒄沟钠烤保 谀持殖潭壬现苯佑跋炝说缌Φ缱蛹际醯姆⒄埂Ｒ虼耍 愿咂担 吖β拭芏群吞厥馔庑谓峁沟拇判栽 难芯浚 ⑹鞘 种匾 摹１热纾捍判栽 钠矫* 旌霞苫 取?目前来看，以铁氧体为磁芯的平面变压器体积小，功率密度大，将在较大功率的模块电源中发挥主要作用，成为主流产品，可在电力电子技术的领域大力推广和广泛应用，在某种程度上可以推动电力电子技术的发展。
2 平面变压器的优势平面变压器与常规变压器相比，磁芯尺寸大幅度缩小，特别是高度缩小最大。
这一特色对电源设备中在空间受到严格限制的场合下具有相当大的吸引力，从而可成为许多电源设备中首选的磁性元件。
平面变压器结构上的优势，也为它的电气特性带来了许多优点：功率密度高，效率高，漏感低，散热性好，成本低等。
详见下表：3 制造方式1、线绕式平面变压器：这种绕组方式与常规变压器的绕制方式一样，适合于高频，高压变压器的制造。
2、铜箔式平面变压器:这种方式是用铜箔作绕组，折叠成多层线圈。
适合于制造低压，大电流的变压器。
3、多层印制板式平面变压器:这种方式是用印制板的制造工艺，在多层板上形成螺旋式的线圈。
适合于制造中，小功率的变压器。
以上三种形式的平面变压器，在现有的机械设备、生产规模和工艺水平下，能很方便地制造出来。
平面变压器
平面变压器与应用综述Survey and application of the planar transformer1.引言高频、高功率密度的电源变换模块在电力电子设备中得到广泛的应用和发展。
要提高变换器的功率密度，关键是降低磁性元件的体积和重量。
一方面，从传统的电工磁理论考虑，对于一定的线圈窗口面积和铁芯横截面积，对最优结构，要求线圈回路和铁芯回路的长度最短，以减小铁芯总体积和线圈的平均长度；另一方面，从热设计理论考虑，最大化地增加磁性元件的散热表面积，且使从磁件热点到磁件表面积的热阻降低，从而提高功率密度。
变压器结构正经历三次更新换代。
第一次是平面变压器，体积和重量比立体变压器(普通变压器)减少80%，已形成从5W至20KW，20KHZ至2MHZ的产品，效率典型值为98%。
第二次是片式变压器，对低压大电流特别适用，高度(厚度)更进一步降低，电流可达100安以上，采用一个次级绕组多个磁芯组成，代替以前的一个磁芯多个绕组。
多个磁芯的初级绕组串联，从而达到降压隔离的要求。
内部温升比平面变压器低，只有10℃左右。
可以装在额定温升更高的基板上工作。
第三次是薄膜变压器，采用薄膜后高度低于1mm。
工作频率超过1MHZ，达到10~100MHZ。
由于采用集成电路工艺制造，成本并不增加。
是直流开关电源变压器的最新发展方向。
之所以强调"正经历"，是因为在现阶段，不同的应用范围和市场，从性能价格比出发，要求的变压器结构形式也不一样。
立体变压器仍然大量使用。
平面变压器已形成系列，正在推广。
片式变压器处于个别和小批量生产阶段。
薄膜变压器只是个别情况，仍处于研究开发阶段。
由此可见，铁氧体平面变压器将在未来的功率变换模块中发挥极为重要的作用，特别在较大功率模块中起的作用显得更为突出。
2.结构原理平面变压器通常有2个或2个以上大小一样的柱状磁芯。
现以2个磁芯的平面变压器为例介绍其结构，如图1所示。
每个磁芯柱在对角线上的两角都用铜皮连接，铜皮在通过磁芯柱时紧贴磁芯内壁。
名词解释平面变压器
名词解释平面变压器
平面变压器是一种电力设备，用于改变交流电的电压水平。
它由两个或多个共平面且互绕的线圈组成，通过电磁感应原理而实现电能的转换。
主要由一个铁芯和若干绕组构成，其中一个绕组通常被称为主绕组，而其他绕组则被称为副绕组。
当电流经过主绕组时，产生的磁场会穿过铁芯，进而感应出副绕组中的电流。
通过调整主、副绕组的匝数比例，平面变压器可以实现不同的输入和输出电压比。
这种设备常用于电力输电、电子设备和通信系统中，用于降低或升高电压。
平面变压器设计公式
平面变压器设计公式平面变压器是一种常见的电力变压器，在电力系统中用于改变电压的大小。
它由一个铁心和多个绕组组成，其中铁心由层叠的正方形硅钢片组成，绕组则由绝缘铜线缠绕而成。
平面变压器的设计需要考虑多个因素，包括电流、电压、功率损耗等。
下面我们将详细介绍平面变压器的设计公式。
1.基本参数：平面变压器的基本参数包括额定电压、额定电流、频率等。
额定电压是指设计中所考虑的主要电压级别，根据电力系统的要求选择。
额定电流是指在额定电压下变压器能够承载的最大电流值。
频率是电力系统的运行频率，一般为50Hz或60Hz。
2.电流计算：根据变压器的额定功率和额定电压，可以计算出额定电流。
变压器的功率可以用下式表示：P=√3*U1*I1=√3*U2*I2其中，P为功率，U1和U2为变压器的两个电压端口的额定电压，I1和I2为变压器的两个电流端口的额定电流。
3.磁通密度计算：变压器的铁芯中的磁通密度B应该能够满足设计要求，一般情况下，磁通密度的选择范围为1.4-1.8T。
磁通密度可以通过下式计算得到：B=√2*V/(4.44*f*N*Ae)其中，V为变压器的额定电压，f为变压器的频率，N为变压器的绕组数，Ae为铁心有效面积。
4.铁心设计：铁心由正方形硅钢片组成，其截面积可以通过下式计算得到：Ae=√(Ki*P)/(B*f)其中，Ki为系数，一般为1.1-1.3，P为变压器的额定功率，B为磁通密度，f为频率。
5.绕组设计：绕组由绝缘铜线缠绕而成，其长度可以通过下式计算得到：L=((R1+Rc)*N+Ru)*π*d其中，R1和R2分别为绕组的外径和内径，Rc为铁心的外径，Ru为该绕组与铁心的最小厚度，N为绕组数，d为绕组的直径。
6.损耗计算：变压器的损耗主要包括铁心损耗和铜损耗。
铁心损耗可以通过下式计算得到：Pc=Ke*f*B^2*V*√2*10^(-6)其中，Ke为损耗系数，取值范围为0.2-0.3、铜损耗可以通过下式计算得到：Pcu = √3 * (I1^2 * R1 + I2^2 * R2) * 10^(-3)其中，R1和R2分别为绕组的电阻。
平面变压器制作工艺
平面变压器制作工艺
3. 铁芯制作：根据设计要求，将铁芯切割成适当的形状和尺寸。通常使用硅钢片作为铁芯 材料，以减小铁芯损耗。
4. 绝缘处理：对铁芯和绕组进行绝缘处理，以防止绕组与铁芯之间的短路。可以使用绝缘 纸、绝缘漆等材料进行绝缘处理。
5. 绕组制作：根据设计要求，将导线绕制成绕组。绕组可以分为一次绕组和二次绕组，使 用不同规格和类型的导线。
平面变压器制作工艺
平面变压器是一种特殊的变压器结构，其制作工艺相对复杂。下面是一般的平面变压器制 作工艺流程：
1. 设计和规划：根据变压器的电气参数和要求，进行设计和规划。确定变压器的结构、尺 寸、绕组等参数。
2. 材料准备：准备变压器制作所需的材料，包括铁芯、绝缘材料、导线等。确保材料质量 符合要求。
平面变压器制作工艺
需要注意的是，平面变压器的制作工艺可能会因具体的设计要求和制造商而有所不同。因 此，在实际操作中，建议参考相关的制造商指南和标准，并与专业的变压器制造公司或机构 合作，以确保平面变压器的制作工艺符合要求。
平面变压器制作工艺
6. 绕制固定：将绕组固定在铁芯上，以确保绕组的稳定性和可靠性。可以使用胶带、胶水 等材料进行固定。
7. 绝缘覆盖：对绕组进行绝缘覆盖，以防止绕组之间的短路和绝缘击穿。通常使用绝缘纸 、绝缘漆等材料进行覆盖。
8. 终检和测试：对制作完成的平面变压器进行终检和测试，包括电气性能测试和绝缘测试 。确保变压器符合设计要求和标准。
平面变压器粘接工艺
平面变压器粘接工艺嘿，朋友！今天咱来聊聊平面变压器的粘接工艺，这可是个相当有趣又关键的事儿。
你想想，平面变压器就像一座精巧的小城堡，而粘接工艺呢，就是那把能让城堡稳稳站立、坚不可摧的神奇钥匙。
要是这粘接没做好，那可就像是城堡的基石松了，随时都有倒塌的危险。
要做好粘接，选对胶水那是首要任务。
这胶水就好比是裁缝手里的好布料，得质量上乘、性能合适。
不同的工况，需要不同特性的胶水，有的要耐高温，有的要耐潮湿，你说这是不是得精挑细选？然后呢，粘接面的处理也绝对不能马虎。
这粘接面就像是人的脸蛋，得干净、光滑，不能有一点瑕疵。
得把油污、灰尘啥的统统清理干净，不然这胶水粘上去也不牢固，就像给脸上抹化妆品，脸不干净，能抹得好吗？涂胶水的时候，那可讲究个手法。
不能多也不能少，多了浪费还可能影响性能，少了又粘不结实。
这就像炒菜放盐，多了齁得慌，少了没味道。
得均匀地涂上去，让每个角落都能被照顾到。
粘接的时候，还得注意压力和时间的控制。
压力太大，可能把零件压坏；压力太小，又粘不紧。
时间短了，胶水没反应好；时间长了，又耽误事儿。
这就跟做饭掌握火候一样，得恰到好处，不然这饭不是夹生就是糊了。
粘接完了，可别以为就大功告成了。
还得检查检查，看看有没有气泡、有没有没粘住的地方。
这就像是考试完了要检查试卷，一个小错误都不能放过。
总之，平面变压器的粘接工艺可真是个精细活儿，每一个环节都得小心翼翼，就像走钢丝一样，一步都不能错。
只有把每个细节都做到位，才能保证平面变压器稳稳当当工作，为咱们的各种设备提供稳定可靠的电力支持。
所以啊，对待这粘接工艺，咱可千万不能马虎！。
平面变压器技术和平面磁集成技术
平面变压器是一种呈低高度扁平状或超薄型（low profile）的变压器，其绕组一般是由折叠式铜箔、印制电路板（PCB，Printed circuit board）上的印制铜线或直接沉积于磁性薄膜上的铜线条结构，高度远小于传统变压器，是高频变压器的一种新型结构形式。作为一种超薄型变压器，平面变压器结构包括平面磁芯和平面绕组，其突出特点是体积小、效率高特点，因此最适合的应用领域是空间存在限制或对节能及散热要求苛刻的地方。目前典型的应用有便携式电子设备高密度电源、卡式UPS电源、通信领域的AC/DC前端和DC/DC转换等。
与传统变压器比较，平面变压器有以下特点： 采用平面磁芯，由于窗口形状变为扁长形，降低了磁回路和电回路的利用率，所以热通道短，温升低； 磁芯结构的平面化必然带来绕组结构的平面化，从而带动了对平面结构绕组的研究，PCB板绕组容易实现任意绕制方式，提高初、次级线圈的磁耦合系数，减少漏感和绕组涡流损耗，漏感小（<0.2%）； 工作频率高（50kHz~2MHz），能量密度大（达到100W/g），效率高（98%~99%），体积小相当于传统变压器的20%； 平面变压器具有较大的散热面积，且使磁件热点到磁件表面的热阻降低，从而能改善热损散问题，能实现高磁通密度，减少在高频工作条件下由集肤效应（对于普通PCB铜箔，只有当通过电流频率高于12MHz时才需要考虑趋肤效应，而对于目前绝大部分应用，工作频率都在10MHz以下）和邻近效应所引起的涡流损耗并有利于散热，并能采用紧密封装来实现高功率密度； 回路为绕组结构固定、预先加工好的，所以参数重复性好。
平面磁集成技术是将平面变压器和平面电感等平面磁性器件集成在一起。目前，磁性器件的高功率密度、高频化、集成规模化的研究已经受到广泛关注，美国加州理工大学对如何实现磁性器件集成技术做了大量的理论和实用研究。
平面变压器的分类
平面变压器的分类：平面变压器按设计制作工艺的不同，可分为印刷电路（PCB）型，厚膜型、薄膜型、亚微米型 4 种。
1，PCB 型变压器印刷电路PCB（printed circuit board）型变压器可省去绕组骨架，能增大散热面积，能减小在高频工作时由集肤效应和邻近效应所引起的涡流损耗，也能增大电流密度，其电流密度最高可达20A/mm，功率大，工艺简单。
但用PCB，窗口利用率低，仅为0.25~0.3，传统变压器的窗口利用率为0.4，其体积也较大。
PCB 型变压器其功率可高达20kW ，频率可达兆赫数量级。
采用pulse 的平面技术，多层PCB 夹在磁芯之间，薄型高效铁氧体平面变压器，其底部面积小，高度只有7.4mm，工作频率为150~750kHz，工作温度为-400~1300。
2，厚膜变压器厚膜变压器是为了克服薄膜变压器中导体电阻大的缺陷而提出的。
以氧化铝作基体，采用厚膜工艺，在其上、下表面各印制了初级和次级绕组，用铁氧体制作的平面变压器在2MHz，输出功率为75W 时，效率达85%。
厚膜工艺制造出的平面变压器效率一般较低，因此寻求更进一步的工艺技术以完善平面变压器制造的厚膜工艺是实现平面变压器高频集成化的关键。
3，薄膜型变压器薄膜型变压器是一种用磁性薄膜研制的叠层微型变压器，采用薄膜后高度低于1mm，工作频率超过1MHz，其体积小，易于集成，但只适用于小功率情况。
它们绝大多数采用金属磁性材料，如坡莫合金、铁硅铝和非晶合金。
主要是因为它们有高BS 和高磁导率。
Tsuijimotl 等人用带式（铜厚35μm，长34mm，宽3mm）加以绝缘膜(厚100μm)，非晶CoNbZr 膜（1.8μm）构成一种能在高频下输出电压可控的薄膜变压器——针孔型变压器，还制成了厚度为210μm的片式变压器。
它是采用两层10μm 厚的CoZr 非晶薄膜做成的，用于5V、0.3A、1MHz 的开关电源，77.5% 铁氧体材料（以MnZn系为主）也可以制成薄膜型变压器，但用常规的方法很难制出合适的微型磁膜，故需开发新的成膜技术。
平面变压器
平面变压器介绍磁性元件的设计是开关电源的重要部分，因为平面变压器在提高开关电源的特性方面有着很大的优势，因此近年来得到了广泛的应用。
对于一个理想的变压器来说，初级线圈所产生的磁通都穿过次级线圈，即没有漏磁通。
而对普通变压器来说，初级线圈所产生的磁通并非都穿过次级线圈，于是就产生了漏感，电磁耦合的紧密要求也无法满足。
而平面变压器只有一匝网状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包线，而是一片铜皮，贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。
所以，平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数，而且平面变压器的输出电流可以通过并联进行扩充，以满足设计的要求。
因此，平面变压器的特点就显而易见了：平面绕组的紧密耦合使得漏感大大地减小；平面变压器特殊的结构使得它的高度非常的低，这使变换器做在一个板上的设想得到实现。
但是，平面结构存在很高的容性效应等问题，大大限制了它的大规模使用，不过，这些缺点在某些应用中，也有可能转换为一种优点。
另外，平面的磁芯结构增大了散热面积，有利于变压器散热。
平面变压器的优点主要集中在较低的漏感值和交流阻抗。
绕组问的间隙越大意味着漏感越大，也就产生更高的能量损失。
平面变压器利用铜箔与电路板间的紧密结合，使得在相邻的匝数层间的间隙非常的小，因此能量损耗也就很小了。
在平面型变压器里，其绕组是做在印制电路板上的扁平传导导线或是直接用铜泊。
扁平的几何形状降低了开关频率较高时趋肤效应的损耗，也就是涡流损耗。
因此，能最有效地利用铜导体的表面导电性能，效率要比传统变压器高得多。
1.电流分配均等典型的平板变压器副边绕组有若干个并联的线圈。
每个副边绕组都和同一个原边绕组相藕合。
所以，副边电流产生的安匝数与原边绕组产生的安匝数相等（忽略励磁电流）。
这种特性对并联整流电路特别有用。
绕组电流分配均等，在并联整流电路中就不影响其他元件。
2.很高的电流密度平板变压器有极好的温升特性设计。
因为这些特性，所以它能在很小的封装体积内达到很高的电流密度。
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(1)除了合理布局和控制电路采用了表面贴工艺来节省空间外，还采取了更有效的措施来避免传统体积较大的高频功率变压器占用有限的空 间。 (2) 工作环境温度高。相对于其它整流模块 -25 ℃ ～ +50 ℃ 的工作环境， 该模块能工作在 -25 ℃ ～ +70 ℃ 的环境中，以满足一些恶劣条件的需求。因此，正常工作时，模块内部温升会更加高，要求变压器能 承受高温。 (3) 该模块的EMI、杂音等指标要求高。要求有切实的措施来改进这些方面。
图2与图3给出了在不同的间隙下漏感和交流阻抗的变化，可以明显地看出间隙越大，漏感越大，交流阻抗越小。在间隙增加1mm的状况下 漏感值增加了5倍之多。因此，在满足电气绝缘的情况下，应该选用最薄的绝缘体来获得最小的漏感值。
然而，容性效应在平面变压器中是非常重要的，在印制电路板上紧密绕制的导线使得容性效应非常的明显。而且绝缘材料的选取对容性值也 有着非常大的影响，绝缘材料的介电常数越高，变压器的容性值越高。而容性效应会引起EMI，因为从初级到次级的绕组中只有容性回路的 绕组传播这种干扰。为了验证，笔者做了一个试验，在铜导线的间隙增加O．2mm的情况下，而电容值就减少了20%。因此，如果需要一个 比较低的电容值，则必须在漏感和电容值之间做出一个折中的选择。
平面变压器在开关电源中的技术优势
编 摘 要：
高功率密度是当今开关电源发展的主要趋势，要做到这一点，必须提高磁元件的功率密度平面变压器因为特殊的平面结构和绕组的紧密耦 合，使得高频寄生参数大大降低，极大地改进了开关电源的工作状态，因此近年来得到了广泛的使用研究了几种不同的平面结构和绕组制作 的方式,介绍了设计平面变压器的一个标准方法，从而使得设计过程变得更加简单，大大降低了设计成本。最后，比较了平面变压器和传统 变压器的一些参数，并给出了设计方针. 关键词：平面变压器；漏感；插入技术
2.1 应用于平面变压器的插入技术
应用于变压器中的插入技术的主要优点如下：
1)使变压器中磁性能量储存的空间减少，导致漏感的减少；
2)使电流传输过程中在导体上理想分布，导致交流阻抗的减少；
厚膜变压器
厚膜变压器是为了克服薄膜变压器中导体电阻大的缺陷而提出的。以氧化铝作基体，采用厚膜工艺，在其上、下表面各印制了初级和次级绕 组，用铁氧体制作的平面变压器在 2MHz，输出功率为 75W 时，效率达 85%。厚膜工艺制造出的平面变压器效率一般较低，因此寻求更进 一步的工艺技术以完善平面变压器制造的厚膜工艺是实现平面变压器高频集成化的关键。
（7）参数可重复性好。因为绕组结构固定、容易预先加工，所以参数稳定。
（8）工作频率范围宽。频率可从50 kHz～ 2 MHz。
（9）工作温度范围宽。工作温度为 -40 ℃～ 130 ℃。
（10）绝缘性好。平面变压器由导电电路与绝缘片互相重叠构成，从而保证绕组之间、初— 次级及次—次级间可达4 kV绝缘隔离。
薄膜型变压器
薄膜型变压器是一种用磁性薄膜研制的叠层微型变压器，采用薄膜后高度低于 1mm，工作频率超过 1MHz，其体积小，易于集成，但只适 用于小功率情况。它们绝大多数采用金属磁性材料，如坡莫合金、铁硅铝和非晶合金。主要是因为它们有高 BS 和高磁导率。Tsuijimotl 等 人用带式(铜厚 35μm，长 34mm，宽 3mm)加以绝缘膜(厚 100μm)，非晶 CoNbZr 膜(1.8μm)构成一种能在高频下输出电压可控的薄膜变压 器——针孔型变压器，还制成了厚度为 210μm的片式变压器。它是采用两层 10μm 厚的 CoZr 非晶薄膜做成的，用于 5V、0.3A、1MHz 的 开关电源，77.5% 铁氧体材料(以 MnZn系为主)也可以制成薄膜型变压器，但用常规的方法很难制出合适的微型磁膜，故需开发新的成膜技 术。目前国外主要采用 PVD、CVD 等沉积技术配合化学蚀刻，激光烧蚀法、光照射低温镀膜法等成膜技术。Yamaguchi K 等设计制作的微 型变压器，其面积只有2.4mm×3.1mm，在 10MHz 时效率可达 67%。
引言
磁性元件的设计是开关电源的重要部分，因为平面变压器在提高开关电源的特性方面有着很大的优势，因此近年来得到了广泛的应用。对于 一个理想的变压器来说，初级线圈所产生的磁通都穿过次级线圈，即没有漏磁通。而对普通变压器来说，初级线圈所产生的磁通并非都穿过 次级线圈，于是就产生了漏感，电磁耦合的紧密要求也无法满足。而平面变压器只有一匝网状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包 线，而是一片铜皮，贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以，平面变压器的输出电压取决于磁芯的个数，而且平面变压器的输 出电流可以通过并联进行扩充，以满足设计的要求。因此，平面变压器的特点就显而易见了：平面绕组的紧密耦合使得漏感大大地减小；平 面变压器特殊的结构使得它的高度非常的低，这使变换器做在一个板上的设想得到实现。但是，平面结构存在很高的容性效应等问题，大大 限制了它的大规模使用，不过，这些缺点在某些应用中，也有可能转换为一种优点。另外，平面的磁芯结构增大了散热面积，有利于变压器 散热。
(4) 模块体积小，效率高，间接要求模块的热损耗小。
鉴于以上的几点要求，结合平面变压器的优点，在变压器设计方案中优先考虑采用平面变压器。在结构体积很小的情况下，平面变压器的电 流密度高，漏抗小，非常适合低电压大电流的开关电源。应该注意的是，由于常规变压器都是将圆柱形导线缠绕在铁氧体磁芯上，高频电流 集中在导线表面的附近（趋肤效应），会降低有效传导性能。而在平面型变压器里，其“绕组”是做在敷铜印制电路板上的扁平传导导线。扁 平的几何形状降低了开关频率较高时趋肤效应的损耗。因此，能最有效地利用铜导体的表面导电性能，效率要比传统的高。
PCB 型变压器
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印刷电路 PCB(printed circuit board)型变压器可省去绕组骨架，能增大散热面积，能减小在高频工作时由集肤效应和邻近效应所引起的涡流 损耗，也能增大电流密度，其电流密度最高可达 20A/mm，功率大，工艺简单。但用 PCB，窗口利用率低，仅为0.25~0.3，传统变压器的 窗口利用率为 0.4，其体积也较大。PCB 型变压器其功率可高达 20kW ，频率可达兆赫数量级。采用 pulse 的平面技术，多层 PCB 夹在磁 芯之间，薄型高效铁氧体平面变压器，其底部面积小，高度只有7.4mm，工作频率为 150~750kHz，工作温度为-400~1300。
与传统的变压器相比主要有以下特点：
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（1）高电流密度。平面变压器的导线实际上是一些平面的导体，因而电流密度大。
（2）高效率。效率可达98%～99%。
（3）低漏感。约为初级电感的 0.2% 。
（4）热传导好。热通道距离短，温升低。
（5）低EMI辐射。良好的磁芯屏蔽可使辐射降到很低。
（6）体积小。采用了小型磁芯可相应减小体积。
分类
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平面变压器的分类 ：平面变压器按设计制作工艺的不同，可分为印刷电路(PCB)型，厚膜型、薄膜型、亚微米型 4 种。
优势
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平面变压器与常规变压器相比，磁芯尺寸大幅度缩小，特别是高度缩小最大。这一特色对电源设备中在空间受到严格限制的场合下具有相当 大的吸引力，从而可成为许多电源设备中首选的磁性元件。平面变压器结构上的优势，也为它的电气特性带来了许多优点：功率密度高，效 率高，漏感低，散热性好，成本低等。[1]
简介
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平面磁芯开发成功，可实现平面化的变压器设计。由于平面变压器要求磁芯、绕组是平面结构，所以应该采用多层PCB绕组。现在，已有许 多公司开发出了平面变压器，Pulse公司开发出了平面磁性元件，以色列佩顿公司 Payton已开发了Planetics平面变压器，功率由5W到 20KW、频率自20KHz到2MHz，效率通常可达98%，是电信、电焊机、计算机和外设、网络、医疗电子、工业控制、安全系统和电子设备 的理想选择。 平面变压器的特点是高频，低造型，高度很小而工作频率很高。
亚微米型变压器
亚微米变压器是利用化学法合成，采用低温(900℃)烧结的 NiCuZn 铁氧体为介质材料，以 Ag 为内电极，用流延和丝网印刷技术的方法制备 而成的，其体积小、质量轻、易于集成、工艺简单。两种片式亚微米型变压器，外形尺寸分别为 2.1cm×2.1cm×1mm和 8mm×8mm× 1mm，设计变压比分别为 6 和 4，工作频率为1~10MHz。 亚微米型平面变压器结构新颖，改变了传统变压器的结构特征，将变压器原边和 副边绕组采用丝网印刷技术烧制在铁氧体材料中，外型类似表贴的集成电路器件。对亚微米型平面变压器的电气性能测试表明：①空载情况 下，变压比先随着输入电压的增加而增大，而后随着输入电压的增加而减小，范围内达到最大值。另外，变压比随着输入信号频率的增加而 增大。②在一定输入频率和电压情况下，输出功率随负载的增大先升高再降低，存在一个输出功率最大的负载电阻值。③在一定输入电压和 输出负载的情况下，随着输入电压频率的增加，变压器的变压比逐渐增大，当输入电压频率高于某一临界值后，变压比基本保持不变。波形 畸变程度随着输入电压频率的增加而减小。④在一个固定输入频率下，存在一个饱和负载电阻值，当负载电阻值小于饱和负载电阻值时，则 变压器的输出电压随负载增大而增大，但当负载电阻值大于饱和负载电阻值时，输出电压的变化很小或基本保持不变。随着频率的升高饱和 负载电阻值逐渐增大。在负载电阻值等于饱和负载电阻值时，变压器的变压比基本不随输入电压的变化而变化，但随着输入电压的升高，输 入输出电压的波形畸变程度增强。
平面变压器
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平面变压器是一种具有高频，低造型，高度很小而工作频率很高等特点的仪器。
中文名
平面变压器
外文名
PLANAR TRANSFORMER
目录 1 简介 2 分类 3 优势 4 PCB 型变压器 ▪ 厚膜变压器 ▪ 薄膜型变压器 ▪ 亚微米型变压器 5 与传统的变压器相比主要有以下特点： 6 平面变压器在开关电源中的运用 7 平面变压器在开关电源中的技术优势 ▪ 摘 要： ▪ 引言 ▪ 平面变压器的特性研究 ▪ 插入技术 ▪ 2.1 应用于平面变压器的插入技术 ▪ 多绕组变压器中平面结构的优势 ▪ 在不同拓扑中平面变压器的作用 ▪ 平面变压器的标准化设计 ▪ 实验论证 ▪ 结语