平板变压器介绍
2013/9/2 19:24:09 点击：
一、平板变压器分类及特点介绍
总体来说共分4种：第一种是，平板铁氧体磁芯，传统绕线型绕组结构，主要一些高频、高压小功率变压器，与传统变压器比优势不大；第二种是平板铁氧体磁芯，铜箔式绕组结构，主要应用在需要输出低压大电流的高频、大功率开关电源模块中；第三种是平板铁氧体磁芯，PCB印制板绕组，主要是一些高频、中小功率的变压器；第四种是采用LTCC（陶瓷低温共烧）工艺，在铁氧体薄片上印刷绕组，形成绕组阵列，多层黏结叠加，共烧成一体，主要是在高频小信号线路中信号宽带传输、隔离等作用。
平板变压器的主要特点是：
1产品呈平板状、体积小、厚度小，符合电源的模块化发展趋势；
2结构简单，平板变压器是由少量部件和最少的绕组构成的，这种模块在自动化装配中特别适用。
3工作频率高，功率密度大：传统变压器运行在高频时会使开关损耗增大和使变压器过热。平板变压器的出现，使这些问题得以解决。平板变压器能设计为高频变压器，提供一种既经济又好的变压器模块。它可工作在100kHz～1000kHz之间。因为平板变压器元件的尺寸很小，它具有极好的温度耗散特性，所以能和有关的半导体器件和电感紧密地封装在一起，实现高功率密度。
4工作效率高：调节漏电感，使它能具有很快的开关时间，很低的交叉损耗，就能使它达到很高的效率。这种变压器副边绕组和原边绕组之间的匝间传导损耗是很小的。
5极好的热耗散特性：平板变压器是具有高表面积体积比、很短的热通道的小元件。有利于散热。原边和副边绕组之间的匝间损耗很小。这种磁芯特有的几何外形能有效地减小磁芯损耗。所以它能做到高磁通密度。它可在－55～130℃之间工作。
6电磁辐射干扰小：绕组和绕组之间的良好耦合，就能使绕组匝间的漏电感保持在最小值。输出端到辅助部件的连线很短而且是紧装配，所以绕组相互之间连线上的漏电感也是最小的，因此电磁辐射干扰小。
7可靠性高；
8绝缘强度高
二、国外发展状况
在国外这四种平板变压器均已试制成功，但仅有一些国外名牌企业，如Magnetics公司在近两年首先推出了功率平板变压器用磁芯并逐步得到了应用；美国Flat Transformer Technology 和PAYTON（佩顿）公司实现了用前三种平板变压器的批量生产，PAYTON的平面变压器产品功率从5W-20KW全系列产品。台湾的Pulse只能三种小功率平板变压器的批量生产，目前在二次通信电源的DC-DC模块产品中应用广泛，生产的300W以下产品系列很全；美国Midcom，Inc公司实现了用第四种平板变压器的批量生产。
三、 国内发展状况
应用：在国内在通信行业的二次电源（低压DC-DC）中已经开始使用高频功率平板变压器，但功率在600W以下，目前应用较多的是全砖300W和半砖150W的产品，开关电源工作频率大约在200kHz-300kHz，发展趋势是500kHz-1MHz的高频高功率密度产品，此类产品只能应用平面变压器。在居电源业界领先的通信行业的一次电源，仍然采用传统的变压器，工作频率在100kHz以下，如48V50A电源变压器，体积大约在60×80×60，功率密度大约在10W/cm3，高频功率平板变压器的功率密度在同样的工作频率和体积下大约是传统变压器的3～5倍，也就是说同样功率的变压器如果采用平板变压器式结构，则整个变压器的体积可缩小为原来的1/3～1/5。
目前，功率超过600W、频率超过100kHz的大功率平板变压器在国内很少有批量生产应用。但是随着电源技术发展的需要，尤其是通信电源、电镀电源、逆变电源中都在开始应用，但是由于目前受到成本高的限制大多应用在军用电子和高档工业产品中，但是这类变压器正在得到国内业界的重视。
另在汽车电子中，平面变压器、电感器在国外产品中已经大批量应用，如汽车的超薄型HID（海拉、松下、日立、三菱等汽车大灯安定器）中应用的就是平面变压器和表贴类电感器产品。随着汽车电子产品的小型化，高功率趋势，电子产品内部用使用平面电感器、变压器是必然发展趋势。
总体来说共分4种：第一种是，平板铁氧体磁芯，传统绕线型绕组结构，主要一些高频、高压小功率变压器，与传统变压器比优势不大；第二种是平板铁氧体磁芯，铜箔式绕组结构，主要应用在需要输出低压大电流的高频、大功率开关电源模块中；第三种是平板铁氧体磁芯，PCB印制板绕组，主要是一些高频、中小功率的变压器；第四种是采用LTCC（陶瓷低温共烧）工艺，在铁氧体薄片上印刷绕组，形成绕组阵列，多层黏结叠加，共烧成一体，主要是在高频小信号线路中信号宽带传输、隔离等作用。
平板变压器的主要特点是：
1产品呈平板状、体积小、厚度小，符合电源的模块化发展趋势；
2结构简单，平板变压器是由少量部件和最少的绕组构成的，这种模块在自动化装配中特别适用。
3工作频率高，功率密度大：传统变压器运行在高频时会使开关损耗增大和使变压器过热。平板变压器的出现，使这些问题得以解决。平板变压器能设计为高频变压器，提供一种既经济又好的变压器模块。它可工作在100kHz～1000kHz之间。因为平板变压器元件的尺寸很小，它具有极好的温度耗散特性，所以能和有关的半导体器件和电感紧密地封装在一起，实现高功率密度。
4工作效率高：调节漏电感，使它能具有很快的开关时间，很低的交叉损耗，就能使它达到很高的效率。这种变压器副边绕组和原边绕组之间的匝间传导损耗是很小的。
5极好的热耗散特性：平板变压器是具有高表面积体积比、很短的热通道的小元件。有利于散热。原边和副边绕组之间的匝间损耗很小。这种磁芯特有的几何外形能有效地减小磁芯损耗。所以它能做到高磁通密度。它可在－55～130℃之间工作。
6电磁辐射干扰小：绕组和绕组之间的良好耦合，就能使绕组匝间的漏电感保持在最小值。输出端到辅助部件的连线很短而且是紧装配，所以绕组相互之间连线上的漏电感也是最小的，因此电磁辐射干扰小。
7可靠性高；
8绝缘强度高
二、国外发展状况
在国外这四种平板变压器均已试制成功，但仅有一些国外名牌企业，如Magnetics公司在近两年首先推出了功率平板变压器用磁芯并逐步得到了应用；美国Flat Transformer Technology 和PAYTON（佩顿）公司实现了用前三种平板变压器的批量生产，PAYTON的平面变压器产品功率从5W-20KW全系列产品。台湾的Pulse只能三种小功率平板变压器的批量生产，目前在二次通信电源的DC-DC模块产品中应用广泛，生产的300W以下产品系列很全；美国Midcom，Inc公司实现了用第四种平板变压器的批量生产。
三、 国内发展状况
应用：在国内在通信行业的二次电源（低压DC-DC）中已经开始使用高频功率平板变压器，但功率在600W以下，目前应用较多的是全砖300W和半砖150W的产品，开关电源工作频率大约在200kHz-300kHz，发展趋势是500kHz-1MHz的高频高功率密度产品，此类产品只能应用平面变压器。在居电源业界领先的通信行业的一次电源，仍然采用传统的变压器，工作频率在100kHz以下，如48V50A电源变压器，体积大约在60×80×60，功率密度大约在10W/cm3，高频功率平板变压器的功率密度在同样的工作频率和体积下大约是传统变压器的3～5倍，也就是说同样功率的变压器如果采用平板变压器式结构，则整个变压器的体积可缩小为原来的1/3～1/5。
目前，功率超过600W、频率超过100kHz的大功率平板变压器在国内很少有批量生产应用。但是随着电源技术发展的需要，尤其是通信电源、电镀电源、逆变电源中都在开始应用，但是由于目前受到成本高的限制大多应用在军用电子和高档工业产品中，但是这类变压器正在得到国内业界的重视。
另在汽车电子中，平面变压器、电感器在国外产品中已经大批量应用，如汽车的超薄型HID（海拉、松下、日立、三菱等汽车大灯安定器）中应用的就是平面变压器和表贴类电感器产品。随着汽车电子产品的小型化，高功率趋势，电子产品内部用使用平面电感器、变压器是必然发展趋势。
技术支持：