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平面变压器

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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

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。

平面变压器的技术分析

平面变压器的技术分析

平面变压器的技术分析中心议题：平面变压器的特性研究平面变压器的插入技术平面变压器的标准化设计解决方案：使变压器中磁性能量储存的空间减少，导致漏感的减少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绕组间更好的耦合作用，导致更低的漏感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。

1平面变压器的特性研究如前所述，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。

图1给出了一个平面变压器的剖面图，并且利用两层绕组间距离的不同，而获得在不同间隙下的漏感和交流阻抗值。

平面变压器的设计原理及其应用

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。

平面变压器设计公式

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

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。

平面变压器的特性及标准化设计(精)

平面变压器的特性及标准化设计(精)

平面变压器的特性及标准化设计0 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。

1插入技术插入技术是指在布置变压器原、副边绕组时，使原边绕组与副边绕组交替放置，增加原、副边绕组的耦合以减小漏感，同时使得电流平均分布，减小变压器损耗。

现在插入技术的研究被分为两个方面，即应用于变压器的插入（正激电路）和应用于连接电感器的插入（反激电路）。

因此，插入技术现在已经被放在不同的拓扑中作为不同的磁性部件来研究。

1.1 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；3）绕组间更好的耦合作用，导致更低的漏感。

1．2在不同拓扑中平面变压器的作用在不同的拓扑中，磁性元件的作用也是不同的。

在正激变换器中的变压器，磁性能量在主开关管开通的时候由初级绕组传递到次级绕组中。

然而，在反激变换器中的“变压器”并不完全是一个变压器，而是两个连接的电感器。

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。

平面变压器的特性及标准化设计

平面变压器的特性及标准化设计0 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。

1插入技术插入技术是指在布置变压器原、副边绕组时，使原边绕组与副边绕组交替放置，增加原、副边绕组的耦合以减小漏感，同时使得电流平均分布，减小变压器损耗。

现在插入技术的研究被分为两个方面，即应用于变压器的插入（正激电路）和应用于连接电感器的插入（反激电路）。

因此，插入技术现在已经被放在不同的拓扑中作为不同的磁性部件来研究。

1.1 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；3）绕组间更好的耦合作用，导致更低的漏感。

1．2在不同拓扑中平面变压器的作用在不同的拓扑中，磁性元件的作用也是不同的。

在正激变换器中的变压器，磁性能量在主开关管开通的时候由初级绕组传递到次级绕组中。

然而，在反激变换器中的“变压器”并不完全是一个变压器，而是两个连接的电感器。

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。

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。
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PFe＝kFePVVe =1.1×６５０×２．５５×１０－３
≈１．８２W
２） 铜耗
。本设计原、副边绕组的
直流电阻分别为r1＝５５mΩ，r2＝３mΩ；kcu为考虑趋肤效应和 邻近效应而引入的附加铜耗系数，取kcu≈１．１，则变压器的 铜耗为：
Pcu＝１．１×（１．７５２×０．０５５＋７．４５２×０．００３） ＝１．１×（０．１６８＋０．１６７）
≈０．３７W
３） 总损耗和效率：
变压器的总损耗为：
ΣP =PFe+Pcu =1.82+0.37
=2.19W
变压器的效率为：
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的正激变压器副边绕组的工作状态相当，所以推挽、桥式
拓扑变压器副边绕组电流的有效值为：
（ １３ ）
七. 设计举例
设计一平面变压器适用于技术条件如下的DC／DC变换 器：
输出功率：P2 ＝ ４５Ｗ 工作频率：f ＝ ３５０KHz 输入电压：Vs ＝ V1 ＝ ３６～７２VDC 输出电压：Vo＝５VDC 输出电流：I0 ＝ ９A 拓扑：正激
式中，变压器的效率η＝０．９０～０．９５。
对于单极性矩形波电流其有效值为幅值的 边绕组电流的有效值为：
倍，故原
（ ９ ） 式中，K I为考虑变压器激磁电流分量而引入的系数， 可取KI≈１．１。 2. 推挽拓扑变压器原边绕组电流的有效值：
由于原边相串联的两个绕组各自在Ton的时间内工作并 相互交替，对每个绕组输入的功率为 P1，故原边绕组电 流的有效值为：
（ １０ ）
3. 桥式拓扑变压器原边绕组电流的有效值：
原边绕组於每个周期内在２×Ton的时间内工作，
图１０ EPCOS N８７ Pv＝f( f, B, T ) 曲线族
对于双极性矩形波电流，其有效值为幅值的 故原边绕组电流的有效值为：
1. 磁心规格的选取：
设变压器的效率为η＝０．９５； 则变压器的输入功率为P1 ＝ P2 ／ η ＝ ４７．４Ｗ； 选用Ferroxcube 3F3 E22/6/16 磁心，其有效截面积Ae ＝ ７８．３×１０－６m２，有效体积Ve ＝ ２．５５cm３。
2. 占空比D和圈数比K的选取：
6. 变压器原、副边绕组的电流密度：
技术讲座 · Technology Lecture
铁氧体磁心多层线路板 平面变压器的设计（二）
何可人
五. 变压器绕组圈数的选择
按已知的DC／DC变换器的输入、输出条件和工作频 率，在选定了磁心的形状和尺寸、脉冲的占空比后，可按 下列公式计算出变压器原边绕组的圈数：
对于正激变压器：
式（７）中E 1m是圈数为N 1的原边绕组感应电势的幅 值。因此对于推挽变压器，其原边绕组为两组N 1圈的绕组 串联，并带有中心抽头（２×N1 CT ）。
参看图６、７和８，对于推挽和桥式变换器，其变压器
副边绕组由两组绕组串联而成，并带有中心抽头。按式
（８）计算所得的圈数为每个绕组的圈数，故变压器副边绕 组的总圈数为２×N2 CT。
3. 原、副边绕组的圈数： 初步选用 B＝１００mT，则：
取 N1 ＝ ８T 则 验算相应的磁通密度变化量：
Technology Lecture · 技术讲座
为了进一步减少平面变压器的漏抗，可以采用将原边 或副边绕组其中之一分成两部份，而另一绕组则夹放在中 间的结构，使原、副边绕组偶合得更为紧密。建议将铜耗 较大的绕组分放在多层线路板的上下两边，这有利于绕组 的散热，以降低变压器的温升。
对于推挽和桥式变压器：
（ ６ ）
（ ７ ）
而变压器副边绕组的圈数为：
（ ８ ）
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Technology Lecture · 技术讲座
六. 变压器绕组电流的有效值及电流密度 1. 正激拓扑变压器原边绕组电流的有效值：
设原边绕组电流在To n时间内等效矩形波的幅值为I 1 m， 那么在一个周期内对原边绕组输入的能量为：
W1＝V1mI1m·Ton 式中，V1m为原边绕组端电压的幅值。 而输入的功率则为：
a
b
当然在园整圈数比的计算值时，我们可以选用K＝５， 而取原、副边绕组的圈数分别为N1＝１０T和N2＝２T，这时 B 并没有多大的改变，但原边绕组电流的有效值将因D值的 增大（D∝K）而减少（I1∝１／ ），正激变压器副边绕组 电流的有效值则会因D值的增大而增加（I2∝ ）。可见 圈数比K的选择将影响原、副边绕组铜耗的分配，但在选 定K、N 1和N 2时，要考虑的一个重要因素是绕组在多层线 路板上的分布、排列和连接是否简易经济和性能良好。
取 K ＝ ４ 当V1＝V1min＝３６V 时：
（或 ）

副边绕组的电流密度为：
（Ａ／mm２） （ １５ ） 电流密度的选取不仅影响变压器的铜耗、效率和温
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当V1＝V1max＝７２V 时：
图１１ 平面变压器（a）和普通变压器（b）的漏磁通 参看图１２，可知原边绕组导线的宽度a1 ＝ ２．１mm，而 原边绕组每圈导体的总截面积为： Scu1 ＝ n1a1b1 ＝ １×２．１×０．１０５ ＝ ０．２２１mm２ 。 参看图１３，可知副边绕组导骊的宽度a2 ＝ ４．５mm，而 原边绕组每圈导体的总截面积为： Scu1 ＝ n2a2b2 ＝ ２×４．５×０．１０５ ＝ ０．９４５mm２ 。
4. 原、副边绕组的分布与排列：
本设计采用３安铜箔的八层线路板，原、副边绕组各 四层；原边绕组每层两圈，互相串联，N1 ＝ ８， n1 ＝ １；副 边绕组每层一圈，相邻的两层并联后再互相串联，N2 ＝ ２， n2 ＝ ２。至于每层线圈的图形，此处从略。
平面变压器扁平的绕组结构使平面变压器的漏抗比普 通变压器要小得多，图１１可对此作出简明的解释：对于平 面变压器来说（图１１，a），只与原边或副边绕组自身相交 链的漏磁通比普通变压器（图１１，b）要少得多。
器来说，圈数的选取非常关键，它对变压器的损耗、效率
和温升有着明显的影响。从理论上来说，当选取的圈数合 适，使变压器的铁耗和铜耗的值相接近，那么变压器的损 耗较小，效率较高，温升较低。
当用式（６）或式（７）计算变压器绕组的圈数时， 首先必须选取适当的 B或Bm，它们的选取直接关系到变 压器的损耗，效率和温升。如果磁心的生产厂家能提供各 种材质磁心的损耗与工作频率、磁通密度在不同温度时的 关系曲线族Pv＝f( f, Bm, T )，那么我们就可以依据变压器的 功率、工作频率和预计的变压器的效率、铁耗所占总损耗 的比例（例如６５％～８０％）、工作温度等来选取磁密的初 值，但目前还欠缺这方面的资料可供设计时参考。
倍，
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（ １１ ） 用式（９）、（１０）和（１１）计算原边绕组电流的有 效值时，对于正激、推挽和全桥式拓扑变换器，V1m≈Vs； 而对于半桥式拓扑变换器V1m≈ Vs。
5. 推挽、桥式拓扑变压器副边绕组电流的有效值：
推挽、半桥和全桥拓扑的变换器有相同的全波整流
输出电路，变压器的副边绕组均由两个相同的绕组串联组
成，每个绕组只在半个周期内工作：在Ton时间内输出感应
电流I 2m，而在
时间内成为释放LC所储存的能量的
通道，流过电流IW，且I2m ＝ IW ＝ I0。由此可见，这与D ＝ ０．５
4. 正极拓扑变压器副边绕组电流的有效值：
升，而且与变压器的成本有关。每根导线的面积一定时， 要降低电流密度就必须增加导线的并联根数，亦既要增加 线路板的层数，这将使多层线路板绕组的成本显著增加。
关于导线的宽度a，线路板每层的圈数一定时，应尽 量减少导线至边缘（≥０．５ｍｍ）和导线之间（≥０．２５ｍｍ） 的间距。
绕组每圈导体的总截面积为： Scu＝n·a·b（nm２） 式中：n —— 导线的并联根数
a —— 导线的宽度（mm） b —— 铜箔的厚度（mm） 原边绕组的电流密度为：
（A／mm２） （ １４ ）
取对应于输入电压中值
时的占空
比Dave ＝ ０．５，且 V1＝１．０V， V2＝１．０V，则相应的圈数比为：
图１０为EPCOS N８７磁材Pv＝f( f, B, T )的三组曲线族，但 其测试的频率低，故不能供平面变压器设计时参考。
以下列出相当于EPOCOS N８７磁材的磁密选用范围， 供设计平面变压器时参考：
f ＝ ３００KHz时，Bm ＝ ７０ ～１００ mT； f ＝ ５００KHz时，Bm ＝ ３０ ～５０ mT；
图１２ 原边绕组导线宽度a1＝２．１mm
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图１３ 副边绕组导线宽度a2＝４．５mm
5. 原、副边绕组电流的有效值和电流密度： 原、副边绕组电流的有效值：
原、副边绕组的电流密度：
6. 损耗和效率：
１） 铁耗PFe＝kFePVVe 。3F3磁材在f＝３５０KHz，Bm＝ １１０mT （正弦波的幅值）和环境温度为１００℃时的P V≈６５０m W／ cm３；kFe为考虑到变压器电压的波形为矩形波而引入的附加 铁耗系数，取kFe≈１．１，则变压器的铁耗为：
由于平面变压器的工作频率高，绕组圈数很少，尤其 是用于低电压的变换器的变压器，N 1和N 2只有几圈甚至一 圈，因此在将计算值圆整时，不仅要使N 1／N 2接近选定的K 值，而且还必须考虑绕组在多层线路板上的分布和排列是
否可行。
变压器的铜耗、铁耗和总损耗与绕组的圈数大致上有
如图９所示的关系。由此可见对于绕组圈数很少的平面变压
关于铜箔的厚度b，可根据需要选用３安（b=0.1mm） 或６安（b=0.2mm）的铜箔。
设I2m —— 副边绕组等效矩形波电流的幅值 Io —— 负载电流 I2 —— 副边绕组电流的有效值