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印制板平面变压器及其设计方法平面变压器（Planar Transformer）是现代电子设备中常见的一种电力转换器件，它具有体积小、功率密度高、效率高等优点，在高频应用中广泛使用。
本文将介绍平面变压器的基本原理及其设计方法。
一、平面变压器的基本原理平面变压器是通过在层板或多层板上分布式绕制高导电性的导线来实现电磁能的传输的一种变压器结构。
相比传统的线性绕制变压器，平面变压器的导线更加紧凑，可以提高电路的热耦合效果，从而提高效率。
平面变压器主要由主绕组和副绕组组成，两者之间通过互感耦合进行能量传输。
主绕组和副绕组都是由导线在平面上绕制而成，副绕组通常绕制在主绕组上方或下方的另一平面上。
这种结构可以减小漏感应耦合，提高效率。
二、平面变压器的设计方法1.确定基本参数：根据应用需求确定平面变压器的输入电压、输出电压、额定功率等基本参数。
2.计算变压器的参数：根据基本参数，计算变压器的变比，即主副绕组的匝数比。
变比的选择会影响到变压器的效率和输出电流的稳定性。
3.计算导线的尺寸：根据变压器的额定功率和电流，计算主绕组和副绕组导线的尺寸。
导线的尺寸会影响到导线的电阻和损耗，同时也需要考虑到导线间的绝缘和间隔，避免电弧击穿。
4.绘制变压器的外形：根据导线的尺寸和布局确定变压器的外形尺寸。
通常采用绘制软件进行设计，以便更好地进行后续的制造和组装。
5.选择磁芯材料：根据变压器的工作频率和功率密度选择合适的磁芯材料。
磁芯的选择会影响到变压器的磁耦合效果和磁滞损耗。
6.计算磁芯的尺寸：根据变压器的输入电压和工作频率，计算磁芯的尺寸和磁通密度。
磁芯的尺寸和磁通密度会影响到变压器的效率和磁耦合效果。
7.进行仿真和优化：使用电磁场仿真软件对设计进行模拟和优化，以改善变压器的性能，如减小漏感应耦合、降低电磁干扰等。
综上所述，平面变压器是一种高效、高密度的电力转换器件，其设计需要根据具体应用需求确定基本参数，计算变压器的参数和导线尺寸，并选择合适的磁芯材料和计算磁芯尺寸。
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。
2006年11月09日03:071引言当前，电力电子设备不断朝着更小体积、更高功率密度和更高效率发展，变压器作为电力电子设备中的关键元件之一，其体积变得更小、重量变得更轻、性能也在很大程度上得到了提升。
特别是PCB板平面变压器与传统线绕变压器相比，无论在成本、体积、重量、性能等方面都更胜出一筹，且发展十分迅速。
它已在通讯、计算机、汽车电子、数码相机、数字电视等得到了广泛的应用；也将在国防、航空、航天等对重量、体积和性能要求较高的领域拓展出一个崭新的局面。
2分析与设计2.1技术指标本文是为某预研课题设计的PCB板平面变压器，其基本技术要求是：a.输入电压300Vb.输出电压48Vc.输出功率1kWd.开关频率100KHze.最大工作比0.5f.变压器的高度为20mm。
2.2选择磁心为了降低变压器的高度，我们选择了铁氧体的平面磁心(PLANAR CORE)。
它与常规EE型磁心相比,其磁心高度低了很多，磁心的表面比（CORE ASPECT RATIO）也低了很多。
是制作平面变压器的最佳选择（如图1）。
如果选择常规EE型磁心，即使采用横卧式安装，其高度超过60mm；如果选择平面磁心，其高度为20mm。
正因为平面磁心的高度和表面比都小了很多，所以它的磁路长度小了很多，而表面积增加了许多。
这两个参数一小，一大，对提高变压器的功率密度和效率极为有利，磁路长度的减小，增大了励磁电感，减小了空载损耗，减小了漏感，提高了效率；表面积的增加，增加了散热面积，减小了热阻，提高了功率密度。
2.3确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J在设计变压器时，如何确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J是设计变压器的关键。
对设计平面变压器尤其重要，因为对平面变压器来说，不能有设计余量。
如果有设计余量，那么它的体积、重量就无法减小。
为了设计计算方便快捷，我们建立了最佳磁感应强度和最佳电流密度的设计软件程序。
该套设计程序的界面非常简洁，一目了然，很容易操作。
印制板平面变压器及其设计方法印制板平面变压器是一种广泛应用于电路板中的小型变压器，其结构紧凑、体积小，具有良好的电磁兼容性和耐热性能，能够满足电子产品对于节省空间和提高性能的要求。
本文将就印制板平面变压器及其设计方法进行探讨。
一、印制板平面变压器的结构与原理印制板平面变压器的结构主要由两部分组成：铁芯和线圈。
铁芯由磁性材料制成，线圈则由导体材料绕制而成。
当外部交流电源施加在线圈上时，线圈中产生电磁场，通过铁芯传导到另一端的线圈中，从而实现电能的传输和变换。
印制板平面变压器的特点是线圈和铁芯均采用印制板技术制作而成，具有结构紧凑、体积小、重量轻、功率密度高等优点。
同时，其电磁兼容性能好、耐热性能强，能够满足电子产品对于节省空间和提高性能的要求。
二、印制板平面变压器的设计方法印制板平面变压器的设计方法主要包括铁芯的选择、线圈的绕制和参数的计算。
1.铁芯的选择铁芯是印制板平面变压器的核心部件，其选择应考虑到磁导率、饱和磁感应强度、磁滞损耗、温度系数等因素。
一般采用磁性材料如硅钢片、铁氧体等制作。
2.线圈的绕制线圈的绕制是印制板平面变压器的关键步骤，其绕制方式直接影响到变压器的性能和效率。
一般采用绕线机进行绕制，绕制时应注意线圈匝数、线径、层数等参数的控制，以确保变压器的匹配度和电气性能。
3.参数的计算印制板平面变压器的参数计算包括电压比、匝数比、功率、直流电阻等参数的计算。
根据实际需求和规格要求，通过公式计算得到合适的参数值，并进行合理的调整和优化。
三、印制板平面变压器的应用领域印制板平面变压器广泛应用于电子产品中，如高频电源、通讯设备、计算机、音频设备、电视机等。
其体积小、功率密度高、电磁兼容性好等优点使其在电子产品中得到了广泛的应用。
四、印制板平面变压器的发展趋势随着电子产品的不断发展，对于印制板平面变压器的要求也越来越高。
未来，印制板平面变压器将更加注重体积的缩小、功率密度的提高、温度的控制、材料的改良等方面的发展，以满足电子产品对于高性能和节省空间的要求。
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。
2006年11月09日03:071引言当前，电力电子设备不断朝着更小体积、更高功率密度和更高效率发展，变压器作为电力电子设备中的关键元件之一，其体积变得更小、重量变得更轻、性能也在很大程度上得到了提升。
特别是PCB板平面变压器与传统线绕变压器相比，无论在成本、体积、重量、性能等方面都更胜出一筹，且发展十分迅速。
它已在通讯、计算机、汽车电子、数码相机、数字电视等得到了广泛的应用；也将在国防、航空、航天等对重量、体积和性能要求较高的领域拓展出一个崭新的局面。
2分析与设计2.1技术指标本文是为某预研课题设计的PCB板平面变压器，其基本技术要求是：a.输入电压300Vb.输出电压48Vc.输出功率1kWd.开关频率100KHze.最大工作比0.5f.变压器的高度为20mm。
2.2选择磁心为了降低变压器的高度，我们选择了铁氧体的平面磁心(PLANAR CORE)。
它与常规EE型磁心相比,其磁心高度低了很多，磁心的表面比（CORE ASPECT RATIO）也低了很多。
是制作平面变压器的最佳选择（如图1）。
如果选择常规EE型磁心，即使采用横卧式安装，其高度超过60mm；如果选择平面磁心，其高度为20mm。
正因为平面磁心的高度和表面比都小了很多，所以它的磁路长度小了很多，而表面积增加了许多。
这两个参数一小，一大，对提高变压器的功率密度和效率极为有利，磁路长度的减小，增大了励磁电感，减小了空载损耗，减小了漏感，提高了效率；表面积的增加，增加了散热面积，减小了热阻，提高了功率密度。
2.3确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J在设计变压器时，如何确定最佳磁感应强度B和最佳电流密度J是设计变压器的关键。
对设计平面变压器尤其重要，因为对平面变压器来说，不能有设计余量。
如果有设计余量，那么它的体积、重量就无法减小。
为了设计计算方便快捷，我们建立了最佳磁感应强度和最佳电流密度的设计软件程序。
该套设计程序的界面非常简洁，一目了然，很容易操作。
平面变压器5V／12A高功率密度开关电源设计王朕;史贤俊;肖支才;张文广【摘要】Planar transformer can reduce the size of switching power supply, and synchronous rectifier can improve the efficiency of low voltage high-current switching power supply. In this paper, with the symmetrical half-bridge circuit as the main circuit and TL494 as the control chip, a 48 V/5 V (12,4) high power density switch power supply is developed by using of planar transformers and synchronous rectification. The power supply has the function of over-current, overload protection; at the same time, the paper shows the design of main circuit and control circuit and calculation process of the planar transformers parameter. Experimental results show that the peak of power supply output voltage ripple at full load is only 10 mV, efficiency is up to 90%. the volume is only 50 mm× 45 mm×30mm.%平面变压器可减小开关电源的体积，同步整流可提高低压大电流开关电源的效率。
平面型高频电源变压器的设计平面型多层绕组高频电源变压器的设计Design of a Hign-Frequency Planar Power Transformer in Multilayer Technology摘要: 提出了一种用多层印刷电路板(ML-PCB)技术制作的高频电源变压器，用于开关电源，工作频率达数MHz。
讨论了实验室原型的结构、电性能、寄生效应和散热性。
主要阐述其漏感，而其他方面的分析则比较简单。
试验结果表明，该变压器具有高的效率、低的漏感、好的散热性和线间绝缘性。
而且，其布局可使设计者在漏感和绕组间电容之间采取折衷。
由于其精确明晰的几何形状，绕组间寄生电容和漏感是可重复的，而且比较容易计算。
一、引言在新一代功率变换器中，小型化已成为一个重要的设计准则[1，2，5，6，11]。
现代的半导体器件可快速开关，而且可用来使开关频率提高到MHz 频段。
因此，电容性和磁性元件的重量和尺寸可得以减小。
然而，这种小型化也引起一些特殊的问题:1 寄生分量给高频截止频率造成了一些限制;1 传统变压器的寄生特性不可重复;1 小型功率器件的有效冷却常成问题。
由于高的开关频率，寄生分量在电路特性中起重要作用。
为了得到好的高频特性，漏感和绕组间寄生电容必须小，这是因为它们都限制器件的高频截止频率[4]。
储存在寄生漏感中的能量可以在易损坏的开关器件的开关过程中产生高电压峰。
这些电压峰会在元件上产生动态功耗和过大的应力。
初级和次级之间良好的（电）感性耦合可达到小的漏感。
事实上，在绕组之间是留有小间隙的。
然而，这却导致了大的绕组间电容，对低漏感和低绕组间电容的要求是互相矛盾的。
因此，变压器的“LC乘积”被用作一个表示这种困境的因数（“figure of trouble”）。
在传统的绕线式变压器中，这些寄生效应和相关的高频特性似乎是不可控制的[7]。
制作过程中的可变因素使绕组几何尺寸产生相当大的公差。
高可重复性与严格规定的绕组几何尺寸紧密相关。
