[发明专利]高频平板变压器

说明书

技术领域

本发明涉及高频开关电源技术和电力电子技术，具体涉及一种高频平板变压器。

背景技术

变压器由磁芯和绕组构成，磁芯通常选用软磁铁氧体材料。传统的磁芯结构采用E、P、PQ、环形等形状，绕组用漆包线或利兹线在骨架上轴向绕制而成。传统的绕线式变压器其体积/重量大，尤其是高度，直接影响DC/DC模块的高度和功率密度。此外，随着开关频率的不断提高，手工绕制的变压器存在参数离散性大、一致性差、高频寄生参数大、漏感大等缺点。

平板电压器已逐渐成为现代高频开关电源(如：DC/DC)的核心元件，它担负着功率传递、变压、绝缘隔离等功能，其性能的优劣直接影响开关电源的性能指标。目前，现有的平板变压器设计和理论研究是采用印刷电路(pc)设计技术以及pc覆铜技术，变压器原边和副边绕组采用交错布局技术。对于小电流应用，一般标准的覆铜厚度即可满足设计要求。但是，对于大功率应用，为了减小铜耗，需要增加原副边绕组的层数，采用多层pcb并联，这样势必增加成本，并且占用较大的变压器磁芯窗口高度，使磁芯体积加大。当绕组流过大电流时，铜箔的发热会引起铜箔与绝缘基材的分层。目前，市场上可见的平板变压器，绕组的覆铜厚度在2Oz(70um)左右，变压器副边绕组通过大电流时铜耗明显增加。为了减小损耗，副边绕组使用厚铜箔冲压成型后与原边绕组粘结在一起，这样会增加磁芯窗口高度、增大pcb板尺寸、增加引出脚面积，铜薄厚度可能大于穿透厚度，集肤效应引起的铜耗会增大。

发明内容

本发明提供一种高频平板变压器，以解决背景技术中传统绕线式变压器和现有平板电压器存在的技术问题。

本发明的技术方案如下：

高频平板变压器，包括两个E形平板磁芯和安装于这两个E形平板磁芯扣压形成的闭合磁芯上的一个多层PCB绕组，每一层PCB绕组均由覆铜层、绝缘介质层和引线针构成；所述多层PCB绕组包括多层并联的原边绕组和多层并联的副边绕组，原边绕组与副边绕组相间排布；

该高频平板变压器的磁芯规格根据以下计算式(1)选定：

AeAb=P0Dcma0.0005×ΔB×fs---(1)]]>

其中，A_eA_b-磁芯有效截面和窗口截面的乘积(cm⁴)；

P₀-输出功率(W)；

D_cma-电流密度(圆密尔/每安培)；

f_s-工作频率(Hz)；

ΔB-磁通密度(GS)；

原边绕组的间距和线宽、副边绕组的间距和线宽分别根据以下计算式(2a)、(2b)匹配设置：

Wp=bw-(Np+1)×sNp---(2a)]]>