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。本文介绍的平面变压器（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。
平面变压器与传统的变压器相比主要有以下特点：
（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。
（7） 参数可重复性好。因为绕组结构固定、预先好，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迭构成，从而保证绕组之间、初— 次级及次—次级间可达4 kv绝缘隔离。
2 平面变压器在开关电源中的运用
由武汉普天通信设备集团有限公司开发的dma42-48/12.5型整流模块具有如下的特点：
(1) 体积小。该整流模块的外形尺寸为133 mm
×70 mm×295 mm，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。
(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。
3 高频功率变压器的设计 |