0 引言
    磁性元件的設(shè)計是開關(guān)電源的重要部分,，因為平面變壓器在提高開關(guān)電源的特性方面有著很大的優(yōu)勢，因此近年來得到了廣泛的應(yīng)用,。對于一個理想的變壓器來說,，初級線圈所產(chǎn)生的磁通都穿過次級線圈，即沒有漏磁通,。而對普通變壓器來說,，初級線圈所產(chǎn)生的磁通并非都穿過次級線圈，于是就產(chǎn)生了漏感,，電磁耦合的緊密要求也無法滿足,。而平面變壓器只有一匝網(wǎng)狀次級繞組，這一匝繞組也不同于傳統(tǒng)的漆包線,，而是一片銅皮,，貼繞在多個同樣大小的沖壓鐵氧體磁芯表面上。所以,，平面變壓器的輸出電壓取決于磁芯的個數(shù),，而且平面變壓器的輸出電流可以通過并聯(lián)進行擴充，以滿足設(shè)計的要求,。因此,，平面變壓器的特點就顯而易見了：平面繞組的緊密耦合使得漏感大大地減小,；平面變壓器特殊的結(jié)構(gòu)使得它的高度非常的低,，這使變換器做在一個板上的設(shè)想得到實現(xiàn)。但是,，平面結(jié)構(gòu)存在很高的容性效應(yīng)等問題,，大大限制了它的大規(guī)模使用，不過,，這些缺點在某些應(yīng)用中,，也有可能轉(zhuǎn)換為一種優(yōu)點。另外,，平面的磁芯結(jié)構(gòu)增大了散熱面積，有利于變壓器散熱,。

1 平面變壓器的特性研究
    如前所述,，平面變壓器的優(yōu)點主要集中在較低的漏感值和交流阻抗,。繞組問的間隙越大意味著漏感越大，也就產(chǎn)生更高的能量損失,。平面變壓器利用銅箔與電路板間的緊密結(jié)合,，使得在相鄰的匝數(shù)層間的間隙非常的小，因此能量損耗也就很小了,。

    在平面型變壓器里,，其“繞組”是做在印制電路板上的扁平傳導(dǎo)導(dǎo)線或是直接用銅泊。扁平的幾何形狀降低了開關(guān)頻率較高時趨膚效應(yīng)的損耗,，也就是渦流損耗,。因此，能最有效地利用銅導(dǎo)體的表面導(dǎo)電性能,，效率要比傳統(tǒng)變壓器高得多,。圖1給出了一個平面變壓器的剖面圖，并且利用兩層繞組間距離的不同,，而獲得在不同間隙下的漏感和交流阻抗值,。

    圖2與圖3給出了在不同的間隙下漏感和交流阻抗的變化，可以明顯地看出間隙越大,，漏感越大,，交流阻抗越小。在間隙增加1mm的狀況下漏感值增加了5倍之多,。因此,，在滿足電氣絕緣的情況下，應(yīng)該選用最薄的絕緣體來獲得最小的漏感值,。

    然而,，容性效應(yīng)在平面變壓器中是非常重要的，在印制電路板上緊密繞制的導(dǎo)線使得容性效應(yīng)非常的明顯,。而且絕緣材料的選取對容性值也有著非常大的影響,，絕緣材料的介電常數(shù)越高，變壓器的容性值越高,。而容性效應(yīng)會引起EMI,，因為從初級到次級的繞組中只有容性回路的繞組傳播這種干擾。為了驗證,，筆者做了一個試驗,，在銅導(dǎo)線的間隙增加O．2mm的情況下，而電容值就減少了20％,。因此,，如果需要一個比較低的電容值，則必須在漏感和電容值之間做出一個折中的選擇。

2 插入技術(shù)
    插入技術(shù)是指在布置變壓器原,、副邊繞組時,，使原邊繞組與副邊繞組交替放置，增加原,、副邊繞組的耦合以減小漏感,，同時使得電流平均分布，減小變壓器損耗,。
 
    現(xiàn)在插入技術(shù)的研究被分為兩個方面,，即應(yīng)用于變壓器的插入(正激電路)和應(yīng)用于連接電感器的插入(反激電路)。因此,，插入技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被放在不同的拓?fù)渲凶鳛椴煌拇判圆考硌芯俊?br />
2.1 應(yīng)用于平面變壓器的插入技術(shù)
    應(yīng)用于變壓器中的插入技術(shù)的主要優(yōu)點如下：
    1)使變壓器中磁性能量儲存的空間減少,，導(dǎo)致漏感的減少；
    2)使電流傳輸過程中在導(dǎo)體上理想分布,，導(dǎo)致交流阻抗的減少,；
    3)繞組間更好的耦合作用，導(dǎo)致更低的漏感,。

    為了說明插入技術(shù)的特征,，圖4給出了應(yīng)用3種不同插入技術(shù)的結(jié)構(gòu)，P代表初級繞組,，s代表次級繞組,。試驗顯示SPSP結(jié)構(gòu)是最好的，因為初級和次級的繞組都是間隔插人的,。圖5顯示了在500 kHz時,，3種結(jié)構(gòu)的交流阻抗和漏感值，通過比較可以很容易地發(fā)現(xiàn)應(yīng)用了插入技術(shù)的變壓器,，交流阻抗和漏感值都有了很大的減少,。

2．2 多繞組變壓器中平面結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢
    平面變壓器另一個重要的優(yōu)點是高度很低，這使得在磁芯上可以設(shè)置比較多的匝數(shù),。一個高功率密度的變換器需要一個體積比較小的磁性元件,，平面變壓器很好地滿足了這一要求。例如,，在多繞組的變壓器中需要非常多的匝數(shù),，如果是普通的變壓器將會造成體積和高度過大，影響電源的整體設(shè)計,，而平面變壓器則不存在這一問題,。

    另外，對于多繞組的變壓器來說,，繞組間保持很好的耦合非常重要,。如果耦合不理想則漏感值增大,，將會使得次級電壓的誤差增大。而平面變壓器因為具有很好的耦合,，使得它成為最佳的選擇,。

2．3 在不同拓?fù)渲衅矫孀儔浩鞯淖饔?/b>
    在不同的拓?fù)渲校判栽淖饔靡彩遣煌?。在正激變換器中的變壓器，磁性能量在主開關(guān)管開通的時候由初級繞組傳遞到次級繞組中,。然而,，在反激變換器中的“變壓器”并不完全是一個變壓器，而是兩個連接的電感器,。在反激拓?fù)渲械?ldquo;變壓器”在主開關(guān)管開通的時候初級繞組儲存能量,，而在關(guān)閉的時候?qū)⒛芰總魉偷酱渭壚@組。因此,，這種插入技術(shù)的優(yōu)點同上面相比是不同的,。應(yīng)用于這種變壓器的插入技術(shù)的特點如下：

    1)在磁芯中儲存的能量沒有減少，因為電流在某時刻只能在一個繞組中流動,，并且沒有電流補償,；
    2)電流的分布并不理想，原因同上,，因此交流阻抗也沒有減?。?br />     3)插入使得繞組間產(chǎn)生較好的耦合,，因此有比較小的漏感值,。