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【专题】探讨平面变压器

【专题】探讨平面变压器
那位应用过平面变压器在AC-DC电路中过?探讨一下绕制工艺问题?
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arlink
LV.4
2
2003-07-10 15:07
来由
提高电力电子电路的开关频率,可以显著减小磁性元件的体积和重量,目前中小功率开关变换器的开关频率可达几百千或兆赫兹级.但随着开关频率的提高,磁性元件的磁芯和绕组损耗却急剧增加,从而限制了磁性元件体积的减小.磁性元件的平面化结构可以较好解决这一矛盾.平面化磁性元件将传统的块状的磁结构压平为低截面的平面化结构,这种结构虽相对降低了磁芯磁面和绕组窗口的利用率,但大大增加了磁性元件的表面散热面积,提高了功率密度.平面化结构也使得磁性元件的高度降低,做一日和尚撞一天钟于与其它低截面的电力电子元器件配合,利用多层印制板制造技术或多层柔性电路制造技术制造的平面结构绕组可以形成多种绕组结构和造型,可以准确控制绕组的各种参数,有很好的一致性.
目前的Planar Core好象是Philips的专利.
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menghen
LV.4
3
2003-07-10 15:52
@arlink
来由提高电力电子电路的开关频率,可以显著减小磁性元件的体积和重量,目前中小功率开关变换器的开关频率可达几百千或兆赫兹级.但随着开关频率的提高,磁性元件的磁芯和绕组损耗却急剧增加,从而限制了磁性元件体积的减小.磁性元件的平面化结构可以较好解决这一矛盾.平面化磁性元件将传统的块状的磁结构压平为低截面的平面化结构,这种结构虽相对降低了磁芯磁面和绕组窗口的利用率,但大大增加了磁性元件的表面散热面积,提高了功率密度.平面化结构也使得磁性元件的高度降低,做一日和尚撞一天钟于与其它低截面的电力电子元器件配合,利用多层印制板制造技术或多层柔性电路制造技术制造的平面结构绕组可以形成多种绕组结构和造型,可以准确控制绕组的各种参数,有很好的一致性.目前的PlanarCore好象是Philips的专利.
现在磁材很容易搞到
现在在小功率dc-dc变换领域,平面变压器应用较多,但是应用于ac-dc只见到国外有过介绍,我尝试了一下,发现它的绕制方法对变压器的参数影响很大,那位有这方面的经验可以交流一下,目前以色列的佩顿做这东西比较成熟,但是我手边上没有这东西可以解剖,呵呵
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2003-07-11 21:23
@menghen
现在磁材很容易搞到现在在小功率dc-dc变换领域,平面变压器应用较多,但是应用于ac-dc只见到国外有过介绍,我尝试了一下,发现它的绕制方法对变压器的参数影响很大,那位有这方面的经验可以交流一下,目前以色列的佩顿做这东西比较成熟,但是我手边上没有这东西可以解剖,呵呵
我正在做dc-dc的平面变压器
据我们老大说,平面变压器适合用于大功率场合,尤其是副边匝数较少的情况.
目前准备绕制的变压器为7:1,打算采用的方法是:原边7匝,副边一匝,副边采用铜箔剪切,十个并联,副边电流最大300A.
我也是刚接触这方面的东西,不知menghen老兄对于绕制方法有什么高见?
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menghen
LV.4
5
2003-07-11 22:25
@我爱蓝天
我正在做dc-dc的平面变压器据我们老大说,平面变压器适合用于大功率场合,尤其是副边匝数较少的情况.目前准备绕制的变压器为7:1,打算采用的方法是:原边7匝,副边一匝,副边采用铜箔剪切,十个并联,副边电流最大300A.我也是刚接触这方面的东西,不知menghen老兄对于绕制方法有什么高见?
全砖吧?
DC-DC吧?不知道你的参数如何,据我所知,叠层绕法可以减少漏感,但是分布电容会增大,看你的主电路的拓扑是什么吧
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雪铁龙
LV.6
6
2003-07-11 22:26
@我爱蓝天
我正在做dc-dc的平面变压器据我们老大说,平面变压器适合用于大功率场合,尤其是副边匝数较少的情况.目前准备绕制的变压器为7:1,打算采用的方法是:原边7匝,副边一匝,副边采用铜箔剪切,十个并联,副边电流最大300A.我也是刚接触这方面的东西,不知menghen老兄对于绕制方法有什么高见?
?:)
你准备采用甚么磁芯?
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2003-07-12 08:43
@menghen
全砖吧?DC-DC吧?不知道你的参数如何,据我所知,叠层绕法可以减少漏感,但是分布电容会增大,看你的主电路的拓扑是什么吧
是DC/DC
主电路拓扑为:ZVS three level,我觉得inner switches 不好实现ZVS,不知老兄以前有没有做过?
输出整流部分为倍流整流
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tanke
LV.2
8
2003-08-25 16:34
@我爱蓝天
我正在做dc-dc的平面变压器据我们老大说,平面变压器适合用于大功率场合,尤其是副边匝数较少的情况.目前准备绕制的变压器为7:1,打算采用的方法是:原边7匝,副边一匝,副边采用铜箔剪切,十个并联,副边电流最大300A.我也是刚接触这方面的东西,不知menghen老兄对于绕制方法有什么高见?
请看看这样对你实用吗?
原边用多层线路板(可能比较贵,深圳较多),副边用铜箔,铜箔可用绝缘膜隔离.我曾开发过1000W以下系列的,但不知对你是否有帮助.
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LV.1
9
2003-08-25 17:26
选择适用的磁芯
选择适用的磁芯是讨论的另一个问题.ML-PCB变压器的结构是扁平的,而现有的普通磁芯的窗口是比较高的.将两半个磁芯都磨去一部分就可以用于ML-PCB绕组组件,从而降低变压器磁芯的高度.磁芯应提供足够大的开口,以容纳带连接片的绕组空间.对于上述变压器原型,选用Philips产RM-14磁芯.未改性的RM-14磁芯参数如下:
    有效横截面积Ae=198mm2
    有效磁路长度Le=70mm
    磁芯有效体积Ve=13900mm3
    一副磁芯的质量Me=74g
    相对磁导率μr=2000
RM-14磁芯围住了绕组空间的相当大的一部分,同时还给连接片留下了足够的空间.RM-14磁芯也可以用Philips特别为高频功率应用设计的新的3F3铁氧体材料制作.这种3F3铁氧体材料的磁性为:
    饱和磁通密度Bs=330mT
    居里温度Tc>200℃
    功耗P≤150W/dm8(400KHz、50mT下)
    ML-PCB变压器原型在现有的实验室5-V-25-A型变换器中做了试验,工作频率为1MHz.这种应用需要1:8的变压器匝数比;在次级需要一个中心抽头......
-----摘自《国际电子变压器》2003年9月刊
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2003-08-25 23:38
@tanke
请看看这样对你实用吗?原边用多层线路板(可能比较贵,深圳较多),副边用铜箔,铜箔可用绝缘膜隔离.我曾开发过1000W以下系列的,但不知对你是否有帮助.
谢谢老兄~
我现在采用的还是传统的绕法,因为电流实在太大,用0.55mm厚的铜箔还要三组并联 :(
现在还不知道最后的效果怎么样,正在做试验
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sami
LV.6
11
2003-08-26 08:51
在AC-DC的变换器中用可能耐压是一个瓶颈
因为内部窗口运用很充分,也比较紧凑,交流转直流一般要求的初次级安全电压几千伏,可能尺寸有点吃紧.我用过以色列(美国注册)payton公司的几款DC-DC的变压器,尺寸也不见得占多少优势,效率也不是很高.所以外界宣传又吹嘘炒作的成分.
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tanke
LV.2
12
2003-08-26 20:46
@我爱蓝天
谢谢老兄~我现在采用的还是传统的绕法,因为电流实在太大,用0.55mm厚的铜箔还要三组并联:(现在还不知道最后的效果怎么样,正在做试验
想法
你原边用啥方法? 副边我觉得节点电流应作重点考虑,我曾成功使用过40A的在300KHz时0.5mm的铜箔两层(匝比4:1)
,另外应该使用紫铜,要规定等级;唉......十层怎样连接才理想呢?普通焊接不理想,不知道激光焊接怎样?要不你试一试?
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2003-08-27 17:41
@sami
在AC-DC的变换器中用可能耐压是一个瓶颈因为内部窗口运用很充分,也比较紧凑,交流转直流一般要求的初次级安全电压几千伏,可能尺寸有点吃紧.我用过以色列(美国注册)payton公司的几款DC-DC的变压器,尺寸也不见得占多少优势,效率也不是很高.所以外界宣传又吹嘘炒作的成分.
高效率的平面变压器需采用厚铜PCB线圈结构
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1061976090.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

Payton 公司的平面变压器目前仍大都采用Lead frame(铜皮?)结构,层间还在使用绝缘膜的手工作业方式,不难想象一个拒绝采用新工艺,抱着80年代制作工艺不放的台湾厂能搞出几个新鲜玩意来?(Payton 磁心产自美国,变压器加工在台湾).象Lucent,Tyco,Artesyn,Power I 等大批通讯电源企业多年前就已经成熟的应用多层厚铜PCB线圈来取代leadframe结构.国内的深圳Emerson也于近年学会了设计使用厚铜PCB变压器,并已经批量应用于其DC-DC .

图片为我们的同行同Vogt设计的平面变压器,45X32X12.5mm,1kw.
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2003-08-27 21:20
@tanke
想法你原边用啥方法?副边我觉得节点电流应作重点考虑,我曾成功使用过40A的在300KHz时0.5mm的铜箔两层(匝比4:1),另外应该使用紫铜,要规定等级;唉......十层怎样连接才理想呢?普通焊接不理想,不知道激光焊接怎样?要不你试一试?
不好意思,是我原来没有说清楚
没有用平面变压器,因为做起来太费时了,我们的工具比较少,而且这个只是一个方案试验,能看到大体的输出和对应的效率,也就差不多了
EE铁芯,铜箔包在铁芯上的,副边用的三个绕组输出,分别整流后再并联,由于是倍流整流,所以有6个输出滤波电感,呵呵,6个电感啊!~好庞大的东东呢~
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pyh
LV.1
15
2003-08-28 08:40
平面变压器在AC-DC中的应用
本人用平面变压器实践过AC-DC变换器,认为用平面变压器取代传统变压器是可行的,如果感兴趣请与我联系,我的E-MAIL: Panyihong@hcc.com.cn
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pyh
LV.1
16
2003-08-28 08:52
@menghen
现在磁材很容易搞到现在在小功率dc-dc变换领域,平面变压器应用较多,但是应用于ac-dc只见到国外有过介绍,我尝试了一下,发现它的绕制方法对变压器的参数影响很大,那位有这方面的经验可以交流一下,目前以色列的佩顿做这东西比较成熟,但是我手边上没有这东西可以解剖,呵呵
关于平面变压器的探讨
我做过三款平面变压器应用在AC-DC电源上,没有感觉在绕线上存在什麽问题,愿意和感兴趣的朋友一块探讨有关平面变压器的问题.我的E-MAIL:Panyihong@hcc.com.cn
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tanke
LV.2
17
2003-08-28 09:01
@我爱蓝天
不好意思,是我原来没有说清楚没有用平面变压器,因为做起来太费时了,我们的工具比较少,而且这个只是一个方案试验,能看到大体的输出和对应的效率,也就差不多了EE铁芯,铜箔包在铁芯上的,副边用的三个绕组输出,分别整流后再并联,由于是倍流整流,所以有6个输出滤波电感,呵呵,6个电感啊!~好庞大的东东呢~
是的,比较麻烦
我在99时做系列开发,都烦死了,PCB太贵是很大因素.解决它的绝缘与接点都花了很长时间,此方向如PCB降价幅度大的话,还可以.就像现在的华为和中兴还是用手工绝缘,只有不多的几款有用到多层PCB
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ridgewang
LV.8
18
2003-08-28 09:05
@pyh
关于平面变压器的探讨我做过三款平面变压器应用在AC-DC电源上,没有感觉在绕线上存在什麽问题,愿意和感兴趣的朋友一块探讨有关平面变压器的问题.我的E-MAIL:Panyihong@hcc.com.cn
想跟你学学
这是我设计的平面变压器,只是把版图画好了.已经1年了,没有做出来实验过.本来该用六层,考虑实验性质,只用了4层.但至今仍没有把它实现.你能不能介绍一下要特别注意些什么?比如材质,设计原则等.盼复!
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1062032775.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
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xue007
LV.9
19
2003-08-28 09:39
@pcb_transformer
高效率的平面变压器需采用厚铜PCB线圈结构[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1061976090.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">Payton公司的平面变压器目前仍大都采用Leadframe(铜皮?)结构,层间还在使用绝缘膜的手工作业方式,不难想象一个拒绝采用新工艺,抱着80年代制作工艺不放的台湾厂能搞出几个新鲜玩意来?(Payton磁心产自美国,变压器加工在台湾).象Lucent,Tyco,Artesyn,PowerI等大批通讯电源企业多年前就已经成熟的应用多层厚铜PCB线圈来取代leadframe结构.国内的深圳Emerson也于近年学会了设计使用厚铜PCB变压器,并已经批量应用于其DC-DC.图片为我们的同行同Vogt设计的平面变压器,45X32X12.5mm,1kw.
能介绍Payton公司在开关电源方面的情况吗?除平面变压器以外的
!!!!!!!!!
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pyh
LV.1
20
2003-08-28 11:25
@ridgewang
想跟你学学这是我设计的平面变压器,只是把版图画好了.已经1年了,没有做出来实验过.本来该用六层,考虑实验性质,只用了4层.但至今仍没有把它实现.你能不能介绍一下要特别注意些什么?比如材质,设计原则等.盼复![图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/0/1062032775.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
相互探讨
因为平面变压器是用多层PCB板制造的,每层的圈数也不可能多,一般需要几层连在一起,成为一个绕组,因此在其中需要有过孔,在设计的时候要特别注意这些孔和线圈之间的安全距离.我们用的材质是环氧树脂玻璃布绝缘板,敷铜板是厚铜.
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ridgewang
LV.8
21
2003-08-28 11:31
@pyh
相互探讨因为平面变压器是用多层PCB板制造的,每层的圈数也不可能多,一般需要几层连在一起,成为一个绕组,因此在其中需要有过孔,在设计的时候要特别注意这些孔和线圈之间的安全距离.我们用的材质是环氧树脂玻璃布绝缘板,敷铜板是厚铜.
厚铜的具体参数?
多厚才算厚铜?他与基板的附着力?耐热性、抗拉力~~~~能大致说一下吗?
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pyh
LV.1
22
2003-08-28 11:58
@ridgewang
厚铜的具体参数?多厚才算厚铜?他与基板的附着力?耐热性、抗拉力~~~~能大致说一下吗?
厚铜技术
厚铜一般指1-6 OZ(每OZ为0.35微米)其他参数要咨询有关生产敷铜板的厂家.
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zhangchuan
LV.7
23
2003-08-28 15:00
@pyh
平面变压器在AC-DC中的应用本人用平面变压器实践过AC-DC变换器,认为用平面变压器取代传统变压器是可行的,如果感兴趣请与我联系,我的E-MAIL:Panyihong@hcc.com.cn
我想用平面变压器
Panyihong兄:
  我最近有一新项目,要开发一款600W的开关电源,输入AC80~240V,输出12V/50A.用桥试.我想请教如何选择和设计平面变压器?你是否有类似方案?能否提供几个生产平面变压器的厂家?我的Email:zhangjun821@yahoo.com.cn
谢谢!
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小林
LV.5
24
2003-08-28 19:14
@我爱蓝天
我正在做dc-dc的平面变压器据我们老大说,平面变压器适合用于大功率场合,尤其是副边匝数较少的情况.目前准备绕制的变压器为7:1,打算采用的方法是:原边7匝,副边一匝,副边采用铜箔剪切,十个并联,副边电流最大300A.我也是刚接触这方面的东西,不知menghen老兄对于绕制方法有什么高见?
銅箔的厚度
銅箔的厚度應該為2安時吧
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小林
LV.5
25
2003-08-28 19:19
@ridgewang
厚铜的具体参数?多厚才算厚铜?他与基板的附着力?耐热性、抗拉力~~~~能大致说一下吗?
你這是AC-DC 變壓器嗎?
如果是AC-DC 變壓器,絕緣會是大問題
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小林
LV.5
26
2003-08-28 19:25
@pyh
平面变压器在AC-DC中的应用本人用平面变压器实践过AC-DC变换器,认为用平面变压器取代传统变压器是可行的,如果感兴趣请与我联系,我的E-MAIL:Panyihong@hcc.com.cn
怎么解決絕緣問題
怎么解決絕緣問題
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2003-08-28 20:48
@小林
銅箔的厚度銅箔的厚度應該為2安時吧
厚度为2安时是什么意思?
我不懂,呵呵,没有这个概念,可不可以说一下,多谢~
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小林
LV.5
28
2003-08-28 21:13
@我爱蓝天
厚度为2安时是什么意思?我不懂,呵呵,没有这个概念,可不可以说一下,多谢~
准确的說應為盎司(OZ)
1OZ=0.35uM
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ridgewang
LV.8
29
2003-08-29 08:34
@小林
你這是AC-DC變壓器嗎?如果是AC-DC變壓器,絕緣會是大問題
不是
DC48输入,DC3.3输出.
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zhangchuan
LV.7
30
2003-08-29 08:50
@ridgewang
不是DC48输入,DC3.3输出.
如果是AC-DC(220V-12V/50A)怎么设计?
如果是AC-DC(220V-12V/50A)怎么设计平面变压器?
希望方舟兄能指点一二,我用桥试输出.能否介绍几款移相全桥软开关的驱动IC?因为我手上有这么一个方案,其它条件还不清楚,只知道是600W.要求等级是军品级.以后还望方舟兄,雪兄等高手的大力相助,谢谢先啦!
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ridgewang
LV.8
31
2003-08-29 09:12
@zhangchuan
如果是AC-DC(220V-12V/50A)怎么设计?如果是AC-DC(220V-12V/50A)怎么设计平面变压器?希望方舟兄能指点一二,我用桥试输出.能否介绍几款移相全桥软开关的驱动IC?因为我手上有这么一个方案,其它条件还不清楚,只知道是600W.要求等级是军品级.以后还望方舟兄,雪兄等高手的大力相助,谢谢先啦!
高压的没用过
我也是来学习的.军品IC有:TI的UCC1808,UC1875,爱立信的PBK2031等.不过我感觉这类军品级的IC采购起来非常的困难,连申请样品都难.好象国外限制输出,不知现在如何.
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