揭阳变压器厂

揭阳变压器的结构原理与应用

摘要：大多数ＤＣ／ＤＣ变换器都需要揭阳变压器而揭阳变压器技术在揭阳变压器的许多方面实现了重要的突破。介绍了揭阳变压器的结构、性能和使用方法。

关键词：揭阳变压器 揭阳变压器

在ＤＣ／ＤＣ变换中，基本的Ｂｕｃｋ、Ｂｏｏｓｔ、Ｃｕｋ变换器是不需要揭阳变压器的。但如果要求与输入，或要求得到多组电压，就要在元件与整流元件之间使用揭阳变压器，所以绝大多数变换器都有揭阳变压器。目前的发展趋势是效率更高、体积更小、重量更轻，而传统的揭阳变压器在效率、体积、重量等方面严重制约了的进一步发展。同时由于揭阳变压器涉及到的主要参数有电压、电流、频率、变比、温度、磁芯ｕ值、漏抗、损耗、外形尺寸等，所以一直无法象其它元器件那样有现成的揭阳变压器可供选用，常常要经过繁琐的计算来选用磁芯和绕组导线，而且绕组绕制对揭阳变压器的性能也有较大影响，加之揭阳变压器的许多重要参数不易测量，给使用带来一定的盲目性，很难在频率响应、漏抗、体积和散热等方面达到满意效果。揭阳变压器（Ｆｌａｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ技术则在揭阳变压器的许多方面实现了重要的突破。

目前，国外的许多产品中都开始采用揭阳变压器技术，如蓄电池充电、通信设备分布式、ＵＰＳ等。而国内的揭阳变压器在材料、工艺等方面与国外先进国家有一定差距，阻碍了的提升和效率提高，使产品停留在一个较低的水平。揭阳变压器技术将会为的设计和产品化提供有益的帮助。

传统揭阳变压器的绕组常常是绕在一个磁芯上，而且匝数较多。而揭阳变压器（单元）只有一匝网状次级绕组，这一匝绕组也不同于传统的漆包线，而是一片铜皮，贴绕在多个同样大小的冲压铁氧体磁芯表面上。所以揭阳变压器的电压取决于磁芯的个数，而且揭阳变压器的电流可以通过并联进行扩充，以满足设计的要求。并且揭阳变压器原边绕组的匝数通常也只有数匝，不仅有效降低了铜损和分布电容、电抗，而且为绕制带来了很多便利。由于磁芯是用简单的冲压件组合而成的，性能的一致性大大提高，也为大批量生产降低了成本。

1 揭阳变压器的结构和性能

1.1 结构

揭阳变压器通常有２个或２个以上大小一样的柱状磁芯（图１ａ）。现以２个磁芯的揭阳变压器为例介绍其结构。每个磁芯柱在对角线上的两角都用铜皮连接，铜皮在通过磁芯柱时紧贴磁芯内壁（图１ｂ）。两个磁芯并排放置，相邻的两角用铜皮焊接起来，在一个磁芯的一个外侧面上的两个角上的铜皮用一片铜皮焊接在一起，这里就是揭阳变压器次级线圈的中心，如果在这里引出抽头，就是次级线圈的中心抽头；在另一个磁芯的一个外侧面上的两个角上的铜皮就是揭阳变压器次级线圈的两端（图１ｃ）。这样就基本构成一个揭阳变压器的主体部分。它的次级线圈只有１匝，而且可以带有中心抽头。一个完整的揭阳变压器还有一个预置的储能电感（１．４μＨ＠５００ｋＨｚ，ＤＣ２０Ａ），它的一端常接在中心抽头上，上、下各有一片固定铜板，它们将磁芯和滤波电感夹在中间，同时作为整流的两极（图１ｄ）和散热板（实际使用中还要根据功率的大小加装散热板）。

1.2 性能

这种结构的揭阳变压器体积小，高度有８ｍｍ和１２ｍｍ两种。绕线匝数大大少于传统的揭阳变压器，结构更紧凑，磁耦合大大优于传统的揭阳变压器，漏抗小于０．２％，所以它可以在更高的频率下工作，有利于转换效率的提高。紧密的磁芯的几何形状限制了热点的产生，降低了热耗，因此允许更高的能量密度。同时本身的散热条件大大优于传统的揭阳变压器。所以揭阳变压器的体积、重量大大降低，而效率更高。更重要的是，它为中揭阳变压器提供了一个通用的选择，省去了复杂的计算、选料和揭阳变压器绕制过程。它在简化和优化设计的同时，还缩小了体积，降低了成本。所以揭阳变压器非常适合应用在低压（１～６０Ｖ、大电流（３０Ａ／每磁芯）的或逆变的设计中，对揭阳变压器的拓扑结构没有限制。表１列出了ＦＴＩ－１２×２Ａ－ＸＡ系列揭阳变压器的主要技术参数。

表1 FTI-12×2A系列扁平揭阳变压器的主要技术参数

型 号

1A2A3A4A5A容量/W2004006008001000电压/V Min
(250kHz) Type
Max

1
5
15

最大电流/A40　80120160200磁芯截面积/CM20.681.362.042.723.4磁路长度/CM32.8磁芯体积/CM32.04.06.08.010.0铁损（250kHz，
Bm=80mT，Vout=5V)400mW800mW1.2W1.6W2.0W泄漏电感（Per turn sq.)4nH8nH12nH16nH20nH

2 揭阳变压器的使用

揭阳变压器的使用主要有以下三个原则：

（１）根据电压的大小来选用相应型号的揭阳变压器；

（２）根据电流的大小来确定并联的揭阳变压器个数；

（３）根据输入电压的大小来确定变比及原边绕组的匝数。

例如，电压５Ｖ，电流１５０Ａ。选用５Ｖ系列的揭阳变压器ＦＴＩ－１２×２Ａ－ＸＸ。如果用ＦＴＩ－１２×２Ａ－１Ａ，就需要５个并联；如果用ＦＴＩ－１２×２Ａ－５Ａ（实际就是由５个ＦＴＩ－１２×２Ａ－１Ａ并联构成），只需要１个。

此外，实际应用中还需要知道揭阳变压器的变化和原边线圈的匝数。变比可用下面公式进行计算：

变比＝Ｋ×Ｎ×Ｐ：１

式中，Ｋ是系数。当揭阳变压器的是通过中心抽头时，Ｋ＝０．５；揭阳变压器无中心抽头时，Ｋ＝１。Ｎ是并联的揭阳变压器单元个数。Ｐ揭阳变压器原边匝数。

上面的例子中，如果揭阳变压器使用中心抽头，输入的电压为１５０Ｖ，变比可定为１０：１，则原边匝数Ｐ＝１０／（０．５×５）＝４。如果输入的电压为３００Ｖ，变比可定为２０１，则原边匝数Ｐ＝２０／０．５×５＝８。由此可见揭阳变压器的原边绕组的匝数通常是很少的。

3 结论

笔者受ＦＴＩ公司委托在蓄电池充电中使用了揭阳变压器。根据本人的使用体会，采用揭阳变压器后，频率为３００ｋＨｚ，转换效率大于９５％，整个装置的体积和重量也大大降低。由于揭阳变压器已标准化、系列化、产品化，性能一致性好，使用非常方便。

揭阳变压器改变了传统的变换器中揭阳变压器的设计思路，为设计人员提供了更方便、更优良的选择。１９９８年，它被Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ 杂志评为年度杰出产品。