變壓器基本工作原理

　　變壓器利用電磁感應(yīng)原理制成的電器設(shè)備。簡單說就是：

　　電生磁：一次側(cè)通入交變電流，在鐵芯是產(chǎn)生變化磁場(chǎng)。

　　變壓器只能輸入交流電壓，從變壓器一次繞組兩段輸入交流電壓，從二次繞組輸出交流電壓。

　　變壓器結(jié)構(gòu)示意圖

　　工作原理簡化分析，假設(shè)：

　　1.一次繞組和二次繞組完全耦合，及鏈過一次和二次繞組的磁通為同一磁通

　　2.貼心磁路的磁阻為零，鐵芯損耗也等于零

　　3.一次和二次繞組的電阻都是等于零

　　工作原理提示：

　　給一次繞組輸入交流電壓后，一次繞組中有交流電流，一次繞組產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁力線絕大多數(shù)由鐵芯或磁芯構(gòu)成回路。

　　因二次繞組也繞在鐵芯或磁芯上，變化的磁力線穿過二次繞組，在二次繞組兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組所產(chǎn)生的電壓大小與輸入電壓大小不同（也有相同，如1:1變壓器）其頻率和變化規(guī)律與交流輸入電壓一樣。

　　給變壓器一次繞組通入交流電壓時(shí)，它的二次繞組兩端輸出交流電壓，這是變壓器的基本原理。

　　未來變壓器發(fā)展的趨勢(shì)-平面變壓器

　　變壓器技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì) 微型變壓器的發(fā)展是當(dāng)今電子、信息技術(shù)的需求變壓器的微型化是變壓器技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。就目前來看以鐵氧體為磁芯的平面變壓器體積小功率密度大是現(xiàn)在微型變壓器的主流。以微制造技術(shù)的薄膜變壓器正處于研制階段實(shí)際中推廣應(yīng)用還是個(gè)別事例。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展鐵氧體平面變壓器仍將在較大功率的模塊電源中發(fā)揮主要作用。 平面變壓器技術(shù)的應(yīng)用 平面變壓器從問世到現(xiàn)在短短的10多年間已經(jīng)在通信、筆記本計(jì)算機(jī)、汽車電子、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)字化電視等方面得到了廣泛的應(yīng)用。如采用平面變壓器制成的560W功率范圍的DC-DC變換器已應(yīng)用于電信系統(tǒng)插卡式板上電源。由于汽車中特殊的電氣和機(jī)械環(huán)境對(duì)變壓器設(shè)計(jì)和工藝提出更嚴(yán)格的要求。平面變壓器應(yīng)用于氙弧燈鎮(zhèn)流器的DC-DC變換器已經(jīng)在中檔轎車中使用。其次寬帶傳輸應(yīng)用的平面變壓器也顯示了良好的發(fā)展前景。

　　除此以外平面變壓器的產(chǎn)品品種已涉及到常規(guī)的鐵氧體磁芯變壓器的各個(gè)方面如功率變壓器、帶寬變壓器和阻抗匹配變換器等。由于其一致性好、體積小等特性使其特別適用于在內(nèi)部空間小對(duì)節(jié)能和散熱要求苛刻的電子設(shè)備中使用。在國防、航空、航天等對(duì)重量和穩(wěn)定性要求極高的領(lǐng)域平面變壓器的應(yīng)用也將會(huì)給系統(tǒng)的小型化開拓一個(gè)嶄新的局面。 總之小型化、平面化的電感鐵氧體元件將更加引起人們應(yīng)用的興趣相信在某些高技術(shù)領(lǐng)域里平面變壓器將很快取代傳統(tǒng)變壓器并逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

　　平面變壓器結(jié)構(gòu)原理

　　平面變壓器通常有2個(gè)或2個(gè)以上大小一樣的柱狀磁芯。現(xiàn)以2個(gè)磁芯的平面變壓器為例介紹其結(jié)構(gòu)，如圖1所示。每個(gè)磁芯柱在對(duì)角線上的兩角都用銅皮連接，銅皮在通過磁芯柱時(shí)緊貼磁芯內(nèi)壁。兩個(gè)磁芯并排放置，相鄰的兩角用銅皮焊接起來，在一個(gè)磁芯的一個(gè)外側(cè)面上的兩個(gè)角上的銅皮用一片銅皮焊接在一起，這就是平面變壓器次級(jí)線圈的中心，如果在這里引出抽頭，就是次級(jí)線圈的中心抽頭；在另一個(gè)磁芯的外側(cè)面上的兩個(gè)角上的銅皮就是平面變壓器次級(jí)線圈的兩端。這樣就基本構(gòu)成一個(gè)平面變壓器的主體部分。它的次級(jí)線圈只有一匝，而且可以帶有中心抽頭。一個(gè)完整的平面變壓器還有一個(gè)預(yù)置的儲(chǔ)能電感，它的一端常接在中心抽頭上，上、下各有一片固定銅板，它們將磁芯和濾波電感夾在中間，同時(shí)作為整流電源的兩極和散熱板。

　　由此可見，平面變壓器是由銅質(zhì)引線框和扁平的連續(xù)銅質(zhì)螺旋線構(gòu)成，代替了在常規(guī)鐵氧體鐵芯上繞制的磁性銅線，該螺旋線是在敷有銅箔的介質(zhì)材料薄片上蝕刻而成，然后把他們疊積在扁平的高頻鐵氧體鐵芯上，構(gòu)成變壓器磁路。然后，鐵芯材料用小粒徑環(huán)氧樹脂粘合，以便使鐵芯損耗最小，螺旋線疊層內(nèi)的耐高溫（130）絕緣材料確保了繞組之間的高度絕緣。

　　平面變壓器分類優(yōu)勢(shì)

　　平面變壓器的分類：平面變壓器按設(shè)計(jì)制作工藝的不同，可分為印刷電路（PCB）型，厚膜型、薄膜型、亞微米型4種。

　　平面變壓器與常規(guī)變壓器相比，磁芯尺寸大幅度縮小，特別是高度縮小最大。這一特色對(duì)電源設(shè)備中在空間受到嚴(yán)格限制的場(chǎng)合下具有相當(dāng)大的吸引力，從而可成為許多電源設(shè)備中首選的磁性元件。平面變壓器結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，也為它的電氣特性帶來了許多優(yōu)點(diǎn)：功率密度高，效率高，漏感低，散熱性好，成本低等。

　　平面變壓器的應(yīng)用

　　平面變壓器從問世到現(xiàn)在短短的10多年間已經(jīng)在通信、筆記本計(jì)算機(jī)、汽車電子、數(shù)碼相機(jī)和數(shù)字化電視等方面得到了廣泛的應(yīng)用。如采用平面變壓器制成的5～60W功率范圍的DC-DC變換器，已應(yīng)用于電信系統(tǒng)插卡式板上電源。由于汽車中特殊的電氣和機(jī)械環(huán)境，對(duì)變壓器設(shè)計(jì)和工藝提出更嚴(yán)格的要求。平面變壓器應(yīng)用于氙弧燈鎮(zhèn)流器的DC-DC變換器，已經(jīng)在中檔轎車中使用。其次，寬帶傳輸應(yīng)用的平面變壓器，也顯示了良好的發(fā)展前景。除此以外，平面變壓器的產(chǎn)品品種已涉及到常規(guī)的鐵氧體磁芯變壓器的各個(gè)方面，如功率變壓器、帶寬變壓器和阻抗匹配變換器等。由于其一致性好、體積小等特性使其特別適用于在內(nèi)部空間小，對(duì)節(jié)能和散熱要求苛刻的電子設(shè)備中使用。在國防、航空、航天等對(duì)重量和穩(wěn)定性要求極高的領(lǐng)域，平面變壓器的應(yīng)用也將會(huì)給系統(tǒng)的小型化開拓一個(gè)嶄新的局面。

　　總之，小型化、平面化的電感鐵氧體元件將更加引起人們應(yīng)用的興趣，相信在某些高技術(shù)領(lǐng)域里，平面變壓器將很快取代傳統(tǒng)變壓器，并逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。