如果要求輸出與輸入隔離，或者需要多組輸出電壓，則應(yīng)在開關(guān)元件和整流元件之間使用開關(guān)隔離變壓器，因此大多數(shù)變換器都有隔離變壓器。目前，開關(guān)電源的發(fā)展趨勢是效率更高、體積更小、重量更輕。然而傳統(tǒng)的隔離變壓器在效率、體積和重量等嚴(yán)重制約了開關(guān)電源的進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí)由于變壓器涉及的主要參數(shù)包括電壓、電流、頻率、比值、溫度、磁芯u值、漏抗、損耗、外形尺寸等，沒有現(xiàn)成的變壓器可以像其他電子元件一樣選擇，往往需要通過繁瑣的計(jì)算來選擇磁芯和繞組導(dǎo)線，而繞組繞制對變壓器的性能也有很大的影響。此外，變壓器的許多重要參數(shù)不易測量，給使用帶來一定的盲目性，在頻率響應(yīng)、漏抗、體積和散熱等方面也很難達(dá)到令人滿意的效果。平面變壓器在隔離變壓器的多方面取得了重要突破。

目前國外很多電源產(chǎn)品都開始采用平面變壓器技術(shù)，如蓄電池充電電源、通訊設(shè)備分布式電源、 UPS等。但國內(nèi)隔離開關(guān)變壓器在材料、工藝上與國外先進(jìn)[敏感詞]存在一定差距，阻礙了開關(guān)電源開關(guān)高頻化和效率的提高，使開關(guān)電源產(chǎn)品停留在較低水平。平面變壓器技術(shù)將為高頻開關(guān)電源的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品化提供有益的幫助。

傳統(tǒng)變壓器的繞組通常纏繞在匝數(shù)較多的磁芯上。但平面變壓器（單元）只有一匝網(wǎng)狀次級繞組，與傳統(tǒng)漆包線的一匝繞組也不同，而是一塊銅皮貼在幾個(gè)相同尺寸的沖壓鐵氧體磁芯表面。因此平面變壓器的輸出電壓取決于磁芯的數(shù)量，通過并聯(lián)可以增大平面變壓器的輸出電流，滿足設(shè)計(jì)要求。而且平面變壓器原邊繞組的匝數(shù)通常只有幾匝，不僅有效減小了銅損和分布式電容、電抗，還為繞制帶來了很多便利。由于磁芯由簡單的沖壓件組成，大大提高了性能的一致性，也減少了大批量生產(chǎn)的成本。

1、平面變壓器的結(jié)構(gòu)和性能

1.1 結(jié)構(gòu)

平面變壓器通常有兩個(gè)或兩個(gè)以上相同尺寸的圓柱形磁芯。現(xiàn)在，以2個(gè)磁芯的平面變壓器為例，介紹其結(jié)構(gòu)。對角線上每個(gè)磁芯柱的兩個(gè)角由銅皮連接，銅皮穿過磁芯柱時(shí)緊貼磁芯內(nèi)壁。兩個(gè)磁芯并排放置，相鄰兩個(gè)角焊接銅片，在磁芯的一個(gè)外側(cè)兩個(gè)角上的銅片用一塊銅片焊接在一起，就是平面變壓器次級線圈的中心，如果這里引出一個(gè)抽頭，就是次級線圈的中心抽頭；另一個(gè)磁芯外側(cè)兩角上的銅皮是平面變壓器次級線圈的兩端。這基本上構(gòu)成了平面變壓器的主要部分。它的次級線圈只有一匝，可以帶有一個(gè)中心抽頭。一臺完整的平面變壓器也有預(yù)設(shè)的儲能電感(1.4μH @ 500 kHz，DC20A)，其一端常接在中心抽頭上，上部、下部各有一塊固定銅板，將磁芯和濾波電感夾在中間，作為整流電源的兩極和散熱板（實(shí)際使用時(shí)，散熱板應(yīng)根據(jù)功率的大小安裝）。

1.2 性能

這種結(jié)構(gòu)的變壓器體積小，高有8毫米和12毫米兩種。繞線匝數(shù)比傳統(tǒng)變壓器少很多，結(jié)構(gòu)更緊湊，磁耦合比傳統(tǒng)變壓器好很多，漏抗小于0.2%，因此可以在更高的頻率下工作，有利于功率轉(zhuǎn)換效率的提高。緊湊磁芯的幾何形狀限制了熱點(diǎn)的產(chǎn)生，減少了熱量消耗，從而允許更高的能量密度。同時(shí)，其自身的散熱條件也比傳統(tǒng)變壓器好很多。因此，平面變壓器的體積和重量大大減小，效率更高。更重要的是，它為開關(guān)電源中的開關(guān)變壓器提供了一種通用的選擇，省去了計(jì)算復(fù)雜、選材和變壓器繞制工藝。它不僅簡化和優(yōu)化了設(shè)計(jì)，而且減小了體積，減少了成本。因此，平面變壓器很適合低電壓(1~60V)、大電流(30A/每磁芯)的開關(guān)電源或逆變電源的設(shè)計(jì)，對變壓器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有限制。

2、使用平面變壓器

平面變壓器的使用主要有以下三個(gè)原則：

（1）根據(jù)輸出電壓的大小選擇相應(yīng)型號的平面變壓器；

（2）根據(jù)輸出電流的大小確定并聯(lián)平面變壓器的數(shù)量；

（3）根據(jù)輸入輸出電壓的大小確定變比和原邊繞組的匝數(shù)。

例如，開關(guān)電源的輸出電壓為5V，輸出電流為150A。選用5V系列平面變壓器FTI-12×2A-XX。如果使用FTI-12×2A-1A，需要5個(gè)并聯(lián)。如果使用FTI-12×2A-5A（實(shí)際上并聯(lián)5個(gè)FTI-12×2A-1A構(gòu)成），只需要1個(gè)。

此外，在實(shí)際應(yīng)用中還需要了解平面變壓器的變化和原邊線圈的匝數(shù)。變比可通過以下公式計(jì)算：變比=K×N×P : 1

其中，K是系數(shù)。當(dāng)平面變壓器的輸出是通過中心抽頭時(shí)，K=0.5；當(dāng)平面變壓器沒有中心抽頭時(shí)，k=1。N是并聯(lián)的平面變壓器單元的數(shù)量。P是平面變壓器原邊匝數(shù)。

在上面的例子中，如果輸出平面變壓器使用中心抽頭，輸入DC電壓為150伏，變比可以設(shè)置為10 : 1，那么原邊匝數(shù)P=10/(0.5 × 5)=4。如果輸入DC電壓為300伏，變比可設(shè)置為201，原邊匝數(shù)P=20/0.5×5=8。可以看出，平面變壓器的原邊繞組匝數(shù)通常很少。

3、結(jié)論

使用平面變壓器后，開關(guān)頻率為300kHz，轉(zhuǎn)換效率大于95%，整個(gè)裝置的體積和重量大大減小。由于平面變壓器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、產(chǎn)品化，因此性能一致性好，使用很方便。

平面變壓器改變了傳統(tǒng)開關(guān)變換器中隔離開關(guān)變壓器的設(shè)計(jì)思路，為設(shè)計(jì)人員提供了更方便、更良好的選擇。