平面變壓器是平面磁學(xué)技術(shù)的一個(gè)子集,被廣泛用作功率電子拓?fù)涞慕M件。關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的首批出版物之一出現(xiàn)在1986年,是Alexander Estrov [1]的作品,它后來于1991年獲得專利[2]。這些變壓器是通過將導(dǎo)體、電介質(zhì)和磁性材料層夾在一起構(gòu)成的[3]。平面變壓器的優(yōu)點(diǎn)在于,繞組的平面特性可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜和更高效的繞組配置,并且由于幾何形狀更優(yōu)化,所以在制造過程中具有出色的可重復(fù)性[4-6]。該特性可實(shí)現(xiàn)智能地控制寄生效應(yīng),使得它們對(duì)變壓器的性能影響達(dá)到小。此外,平面性質(zhì)使其具有低高度和更好的散熱特性[7-10]。
平面變壓器通常取代工作頻率高于100kHz[11]和功率等級(jí)為幾kVA [12]的傳統(tǒng)變壓器。許多作者[5,9,13-15]將這些特性作為在開關(guān)模式電源中使用平面變壓器的主要原因;同樣這使得作者可以開發(fā)出用于航空航天[16]和消費(fèi)電子[15,17,18]的平面變壓器。
因?yàn)椴恢肋@些變壓器可以構(gòu)造得多么緊湊,因此對(duì)緊湊和功率密集的平面變壓器的需求會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題。
一些文章[8,19,20]指出,大部分研究集中在損耗和漏電感的建模和優(yōu)化上,而幾乎沒有考慮寄生電容。這種做法在直到近的平面變壓器設(shè)計(jì)中都有體現(xiàn),因?yàn)樗麄儧]有認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)階段的寄生電容和漏電感的關(guān)鍵平衡。例如,為了實(shí)現(xiàn)可記錄的功率密度,設(shè)計(jì)了定制的變壓器磁芯[21]。在這種情況下,似乎沒有任何動(dòng)機(jī)來佳地適應(yīng)電(寄生電容器)和磁(漏電感器)寄生效應(yīng)。鑒于此,是否可以實(shí)現(xiàn)更高的功率密度和寄生效應(yīng)是否能夠得到優(yōu)化的問題仍然存在。此外,高功率密度和變壓器帶寬之間的直接權(quán)衡也不明顯。