Оптимизация конструкции выводов матричных трансформаторов с печатными обмотками для больших токов

Благодаря высокой удельной мощности и высокому КПД высокочастотные резонансные преобразователи с трансформаторами на основе печатных плат (PCB) получают все более широкое распространение в таких приложениях, как центры обработки данных и автомобильные системы. Однако в высокочастотных сильноточных приложениях потери в выводах трансформатора на печатной плате могут стать значительными при ненадлежащем проектировании. В статье рассматриваются различные конструктивные аспекты минимизации потерь в выводах при разработке матричного трансформатора на основе печатной платы. Исследованы различные методы выполнения выводов для вторичных выпрямителей с полным мостом и со средней точкой; показано, что размещение силовых приборов и выходных фильтрующих конденсаторов непосредственно на вторичных обмотках обеспечивает минимальные потери в выводах. Однако при этом выходные фильтрующие конденсаторы оказываются разделены между двумя вторичными слоями печатной платы, что приводит к образованию длинного контура их параллельного соединения. Показано, что паразитная индуктивность этого контура вступает в параллельный резонанс с фильтрующими конденсаторами, вызывая большие циркулирующие токи и, следовательно, значительные потери в выводах. Обсуждаются методы подавления этого эффекта на частоте переключения LLC-преобразователя. Улучшение характеристик предложенных вариантов выводов продемонстрировано посредством моделирования и измерения переменного сопротивления трансформатора. Кроме того, продемонстрировано повышение КПД LLC-преобразователей при использовании усовершенствованных вариантов выводов.