為提高該模塊電源的功率密度，改善功率器件布置面積緊張問題，采用了將模塊電源的PCB與穿孔平板磁器件平行安裝的方式，如圖2所示?？梢姡?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/穿孔">穿孔平板磁芯置于PCB的上方，未占用其表面，從而使PCB可放置更多的功率開關、控制器件，以實現(xiàn)更復雜的功能或更大的功率等級。

3 模塊電源平板磁器件的分析和設計
該模塊電源的變壓器、電感器采用穿孔平板磁器件結構，其本質上也是矩陣式變壓器的一種變形，下面對其設計進行具體介紹。
3．1 穿孔式平板變壓器的設計與分析
穿孔式平板變壓器由鉆有通孔的平板磁芯和扁平銅線繞組組成。其中，穿孔式平板磁芯的結構與通常的磁芯區(qū)別較大。在平板磁芯上，以通孔為中心，各通孔與周圍的磁材料構成一個磁芯單元。變壓器的初、次級繞組從通孔中穿過，即相互交鏈，構成一個變壓轉換單元。在設計中，考慮到通孔的面積有限，次級繞組輸出電流較大，在變壓轉換單元采用1：1匝數(shù)比的初、次級繞組設計。此外，磁芯單元采用相鄰磁芯單元激磁電流方向相反的I型設計，使不同磁芯單元間的磁路耦合小到可以忽略，從而簡化分析和設計。
在設計穿孔平板磁芯時，需確定穿孔的數(shù)目、穿孔孔徑、平板面積和厚度等參數(shù)，而這些參數(shù)需要以磁芯不飽和、繞組可穿過、體積適當?shù)茸鳛榛炯s束條件。下面介紹設計中參數(shù)的確定過程。對于磁芯單元，與普通變壓器一個明顯不同是其內部磁感應強度分布不均勻。磁芯單元的激磁電感為：

式中：μ為磁芯的導磁率，單位為H／m；h為平板磁芯的厚度，單位為m；Rmax為磁芯單元的半徑，單位為m；Rmin為磁芯通孔的半徑，單位為m。
由式(1)可知，磁芯單元內磁感應強度的最大值出現(xiàn)在通孔的內壁處，最小值出現(xiàn)在磁芯單元的外邊界處。在設計時，首先要保證通孔內壁的磁芯不飽和。由于初級繞組串聯(lián)，變壓器的整體激磁電感為各串聯(lián)單元之和，即：

式中：Lm為初級激磁電感。
可見，穿孔平板變壓器中的磁芯單元串聯(lián)數(shù)n類似于普通變壓器的繞組匝數(shù)N，通過選擇初、次級磁芯單元的串聯(lián)數(shù)目，就可實現(xiàn)所需的初、次級匝比。對有源箝位DC／DC電源而言，當一個主開關導通時，穿孔平板變壓器內初級最大磁鏈ψ=UinDT，其中，Uin為直流輸入電壓，D為占空比，T為開關周期。每個磁芯單元的磁鏈為其1／n，那么磁芯單元的最大激磁電流為：

式中：f為開關管的工作頻率。
由安培環(huán)路定律可知，穿孔平板磁芯磁感應強度最大值出現(xiàn)在主開關管即將關斷時的通孔內壁處，其值為：

可見，在設計穿孔平板變壓器時，需要對n，Rmin，h等進行選擇，以達到不飽和要求。n越大，越不易飽和，而Rmin過大或過小時，磁芯則容易飽和。故設計一個外部尺寸基本確定的穿孔平板變壓器時，需要平衡n和Rmin。