Design and Electromagnetic Characteristics of Planar Transformer

We designed the flyback planar transformer, which had 8 W capacity, with 70 V input voltage and 8.2 V output voltage for the establishment of design method and the confirmation of application possibility. The numerical value of inductance measured under the switching frequency of 120 kHz was 1650 $\mu$H, which was the inductance efficiency of'85∼87% against theoretical value. The A.C. resistance of primary and secondary coil was 4.2 Ω and 0.25 Ω respectively, On the other hand, the quality factor for each wound numbers showed quite a high value of 158 and 75 respectively. And the Coupling Factor was 0.96∼0.97 under 120 kHz switching frequency. The inductance rapidly increased as the thickness of the core plane increased until it became 1.4 mm but under the thickness more than 1.4 mm, there was no substantial change. Therefore, the critical value of the plane thickness of core was 1.4 mm. And the shape of the output wave of the planar transformer at 70V input voltage was a stable square wave.

평면변압기의 설계와 전자기적 특성

평면변압기의 설계방법 확립과 응용가능성을 파악하기 위해 입/출력전압이 70V/8.2V인 8W급 플라이-백 평면변압기를 설계하였다. 스위칭 주파수 120kHz에서 인덕턴스는 1650 $\mu$H로서 이론치의 약 85%~87%인 인덕턴스 효율을 나타내었고, 도전체의 교류저항은 주파수가 증가할수록 증가하여 스위칭파수 120 kHz에서 1차/2차 코일의 교류저항이 각각 3.9 $\Omega$, 0.16 $\Omega$이었고, 성능지수는 각각 158, 75로 나타났으며, 결합인자 k값은 스위칭 주파수 120 kHz에서 0.96~0.97 범위의 값을 나타내었다. 또한 자성체의 평면부분의 두께가 1.4mm까지는 인덕턴스가 평면두께가 증가할수록 큰 폭으로 증가하였고, 1.4mm이상의 두께에서는 거의 일정한 값을 나타내어 자성체의 임계 평면두께는 1.4mm로 나타났다. 그리고 70V의 입력 전압에 대하여 안정한 구형파의 출력 파형을 나타내었다.