ANALYSIS OF THE FORMATION OF DEFECTS IN THE DESIGN OF A PLANAR TRANSFORMER IN A POWER SUPPLY MODULE
Authors: Башкиров А.В. , Бобылкин И.С. , Кузёмкин А.А. 
Published: December 2023

применение планарных изделий в современных модулях электропитания – тенденция мировых лидеров в области силовой электроники. Причины перехода с традиционных моточных изделий заключаются в конструктивных и технологических решениях, принимаемых при разработке и проектировании планарных устройств. Так, например, правильно выполненный трансформатор определяет эффективность и высокий коэффициент полезного действия (КПД) любого импульсного источника питания (ИИП). Трансформатор в планарном исполнении, на первый взгляд, исключает возникновение проблем на операции сборки в связи с простотой конструкции. Однако проблемы могут возникнуть на других этапах производства: тестирование модуля, испытания при разных температурных режимах и других операциях, где определяют электрические параметры изделия. В данной статье выявлены причины проблем несоответствия электрических характеристик, проведен анализ вероятности нежелательных потерь при неблагоприятных результатах сборки модуля. С помощью моделирования сложных объектов, подобных трансформатору, можно определить потенциальные риски при эксплуатации изделия, а также предугадать поведение всей функциональной части модуля электропитания. Поэтому с целью подтверждения изменяющихся характеристик планарного трансформатора проведены моделирования в современной системе автоматизированного проектирования (САПР) ANSYS и программной среде FEMM. В статье также обнаружены закономерности изменения магнитных характеристик трансформатора в зависимости от расположения сердечников относительно друг друга
the use of planar products in modern power supply modules is a trend of world leaders in the field of power electronics. The reasons for the transition from traditional winding products are in the structural and technological decisions taken during the development and design of planar devices. For example, a properly executed transformer determines the efficiency and high efficiency of any switching power supply. A transformer in a planar design, at first glance, eliminates the occurrence of problems during the assembly operation, due to the simplicity of the design. However, problems may arise at other stages of production: module testing, testing at different temperature modes and other operations where the electrical parameters of the product are determined. In this article, the causes of the problems of mismatch of electrical characteristics are identified, the analysis of the probability of undesirable losses with unfavorable results of module assembly is carried out. By modeling complex objects like a transformer, it is possible to determine potential risks during the operation of the product, as well as to predict the behavior of the entire functional part of the power supply module. Therefore, in order to confirm the changing characteristics of the planar transformer, simulations were carried out in the modern ANSYS automated design system (CAD) and FEMM software environment. The article also reveals patterns of changes in the magnetic characteristics of the transformer depending on the location of the cores relative to each other