[go: up one dir, main page]

CN211719406U - 平面变压器 - Google Patents

平面变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN211719406U
CN211719406U CN202020120684.XU CN202020120684U CN211719406U CN 211719406 U CN211719406 U CN 211719406U CN 202020120684 U CN202020120684 U CN 202020120684U CN 211719406 U CN211719406 U CN 211719406U
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding
layer
magnetic core
pcb board
windings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202020120684.XU
Other languages
English (en)
Inventor
王文海
高慧
孙优贤
王智
周伟
徐斌
许志正
王秋婷
张晓东
嵇月强
张益南
张稳稳
赵莹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Uwntek Automation System Co ltd
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Hangzhou Uwntek Automation System Co ltd
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Uwntek Automation System Co ltd, Zhejiang University ZJU filed Critical Hangzhou Uwntek Automation System Co ltd
Priority to CN202020120684.XU priority Critical patent/CN211719406U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN211719406U publication Critical patent/CN211719406U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本实用新型实施例提供了一种平面变压器，包括磁芯、多层PCB板和平面电压器绕组，所述磁芯由一对磁芯组成，所述一对磁芯相对放置，所述多层PCB板的中央均具有通孔，所述通孔供所述一对磁芯的中心柱穿过，所述平面变压器绕组绕制于各层PCB板之间，包含1路初级绕组、1路反馈绕组和3路具有公共端的输出绕组，各绕组间环绕磁芯的中心柱交叉绕制，初级绕组包裹反馈绕组，反馈绕组包裹输出绕组。本实用新型的平面变压器增强绕了组间的耦合特性，有效提高PCB板的使用率，降低变压器漏感和交流电阻，减小变压器的体积、重量和损耗，提高了开关电源的功率密度和输出品质，并具有较高的绝缘隔离特性。

Description

平面变压器
技术领域
本实用新型实施例涉及平面变压器，特别涉及一种用于开关电源的、具有多层PCB板绕组结构设计的平面变压器。
背景技术
“短、小、轻、薄”是当今开关电源发展的主要趋势之一，而实现此目标的最主要的手段是提高功率密度和采用低造型及体积重量都小的元器件。变压器作为开关电源的功能元件，其体积、重量、损耗在整机中占据相当的比例，因此要提高开关电源的功率密度和输出品质，就要提高变压器绕组间的耦合，降低变压器的体积、重量和损耗等。
传统的开关电源用绕线变压器通常由铁氧体磁芯、铜线圈和变压器骨架构成，匝数较多、体积庞大而且容易产生电磁干扰。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型实施例提出一种平面变压器，有效提高绕组间的耦合，减小变压器的体积、重量和损耗，并具有较高的绝缘隔离特性。
本实用新型通过如下技术方案实现其技术目的：
本实用新型实施例提供一种平面变压器，包括磁芯、多层PCB板和平面电压器绕组，所述磁芯由一对磁芯组成，所述一对磁芯相对放置，所述多层PCB板的中央均具有通孔，所述通孔供所述一对磁芯的中心柱穿过，所述平面变压器绕组绕制于各层PCB板之间，包含1路初级绕组、1路反馈绕组和3路具有公共端的输出绕组，各绕组间环绕磁芯的中心柱交叉绕制，初级绕组包裹反馈绕组，反馈绕组包裹输出绕组。
进一步地，所述多层PCB板的结构尺寸根据磁芯型号确定，有n层，n≥10，且n为偶数，纵向两端分别设计4个半孔，作为平面变压器的引出线和焊盘。
进一步地，将所述初级绕组匝数分为数量相等的两部分，从第
Figure BDA0002374356000000011
层PCB板开始围绕磁芯的中心柱走线，完成所需匝数的走线后在靠近磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，并在第
Figure BDA0002374356000000012
层PCB板上完成剩余绕组的布线，引出至焊盘。
进一步地，将所述反馈绕组在第
Figure BDA0002374356000000021
层PCB板完成所需匝数走线，并在走线末端打一个盲孔，反馈绕组返回端通过盲孔连接至第
Figure BDA0002374356000000022
层PCB板并返回至焊盘。
进一步地，所述输出绕组分为3路子绕组，第一输出子绕组、第二输出子绕组和第三输出子绕组，3路输出子绕组之间具有公共端，存在匝数共用的情况。
进一步地，将所述第二输出子绕组分为第一部分和第二部分；第二输出子绕组第一部分与第一输出子绕组重合，从第
Figure BDA0002374356000000023
层PCB板开始围绕E型磁芯中心柱走线，完成相应匝数走线后在最内层走线末端打一个盲孔，并在第
Figure BDA0002374356000000024
层PCB板返回引出至相应焊盘；第二输出子绕组第二部分从第
Figure BDA0002374356000000025
层PCB板开始围绕磁芯中心柱走线，完成相应匝数走线后在靠近磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，同样在第
Figure BDA0002374356000000026
层PCB板返回引出至相应焊盘。
进一步地，将所述输出第三输出子绕组分为第三部分和第四部分；第三输出子绕组第三部分与第二输出子绕组重合，走线与第二输出子绕组一致；第三输出子绕组第四部分首先分为数量相等的①和②两部分，从第
Figure BDA0002374356000000027
层PCB板开始围绕磁芯中心柱走线，完成第四部分①部分相应匝数走线后在靠近磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，并在第
Figure BDA0002374356000000028
层PCB板完成第四部分②部分走线后引出至相应焊盘。
进一步地，所述平面电压器绕组仅在多层PCB板第
Figure BDA0002374356000000029
层、第
Figure BDA00023743560000000219
层、第
Figure BDA00023743560000000220
层、第
Figure BDA00023743560000000221
层、第
Figure BDA00023743560000000222
层、第
Figure BDA00023743560000000223
层、第
Figure BDA00023743560000000215
层和第
Figure BDA00023743560000000216
层布线，多层PCB板其余层均无布线。
进一步的，所述初级绕组盲孔、反馈绕组盲孔与输出绕组盲孔均分布于磁芯中心柱的上下两侧，均从第
Figure BDA00023743560000000217
层打通至第
Figure BDA00023743560000000218
层，规格统一。
进一步地，所述卡扣包裹在一对磁芯外侧。
本实用新型的有益效果：平面变压器各绕组间交叉绕制，初级绕组包裹反馈绕组，反馈绕组包裹输出绕组，增加了绕组间的耦合性，减小了变压器的漏感和交流电阻，减少了由漏感带来的变压器损耗。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
在附图中：
图1为本实用新型的平面变压器结构示意图；
图2为本实用新型的平面变压器绕组电路示意图；
图3为本实用新型的各层PCB板绕组走线示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
本实用新型提供了一种平面变压器，如图1和图2所示的实施例中，包括磁芯1、多层PCB板2和平面电压器绕组。其中，磁芯1由一对磁芯组成，相对放置，多层PCB板的中央均具有通孔，通孔供所述一对磁芯1的中心柱穿过，平面变压器绕组绕制于各层PCB板之间，包含1路初级绕组、1路反馈绕组和3路具有公共端的输出绕组，各绕组间环绕磁芯1的中心柱交叉绕制，初级绕组包裹反馈绕组，反馈绕组包裹输出绕组。
本实施案例中，磁芯1的型号根据功率体积法并综合考虑磁芯窗口大小进行选择，本实施例选定型号为EE18磁芯，EE18单片磁芯高度为4mm，窗口规格5mm*4mm。
本实施案例中，多层PCB板结构尺寸根据一对E型磁芯型号确定，有10层，纵向两端分别设计4个半孔，作为平面变压器的引出线和焊盘。
本实施案例中，各层PCB板绕组走线示意图如图3所示。将初级绕组匝数分为数量相等的两部分，从第2层PCB板开始围绕E型磁芯1的中心柱走线，完成所需匝数的走线后在靠近E型磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，并在第9层PCB板上完成剩余绕组的布线，引出至焊盘。
本实施案例中，将反馈绕组在第3层PCB板完成所需匝数走线，并在走线末端打一个盲孔，反馈绕组返回端通过盲孔连接至第8层PCB板并返回至焊盘。
本实施案例中，输出绕组分为3路子绕组，第一输出子绕组、第二输出子绕组和第三输出子绕组，3路输出子绕组之间具有公共端，存在匝数共用的情况。在PCB板上布线时，根据3路输出绕组的匝数进行每层匝数的合理分配。
作为进一步的优选实施方案，将第二输出子绕组分为第一部分和第二部分。第二输出子绕组第一部分与第一输出子绕组重合，从第4层PCB板开始围绕E型磁芯1的中心柱走线，完成相应匝数走线后在最内层走线末端打一个盲孔，并在第8层PCB板返回引出至相应焊盘；第一输出子绕组第二部分从第5层PCB板开始围绕E型磁芯1的中心柱走线，完成相应匝数走线后在靠近E型磁芯1中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，同样在第8层PCB板返回引出至相应焊盘。
作为进一步的优选实施方案，将第三输出子绕组分为第三部分和第四部分。第三输出子绕组第三部分与第二输出子绕组重合，走线与第二输出子绕组一致；第三输出子绕组第四部分首先分为数量相等的①和②两部分，从第6层PCB板开始围绕E型磁芯1的中心柱走线，完成第四部分①部分相应匝数走线后在靠近E型磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，并在第7层PCB板完成第四部分②部分走线后引出至相应焊盘。
本实施案例中，平面电压器绕组仅在多层PCB板的第2～8层布线，第1层和第10层均不布线。
本实施案例中，初级绕组盲孔、反馈绕组盲孔与输出绕组盲孔均分布于E型磁芯中心柱的上下两侧，均从第2层打通至第9层，规格统一。
本实施案例中，所述卡扣3包裹在一对E型磁芯1外侧，卡扣3材质为不锈钢，与磁芯接触的表面有一定弧度，在磁芯表面形成一定的作用力，进一步固定和保证E型磁芯1与多层PCB绕组板2的相对位置。
综上所述，本实用新型提供的一种平面变压器，各绕组间交叉绕制，初级绕组包裹反馈绕组，反馈绕组包裹输出绕组，增加了绕组间的耦合性，减小了变压器的漏感和交流电阻，减少了由漏感带来的变压器损耗。同时，所有盲孔均在E型磁芯中心柱周围设计分布，提高了PCB板的走线利用率；反馈绕组返回端走线和输出子绕组1、输出子绕组2返回端走线均分布在第8层，减小了对PCB绕组板层数的要求；从而减小了PCB绕组板的体积，从而可进一步减小平面变压器的体积。多层PCB板的顶层和底层均没有绕组走线，将PCB顶层和底层作为绕组与磁芯之间的绝缘层，增强了绕组与磁芯之间的绝缘性能。初级绕组盲孔、反馈绕组盲孔与输出绕组盲孔分别位于磁芯中心柱的上下两侧，保留了足够的间距，使平面变压器达到了较高的绝缘耐压水平。同时，盲孔均统一了规格，方便制作。
本实施案例中，将本实用新型提供的一种平面变压器用于模拟量输入模块的电源部分，并与模拟量输入模块电源之前使用绕线变压器进行对比，发现使用本实用新型后，模拟量输入模块电源有效高度减小了30％，变压器的漏感比例由2.7％减小到1.4％，并且具有很好的一致性，同时本实用新型中的平面变压器的绝缘耐压高达4000Vdc，高于绕线变压器的绝缘耐压。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种平面变压器，其特征在于，包括磁芯、多层PCB板和平面电压器绕组；
所述磁芯由一对磁芯组成，所述一对磁芯相对放置；
所述多层PCB板的中央均具有通孔，所述通孔供所述一对磁芯的中心柱穿过；
所述平面变压器绕组绕制于各层PCB板之间，包含1路初级绕组、1路反馈绕组和3路具有公共端的输出绕组，各绕组间环绕磁芯的中心柱交叉绕制，初级绕组包裹反馈绕组，反馈绕组包裹输出绕组。
2.如权利要求1所述的一种平面变压器，其特征在于，所述多层PCB板的结构尺寸根据磁芯型号确定，有n层，n≥10，且n为偶数，纵向两端分别设计4个半孔，作为平面变压器的引出线和焊盘。
3.如权利要求1所述的一种平面变压器，其特征在于，将初级绕组匝数分为数量相等的两部分，从第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000011
层PCB板开始围绕磁芯的中心柱走线，完成所需匝数的走线后在靠近磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，并在第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000012
层PCB板上完成剩余绕组的布线，引出至焊盘，n≥10，且n为偶数。
4.如权利要求1所述的一种平面变压器，其特征在于，将所述反馈绕组在第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000013
层PCB板完成所需匝数走线，并在走线末端打一个盲孔，反馈绕组返回端通过盲孔连接至第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000014
层PCB板并返回至焊盘。
5.如权利要求1所述的一种平面变压器，其特征在于，所述输出绕组分为第一输出子绕组、第二输出子绕组和第三输出子绕组，3路输出子绕组之间具有公共端，存在匝数共用的情况。
6.如权利要求5所述的一种平面变压器，其特征在于，将第二输出子绕组分为第一部分和第二部分；所述第一部分与第一输出子绕组重合，从第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000015
层PCB板开始围绕磁芯中心柱走线，完成相应匝数走线后在最内层走线末端打一个盲孔，并在第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000016
层PCB板返回引出至相应焊盘；所述第二部分从第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000017
层PCB板开始围绕磁芯中心柱走线，完成相应匝数走线后在靠近磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，同样在第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000018
层PCB板返回引出至相应焊盘。
7.如权利要求6所述的一种平面变压器，其特征在于，将第三输出子绕组分为第三部分和第四部分；所述第三部分与第二输出子绕组重合，走线与第二输出子绕组一致；所述第四部分首先分为数量相等的①和②两部分，从第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000021
层PCB板开始围绕磁芯中心柱走线，完成①部分相应匝数走线后在靠近磁芯中心柱的最内层走线末端打一个盲孔，并在第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000022
层PCB板完成②部分走线后引出至相应焊盘。
8.如权利要求1所述的一种平面变压器，其特征在于，平面电压器绕组仅在多层PCB板第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000023
层、第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000024
层、第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000025
层、第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000026
层、第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000027
层、第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000028
层、第
Figure DEST_PATH_FDA0002623334550000029
层和第
Figure DEST_PATH_FDA00026233345500000210
层布线，多层PCB板其余层均无布线。
9.如权利要求3-7任一项所述的一种平面变压器，其特征在于，初级绕组的盲孔、反馈绕组的盲孔与输出绕组的盲孔均分布于磁芯中心柱的上下两侧，均从第
Figure DEST_PATH_FDA00026233345500000211
层打通至第
Figure DEST_PATH_FDA00026233345500000212
层，规格统一。
10.如权利要求1所述的一种平面变压器，其特征在于，还包括卡扣，所述卡扣包裹在一对磁芯外侧。
CN202020120684.XU 2020-01-19 2020-01-19 平面变压器 Active CN211719406U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202020120684.XU CN211719406U (zh) 2020-01-19 2020-01-19 平面变压器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202020120684.XU CN211719406U (zh) 2020-01-19 2020-01-19 平面变压器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN211719406U true CN211719406U (zh) 2020-10-20

Family

ID=72824171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202020120684.XU Active CN211719406U (zh) 2020-01-19 2020-01-19 平面变压器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN211719406U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111145990A (zh) * 2020-01-19 2020-05-12 杭州优稳自动化系统有限公司 一种平面变压器
CN115249571A (zh) * 2021-04-26 2022-10-28 台达电子工业股份有限公司 平面绕组结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111145990A (zh) * 2020-01-19 2020-05-12 杭州优稳自动化系统有限公司 一种平面变压器
CN115249571A (zh) * 2021-04-26 2022-10-28 台达电子工业股份有限公司 平面绕组结构
US12451286B2 (en) 2021-04-26 2025-10-21 Delta Electronics, Inc. Planar winding structure for power transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201084533Y (zh) 一种大功率平面变压器
TWI630628B (zh) Capacitive resistance voltage conversion device
CN106328357B (zh) 一种基于双面印刷电路板的平面变压器
US20140167896A1 (en) Coupled inductor
CN207082424U (zh) 板式变压器及带有该变压器的适配器和充电器
CN106971828B (zh) 板式变压器及带有该变压器的适配器和充电器
CN201181642Y (zh) 变压器结构
CN103269149A (zh) 适用于正激同步整流的pcb平板磁性器件
CN211719406U (zh) 平面变压器
CN206421898U (zh) 带有抽头的pcb平板变压器
CN206421891U (zh) 一种方便自动化绕线的变压器及开关电源
WO2019033879A1 (zh) 一种变压器
CN212113411U (zh) 一种多层板多路输出的平面变压器
CN207425595U (zh) 一种网络变压器结构
CN214175820U (zh) 一种平面变压器
CN111933434A (zh) 一种平面变压器
CN111145990A (zh) 一种平面变压器
CN118969493A (zh) 一种平面变压器机器制备方法和平面变压器
CN112271058A (zh) 一种平面变压器
CN202662441U (zh) 一种led灯管用平面变压器
CN219180333U (zh) Pcb板变压器线圈板和pcb板变压器
CN206331886U (zh) 大电流平面变压器
CN218447480U (zh) 一种中心抽头式pcb变压器及电源模块
CN202102847U (zh) 新型变压器
CN113808813A (zh) 一种装配在电路板上的变压器

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant