TWI591665B - Pcb平面變壓器及其適用之變換器 - Google Patents

Description

PCB平面變壓器及其適用之變換器

本申請涉及一種印刷電路板(PCB)平面變壓器，以及使用這種PCB平面變壓器的變換器。

在科學技術高速發展的今天，高端的電源產品朝著高效、高功率密度的方向發展。隨著開關電源對功率密度的追求，工作頻率高頻化和變壓器平面化的應用越來越廣泛。工作頻率越高，變壓器的體積越小，平面變壓器相對傳統變壓器而言在體積和靈活性上具有明顯優勢。

變壓器初、次級側之間的分佈電容對開關電源的電磁干擾(EMI)有著重要的影響。PCB平面變壓器相對于傳統的繞線型變壓器一致性較好，但多層PCB平面變壓器的製作過程中的蝕刻、壓合等環節都會引入誤差，從而造成PCB平面變壓器個體之間的初、次級側之間的分佈電容存在差異，進而造成開關電源個體間的EMI性能存在差異，嚴重影響了量產開關電源產品的EMI性能的一致性。

本申請是考慮到至少一部分上述問題而做出的。

本發明的另一個目的是提供一種PCB平面變壓器，包括：初級側線圈層，其中形成有初級側線圈，並且構成該初級側線圈的線束具有第一水平寬度；次級側線圈層，其中形成有次級側線圈，並且構成該次級側線圈的線束具有第二水平寬度；以及遮罩層，位於該初級側線圈層與該次級側線圈層之間，該遮罩層中形成有導體，並且該遮罩層中的導體具有第三水平寬度，其中，該初級側線圈的線束的第一水平寬度和該次級側線圈的線束的第二水平寬度中的至少一個小於該遮罩層中的導體的第三水平寬度。

本發明的另一個目的是提供一種變換器，包括：PCB平面變壓器，包括：初級側線圈層，其中形成有初級側線圈，並且構成該初級側線圈的線束具有第一水平寬度；次級側線圈層，其中形成有次級側線圈，並且構成該次級側線圈的線束具有第二水平寬度；以及遮罩層，位於該初級側線圈層與該次級側線圈層之間，該遮罩層中形成有導體，並且該遮罩層中的導體具有第三水平寬度，其中，該初級側線圈的線束的第一水平寬度和該次級側線圈的線束的第二水平寬度中的至少一個小於該遮罩層中的導體的第三水平寬度；輸入電路，耦接到該PCB平面變壓器的該初級側線圈的兩端，用以提供輸入電壓；以及輸出電路，耦接到該PCB平面變壓器的該次級側線圈的兩端，用以對該PCB平面變壓器的該次級側線圈的兩端的輸出電壓進行變換。

按照本申請的PCB平面變壓器的技術方案，即使在壓合誤差最大的情況下，也能夠減小成品PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積分別和設計重合面積之間的偏差或能夠保證成品PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積分別和設計重合面積相等，從而減小了壓合誤差所引 起的初、次級側之間的分佈電容的誤差。按照本申請的變換器的技術方案，由於其中所使用的PCB平面變壓器個體之間的初、次級側之間的分佈電容差異較小，所以變換器個體間的EMI性能差異較小，從而改善了量產開關電源產品的EMI性能的一致性。

1、10‧‧‧初級側線圈層

2、20‧‧‧次級側線圈層

3、30‧‧‧遮罩層

100‧‧‧平面變壓器

200‧‧‧輸入電路

300‧‧‧輸出電路

C1、C2、C3‧‧‧分佈電容

Cin‧‧‧輸入電源濾波電容

Cout‧‧‧輸出電源濾波電容

d‧‧‧任意值

e‧‧‧寬度

D1‧‧‧第一水平寬度

D2‧‧‧第二水平寬度

D3‧‧‧第三水平寬度

G‧‧‧地

L1、L2‧‧‧間距

m‧‧‧寬度

S‧‧‧開關元件

Vi‧‧‧輸入直流電壓

Vin‧‧‧輸入電壓

Vo‧‧‧直流電壓

Vout‧‧‧輸出電壓

δ‧‧‧預定值

圖1是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器的剖面圖的一個示例。

圖2是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器的剖面圖的另一個示例。

圖3是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器中存在分佈電容的示意圖。

圖4是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器中存在工藝誤差的示意圖。

圖5是示意性說明根據本申請的一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。

圖6是示意性說明根據本申請的另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。

圖7是示意性說明根據本申請的又另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。

圖8A是示意性說明根據本申請的又另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。

圖8B是示意性說明相應於圖8A的技術方案的一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖8C是示意性說明相應於圖8A的技術方案的另一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖8D是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖8E是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖8F是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖8G是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖8H是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。

圖9是示意性說明根據本申請的又另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。

圖10是示意性說明根據本申請的一個實施例的變換器的框圖。

圖11是示意性說明根據本申請的一個實施例的反激變換器的框圖。

下面將結合圖1至圖11詳細描述本申請，其中，相同的附圖標記表示相同或相似的設備或信號，各元件的符號不但代表該元件自身，還可以表示該元件的容量的代數符號。

為了至少部分地解決上述技術問題，本申請提供了一種PCB平面變壓器，以及使用這種PCB平面變壓器的變換器，可以極大地減小PCB工藝誤差對PCB平面變壓器初、次級側分佈電容的影響，從而提高開關電源EMI性能的一致性。

為便於理解本申請，首先從現有技術中PCB平面變壓器開始描述。

圖1是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器的剖面圖的一個示例。如圖1中所示，現有技術中PCB平面變壓器包括：初級側線圈層1，其中形成有初級側線圈，並且構成初級側線圈的線束具有第一水平寬度D1，為便於說明，這裡假定有兩個初級側線圈層1，並且在初級側線圈層1中，由排列的6匝導線構成初級側線圈的線束，初級側線圈層1中的每個小矩形代表一匝導線的橫截面，排列的6匝導線及其中間的間隙(為便於說明，忽略該間隙)構成的初級側線圈的線束具有第一水平寬度D1；次級側線圈層2，其中形成有次級側線 圈，並且構成次級側線圈的線束具有第二水平寬度D2，為便於說明，這裡假定有兩個次級側線圈層2，分別位於最上層和最下層，並且在每一個次級側線圈層2中，由1匝導線圈構成次級側線圈的線束，次級側線圈層2中的每個長矩形代表一匝導線的橫截面，1匝導線構成的次級側線圈的線束具有第二水平寬度D2；以及遮罩層3，位於初級側線圈層1與次級側線圈層2之間，遮罩層3中形成有導體，並且遮罩層中的導體具有第三水平寬度D3，遮罩層3中的每個長矩形代表導體的橫截面，具有第三水平寬度D3，其中，初級側線圈層1與相鄰的遮罩層3之間具有間距L1，次級側線圈層2與相鄰的遮罩層3之間具有間距L2，遮罩層3中的導體寬度與初級側線圈層1中的構成初級側線圈的線束的寬度基本相同，即D1基本上等於D3，恰好遮罩初級側線圈層1中的構成初級側線圈的線束。

圖2是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器的剖面圖的另一個示例。圖2中所示的現有技術中PCB平面變壓器與圖1中所示的現有技術中PCB平面變壓器的差別僅在於，遮罩層3中的導體寬度D3小於初級側線圈層1中的構成初級側線圈的線束的寬度D1，只部分遮罩初級側線圈層1中的構成初級側線圈的線束，其餘部分的描述相同，不再贅述。

圖3是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器中存在分佈電容的示意圖，如圖3中所示，在圖1和圖2中所示的現有技術中PCB平面變壓器中，初、次級側之間總的分佈電容Cps由初級側線圈層10(即本文中的初級側線圈層1，以下同)與遮罩層30(即本文中的遮罩層3，以下同)之間的分佈電容C1、次級側線圈層20(即本文中的次級側線圈層2，以下同)與遮罩層30之間的分佈電容C2、以及初級側線圈層10與次級側線圈層20之間的分佈電容C3組成，G是地，其中：

由於PCB平面變壓器為多層板，製作過程中不同層的線圈的相對 位置會不可避免地出現一定的誤差，從而造成Cps的三個組成部分C1、C2和C3中的一個、兩個或者三個的改變，從而造成最終Cps出現誤差。

舉例說明，若PCB平面變壓器的設計方案如圖1中所示，假設：(1)PCB介質的介電常數為ε，(2)初級側線圈層1與遮罩層3之間具有間距L1，(3)次級側線圈層2與遮罩層3之間具有間距L2，其中L2=n×L1，(4)次級側線圈層2與遮罩層3之間相重合的面積為S2，(5)初級側線圈層1與遮罩層3之間相重合的面積為S1，為便於說明，這裡忽略初級側線圈1或次級側線圈層2的各匝之間的間隙，即S2約等於S1，那麼，根據如圖1所示的設計方案，C1、C2和C3的公式分別為如下：

C3=0 方程4。

於是，PCB平面變壓器初、次級側之間總的分佈電容為：

由於工藝誤差，根據如圖1所示的設計方案，所得到的實際製成品可能會成為如圖4中所示的那樣。

圖4是示意性說明現有技術中PCB平面變壓器中存在工藝誤差的示意圖。如圖4中所示，例如，由於工藝誤差，初級側線圈層1整體與遮罩層3的對準發生了誤差，初級側線圈層1的一邊相對遮罩層3突出了寬度e，另一邊 也大致縮進了寬度e(未示出)，使得初級側線圈層1與遮罩層3之間相重合的面積為S1減去△S1，這裡的△S1是寬度e造成的，那麼，這時，初級側線圈層1與遮罩層3之間的分佈電容C’1、次級側線圈層2與遮罩層3之間的分佈電容C’2、以及初級側線圈層1與次級側線圈層2之間的分佈電容C’3、以及PCB平面變壓器初、次級側之間總的分佈電容C’ps分別為：

考慮到△遠小於1，那麼：

由以上推導可知，PCB平面變壓器初、次級側之間總的分佈電容Cps的誤差和PCB板工藝誤差近似呈線性關係。

為了克服由於多層PCB板壓合誤差而造成PCB平面變壓器初、次級側分佈電容的誤差，作為本申請的一個方面，本申請提供了一種全新的PCB平面變壓器，可以極大地減小PCB工藝誤差對PCB平面變壓器初、次級側之間總的分佈電容的影響，從而提高開關電源EMI性能的一致性。

圖5是示意性說明根據本申請的一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。如圖5中所示，本申請的PCB平面變壓器，包括：初級側線圈層1，其中形成有初級側線圈，並且構成初級側線圈的線束具有第一水平寬度D1，即，在初級側線圈層1中，由排列的導線及其中間的間隙(為便於說明，忽略該間 隙)構成初級側線圈的線束，初級側線圈層1中的每個小矩形代表一匝導線的橫截面，排列的導線構成的初級側線圈的線束具有第一水平寬度D1；次級側線圈層2，其中形成有次級側線圈，並且構成次級側線圈的線束具有第二水平寬度D2，即，在次級側線圈層2中，排列的導線構成次級側線圈的線束，次級側線圈層2中的每個長矩形代表一匝導線的橫截面，排列的導線構成的次級側線圈的線束具有第二水平寬度D2；以及遮罩層3，位於初級側線圈層1與次級側線圈層2之間，遮罩層3中形成有導體，並且遮罩層中的導體具有第三水平寬度D3，即，遮罩層3中的每個長矩形代表導體的橫截面，具有第三水平寬度D3，其中，初級側線圈層1與相鄰的遮罩層3之間具有間距L1，次級側線圈層2與相鄰的遮罩層3之間具有間距L2，其中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1和次級側線圈的線束的第二水平寬度D2中的至少一個小於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3。

需要說明的是，僅僅是為便於說明，這裡假設在圖5中所示的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1小於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，例如初級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都至少縮進去一個預定值δ，然而次級側線圈的線束的第二水平寬度D2大於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，例如次級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都可以突出一個任意值d。

需要說明的是，僅僅是為便於說明，在圖5中假定有兩個初級側線圈層1，並且在每一個初級側線圈層1中，由排列的6匝導線構成初級側線圈的線束，初級側線圈層1中的每個小矩形代表一匝導線的橫截面，排列的6匝導線構成的初級側線圈的線束具有第一水平寬度D1，實際中初級側線圈層的匝數和層數可根據需要而定。

同時需要說明的是，僅僅是為便於說明，在圖5中假定有兩個次級側線圈層2，分別位於最上層和最下層，並且在每一個次級側線圈層2中，由 1匝導線圈構成次級側線圈的線束，次級側線圈層2中的每個長矩形代表一匝導線的橫截面，1匝導線構成的次級側線圈的線束具有第二水平寬度D2，實際中次級側線圈層的匝數和層數可根據需要而定。

作為一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，預定值δ的數值不小於PCB製造誤差，也就是說，上述初級側線圈的線束的第一水平寬度D1和次級側線圈的線束的第二水平寬度D2中的至少一個比遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3至少小2 δ，即不小於PCB製造誤差的兩倍。也即，上述第三水平寬度D3與上述第一水平寬度D1的差值及上述第三水平寬度D3與上述第二水平寬度D2的差值中的至少一個差值不小於預定值的兩倍。

作為一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，任意值d和預定值δ都不小於PCB製造誤差，也就是說，上述初級側線圈的線束的第一水平寬度D1比遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3至少小2 δ，次級側線圈的線束的第二水平寬度D2比遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3至少大2 δ，即不小於PCB製造誤差的兩倍。

作為另一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，預定值δ的數值不小於0.15mm。也就是說，上述初級側線圈的線束的第一水平寬度D1和次級側線圈的線束的第二水平寬度D2中的至少一個比遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3至少小2 δ，即小0.3mm。

作為另一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，任意值d和預定值δ的數值都不小於0.15mm。也就是說，上述初級側線圈的線束的第一水平寬度D1比遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3至少小2 δ，即小0.3mm。次級側線圈的線束的第二水平寬度D2比遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3至少大2 δ，即大0.3mm。

作為其它實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，任意值d和預定值δ的數值也可以根據實際工程的需要來選擇，可為大於0的任何值。這樣即 使在壓合PCB平面變壓器的各層時某一繞組因偏移而突出遮罩層，也能達到縮小各變壓器產品之間分佈電容的差值的效果。

作為一個實施例，如圖5中所示，在本申請的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束、次級側線圈的線束和遮罩層3中的導體這三者儘量彼此居中對齊。然而，按照本申請的PCB平面變壓器的技術方案，即使在壓合誤差最大的情況下，也能夠保證成品PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積分別和設計重合面積相等，從而減小了壓合誤差所引起的初、次級側之間總的分佈電容的誤差。也就是說，雖然由於存在壓合誤差，根據本申請的技術方案最終生產出來的PCB平面變壓器的各層之間的位置不能確保正好使初級側線圈的線束、次級側線圈的線束和遮罩層3中的導體這三者恰好彼此居中對齊，也能夠保證成品PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積分別和設計重合面積相等。

圖6是示意性說明根據本申請的另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。圖6與圖5的不同在於，在圖6中所示的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1大於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，例如初級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都可以突出一個任意值d，然而次級側線圈的線束的第二水平寬度D2小於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，例如次級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都至少縮進去一個預定值δ。

圖7是示意性說明根據本申請的又另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。圖7與圖5的不同在於，在圖7中所示的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1小於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，例如初級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都至少縮進去一個預定值δ，而且，次級側線圈的線束的第二水平寬度D2也小於遮罩層3中的導體的 第三水平寬度D3，例如次級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊也都至少縮進去一個預定值δ。

圖6和圖7中任意值d和預定值δ的取值範圍和圖5相同，在此不再描述。

作為另一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束或次級側線圈的線束中的小於第三水平寬度D3的線束在遮罩層3上的投影不超出遮罩層3中的導體。也即，如圖5至圖7所示，初級側線圈的線束或次級側線圈的線束中的小於第三水平寬度D3的線束在遮罩層3上的投影落在遮罩層3中的導體上。

作為另一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束與次級側線圈的線束彼此不直接面對。如圖5所示，初級側線圈的線束1完全被遮罩層3遮擋。如圖6所示，次級側線圈層的線束2完全被遮罩層3遮擋。如圖7所示，初級側線圈的線束1和次級側線圈層的線束2都完全被遮罩層3遮擋。也即初級側線圈的線束與次級側線圈的線束彼此不直接面對。

在本申請的PCB平面變壓器中，初級側線圈層1和次級側線圈層2都可以為單層。但作為另一個實施例，多層初級側線圈層1和次級側線圈層2中的至少一個超過一層，即初級側線圈層1和次級側線圈層2都可以為多層。

作為另一個實施例，在本申請的PCB平面變壓器中，次級側線圈層2為兩層，並分別位於初級側線圈層1的上方和下方，遮罩層3為兩層，並分別位於初級側線圈層1與次級側線圈層2之間，圖5至圖7中所示的PCB平面變壓器正是這種情況。

圖8A是示意性說明根據本申請的另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。圖8A與圖5的不同在於，在圖8A中所示的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1基本等於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，然而次級側線圈的線束的第二水平寬度D2小於遮罩層3中的導體的第 三水平寬度D3，例如次級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都至少縮進去一個預定值δ。

圖8B是示意性說明相應於圖8A的技術方案的一個PCB平面變壓器的效果圖。如圖8B中所示，上下兩層的次級側線圈層2的次級側線圈由於壓合誤差都偏向了一側。

圖8C是示意性說明相應於圖8A的技術方案的另一個PCB平面變壓器的效果圖。如圖8C中所示，上下兩層的次級側線圈層2的次級側線圈由於壓合誤差而分別偏向了不同的一側。

圖8D是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。如圖8D中所示，上層的次級側線圈層2的次級側線圈由於壓合誤差而偏向了一側。

圖8E是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。如圖8E中所示，初級側線圈層1的初級側線圈由於壓合誤差而偏向了一側。

圖8F是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖；如圖8F中所示，不但上下兩層的次級側線圈層2的次級側線圈由於壓合誤差都偏向了一側，而且初級側線圈層1的初級側線圈由於壓合誤差也向一側突出了寬度m。

圖8G是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。如圖8G中所示，不但上下兩層的次級側線圈層2的次級側線圈由於壓合誤差而分別偏向了不同的一側，而且初級側線圈層1的初級側線圈由於壓合誤差也向一側突出了寬度m。

圖8H是示意性說明相應於圖8A的技術方案的又另一個PCB平面變壓器的效果圖。如圖8H中所示，不但上層的次級側線圈層2的次級側線圈由於壓合誤差而偏向了一側，而且初級側線圈層1的初級側線圈由於壓合誤差 也向一側突出了寬度m。

可以看到，雖然由於存在壓合誤差，根據如圖8A-圖8H所示的本申請的PCB平面變壓器產品的各層之間的位置不能確保正好使初級側線圈的線束、次級側線圈的線束和遮罩層3中的導體這三者恰好彼此居中對齊，也能夠減小成品PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積分別和設計重合面積之間的偏差，進而達到縮小PCB平面變壓器初、次級側分佈電容的誤差的效果。

另外，除了如圖8A-圖8H所示的本申請的PCB平面變壓器產品的各層之間的位置關係之外，本領域普通技術人員也可以根據本申請的技術方案得到各層之間具有其它各種位置關係的PCB平面變壓器產品。

圖9是示意性說明根據本申請的又另一個實施例的PCB平面變壓器的剖面圖。圖9與圖5的不同在於，在圖9中所示的PCB平面變壓器中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1小於遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3，例如初級側線圈的線束兩邊比遮罩層3中的導體的兩邊都至少縮進去一個預定值δ，然而次級側線圈的線束的第二水平寬度D2與遮罩層3中的導體的第三水平寬度D3基本相同。

與圖8A類似，相應於圖5、6、7、9所示的技術方案可以得到與圖8A-圖8H類似的多種帶有壓合偏差的PCB平面變壓器產品(為避免重複而省略其具體描述)。

在本申請的PCB平面變壓器中，預定值δ的數值也可以根據實際工程的需要來選擇，可為大於0的任何值。這樣即使在壓合PCB平面變壓器的各層時某一繞組因偏移而突出遮罩層，其PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積也分別與設計重合面積相等，從而也能達到消除各變壓器產品之間分佈電容的差值的效果，如圖8E-8H所示。而如圖5、6、7、8A-8D的產品幾乎可以完全避免因壓合誤差而引起的重 合面積大小的偏差，即方程式10中的△=0,△為壓合誤差所造成的重合面積大小的偏差，從而幾乎可以完全避免因壓合偏差而引起的分佈電容偏差的問題，也即方程式10中的△Cps幾乎為0，△Cps為重合面積大小的偏差所引起的分佈電容偏差。也就是說，本申請的PCB平面變壓器使得即使在壓合誤差最大的情況下，也能夠保證成品PCB平面變壓器的次級側與遮罩層之間相重合的面積以及初級側和遮罩層之間相重合的面積分別和設計重合面積相等，幾乎消除了因壓合偏差而引起的分佈電容偏差，從而減小了壓合誤差所引起的初、次級側之間總的分佈電容的誤差。

相應於本申請的PCB平面變壓器，作為本申請的另一個方面，本申請還提供了一種使用這種PCB平面變壓器的變換器。

圖10是示意性說明根據本申請的一個實施例的變換器的框圖。如圖10中所示，根據本申請的一個實施例的變換器包括：如上結合圖5至圖9所描述的本申請的PCB平面變壓器100，包括：初級側線圈層10，其中形成有初級側線圈，並且構成該初級側線圈的線束具有第一水平寬度D1；次級側線圈層20，其中形成有次級側線圈，並且構成該次級側線圈的線束具有第二水平寬度D2；以及遮罩層30，位於初級側線圈層10與次級側線圈層20之間，遮罩層30中形成有導體，並且遮罩層30中的導體具有第三水平寬度D3，其中，初級側線圈的線束的第一水平寬度D1和次級側線圈的線束的第二水平寬度D2中的至少一個小於遮罩層30中的導體的第三水平寬度D3；輸入電路200，耦接到PCB平面變壓器100的初級側線圈的兩端，以便為PCB平面變壓器100的初級側線圈提供輸入電壓；以及輸出電路300，耦接到PCB平面變壓器100的次級側線圈的兩端，以便對PCB平面變壓器100的次級側線圈的兩端的輸出電壓進行變換以提供能量給變換器的負載。

作為另一個實施例，圖10中所示的變換器為反激變換器。圖11是示意性說明根據本申請的一個實施例的反激變換器的框圖。如圖11中所示， 根據本申請的一個實施例的反激變換器包括：如圖10中所示的PCB平面變壓器100，其中的黑點表示同名端；輸入電路200，包括輸入電源濾波電容Cin和開關元件S，其連接關係如圖11中所示，用於將輸入直流電壓Vi變換為提供給PCB平面變壓器100的初級側線圈的輸入電壓Vin；以及輸出電路300，包括二極體D和輸出電源濾波電容Cout，其連接關係如圖11中所示，用於對PCB平面變壓器100的次級側線圈兩端的輸出電壓Vout進行變換以提供能量，即提供直流電壓Vo給變換器的負載。輸入電路200和輸出電路300可採用本領域公知的各種電路來實現，因此不再贅述。

按照本申請的變換器的技術方案，由於其中所使用的PCB平面變壓器個體之間的初、次級側之間的分佈電容差異較小，所以變換器個體間的EMI性能差異較小，從而改善了量產開關電源產品的EMI性能的一致性。

雖然已參照典型實施例描述了本申請，但應當理解，這裡所用的術語是說明性和示例性、而非限制性的術語。由於本申請能夠以多種形式具體實施，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等同範圍內的全部變化和改型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。

1‧‧‧初級側線圈層

2‧‧‧次級側線圈層

3‧‧‧遮罩層

d‧‧‧任意值

D1‧‧‧第一水平寬度

D2‧‧‧第二水平寬度

D3‧‧‧第三水平寬度

L1、L2‧‧‧間距

δ‧‧‧預定值

Claims (18)

1. 一種PCB平面變壓器，包括：初級側線圈層，其中形成有初級側線圈，並且構成該初級側線圈的線束具有第一水平寬度；次級側線圈層，其中形成有次級側線圈，並且構成該次級側線圈的線束具有第二水平寬度；以及遮罩層，位於該初級側線圈層與該次級側線圈層之間，該遮罩層中形成有導體，並且該遮罩層中的導體具有第三水平寬度，其中，該初級側線圈的線束的第一水平寬度和該次級側線圈的線束的第二水平寬度中的至少一個小於該遮罩層中的導體的第三水平寬度，該第三水平寬度與該第一水平寬度的差值及該第三水平寬度與該第二水平寬度的差值中的至少一個差值不小於預定值的兩倍，且該預定值不小於PCB製造誤差。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該初級側線圈的線束或該次級側線圈的線束中的小於該第三水平寬度的線束在該遮罩層上的投影不超出該遮罩層中的導體。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該初級側線圈的線束與該次級側線圈的線束彼此不直接面對。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該第一水平寬度小於該第三水平寬度，且該第二水平寬度大於或等於該第三水平寬度。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該第二水平寬度小於該第三水平寬度，且該第一水平寬度大於或等於該第三水平寬度。
6. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該第一水平寬度和該第二水平寬度都小於該第三水平寬度。
7. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該預定值 不小於0.15mm。
8. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該初級側線圈的線束、該次級側線圈的線束和該遮罩層中的導體彼此居中對齊。
9. 根據申請專利範圍第1項所述之PCB平面變壓器，其中該初級側線圈層和該次級側線圈層中的至少一個超過一層。
10. 根據申請專利範圍第9項所述之PCB平面變壓器，其中該次級側線圈層為兩層，並分別位於該初級側線圈層的上方和下方，該遮罩層為兩層，並分別位於該初級側線圈層與該次級側線圈層之間。
11. 一種變換器，包括：PCB平面變壓器，包括：初級側線圈層，其中形成有初級側線圈，並且構成該初級側線圈的線束具有第一水平寬度；次級側線圈層，其中形成有次級側線圈，並且構成該次級側線圈的線束具有第二水平寬度；以及遮罩層，位於該初級側線圈層與該次級側線圈層之間，該遮罩層中形成有導體，並且該遮罩層中的導體具有第三水平寬度，其中，該初級側線圈的線束的第一水平寬度和該次級側線圈的線束的第二水平寬度中的至少一個小於該遮罩層中的導體的第三水平寬度，該第三水平寬度與該第一水平寬度的差值及該第三水平寬度與該第二水平寬度的差值中的至少一個差值不小於預定值的兩倍，且該預定值不小於PCB製造誤差；輸入電路，耦接到該PCB平面變壓器的該初級側線圈的兩端，用以提供輸入電壓；以及輸出電路，耦接到該PCB平面變壓器的該次級側線圈的兩端，用以對該PCB平面變壓器的該次級側線圈的兩端的輸出電壓進行變換。
12. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該初級側線圈的線束或該次級側線圈的線束中的小於該第三水平寬度的線束在該遮罩層上的投影不超出該遮罩層中的導體。
13. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該初級側線圈的線束與該次級側線圈的線束彼此不直接面對。
14. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該第一水平寬度小於該第三水平寬度，且該第二水平寬度大於或等於該第三水平寬度。
15. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該第二水平寬度小於該第三水平寬度，且該第一水平寬度大於或等於該第三水平寬度。
16. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該第一水平寬度和該第二水平寬度都小於該第三水平寬度。
17. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該初級側線圈的線束、該次級側線圈的線束和該遮罩層中的導體彼此居中對齊。
18. 根據申請專利範圍第11項所述之變換器，其中該變換器為反激變換器。