[發明專利]一種平面變壓器

在審

• 申請號: 202010063118.4
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111145990A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 王文海;高慧;孫優賢;王智;周偉;徐斌;許志正;王秋婷;張曉東;嵇月強;張益南;張穩穩;趙瑩
• 申請（專利權）人: 杭州優穩自動化系統有限公司;浙江大學
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月

本發明實施例提供了一種平面變壓器，包括磁芯、多層PCB板和平面電壓器繞組，所述磁芯由一對磁芯組成，所述一對磁芯相對放置，所述多層PCB板的中央均具有通孔，所述通孔供所述一對磁芯的中心柱穿過，所述平面變壓器繞組繞制于各層PCB板之間，包含1路初級繞組、1路反饋繞組和3路具有公共端的輸出繞組，各繞組間環繞磁芯的中心柱交叉繞制，初級繞組包裹反饋繞組，反饋繞組包裹輸出繞組。本發明的平面變壓器增強繞了組間的耦合特性，有效提高PCB板的使用率，降低變壓器漏感和交流電阻，減小變壓器的體積、重量和損耗，提高了開關電源的功率密度和輸出品質，并具有較高的絕緣隔離特性。

技術領域

本發明實施例涉及平面變壓器，特別涉及一種用于開關電源的、具有多層PCB板繞組結構設計的平面變壓器。

背景技術

“短、小、輕、薄”是當今開關電源發展的主要趨勢之一，而實現此目標的最主要的手段是提高功率密度和采用低造型及體積重量都小的元器件。變壓器作為開關電源的功能元件，其體積、重量、損耗在整機中占據相當的比例，因此要提高開關電源的功率密度和輸出品質，就要提高變壓器繞組間的耦合，降低變壓器的體積、重量和損耗等。

傳統的開關電源用繞線變壓器通常由鐵氧體磁芯、銅線圈和變壓器骨架構成，匝數較多、體積龐大而且容易產生電磁干擾。

發明內容

鑒于此，本發明實施例提出一種平面變壓器，有效提高繞組間的耦合，減小變壓器的體積、重量和損耗，并具有較高的絕緣隔離特性。

本發明通過如下技術方案實現其技術目的：

本發明實施例提供一種平面變壓器，包括磁芯、多層PCB板和平面電壓器繞組，所述磁芯由一對磁芯組成，所述一對磁芯相對放置，所述多層PCB板的中央均具有通孔，所述通孔供所述一對磁芯的中心柱穿過，所述平面變壓器繞組繞制于各層PCB板之間，包含1路初級繞組、1路反饋繞組和3路具有公共端的輸出繞組，各繞組間環繞磁芯的中心柱交叉繞制，初級繞組包裹反饋繞組，反饋繞組包裹輸出繞組。

進一步地，所述多層PCB板的結構尺寸根據磁芯型號確定，有n層，n≥10，且n為偶數，縱向兩端分別設計4個半孔，作為平面變壓器的引出線和焊盤。

進一步地，將所述初級繞組匝數分為數量相等的兩部分，從第層PCB板開始圍繞磁芯的中心柱走線，完成所需匝數的走線后在靠近磁芯中心柱的最內層走線末端打一個盲孔，并在第層PCB板上完成剩余繞組的布線，引出至焊盤。

進一步地，將所述反饋繞組在第層PCB板完成所需匝數走線，并在走線末端打一個盲孔，反饋繞組返回端通過盲孔連接至第層PCB板并返回至焊盤。

進一步地，所述輸出繞組分為3路子繞組，第一輸出子繞組、第二輸出子繞組和第三輸出子繞組，3路輸出子繞組之間具有公共端，存在匝數共用的情況。

進一步地，將所述第二輸出子繞組分為第一部分和第二部分；第二輸出子繞組第一部分與第一輸出子繞組重合，從第層PCB板開始圍繞E型磁芯中心柱走線，完成相應匝數走線后在最內層走線末端打一個盲孔，并在第層PCB板返回引出至相應焊盤；第二輸出子繞組第二部分從第層PCB板開始圍繞磁芯中心柱走線，完成相應匝數走線后在靠近磁芯中心柱的最內層走線末端打一個盲孔，同樣在第層PCB板返回引出至相應焊盤。

進一步地，將所述輸出第三輸出子繞組分為第三部分和第四部分；第三輸出子繞組第三部分與第二輸出子繞組重合，走線與第二輸出子繞組一致；第三輸出子繞組第四部分首先分為數量相等的①和②兩部分，從第層PCB板開始圍繞磁芯中心柱走線，完成第四部分①部分相應匝數走線后在靠近磁芯中心柱的最內層走線末端打一個盲孔，并在第層PCB板完成第四部分②部分走線后引出至相應焊盤。

進一步地，所述平面電壓器繞組僅在多層PCB板第層、第層、第層、第層、第層、第層、第層和第層布線，多層PCB板其余層均無布線。