[發明專利]一種平面變壓器

在審

• 申請號: 202010795219.0
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111933434A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 張藝蒙;孫世凱;郭輝;湯曉燕;宋慶文;張玉明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01F30/06
• 分類號: H01F30/06;H01F27/24;H01F27/26
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種平面變壓器，包括磁芯組件和環繞磁芯組件的繞組組件；其中，磁芯組件包括縱向依次排布的第一磁芯、第二磁芯以及第三磁芯；第一磁芯和第三磁芯均包含磁柱，第二磁芯為I型磁芯，且第一磁芯的磁柱朝下并與第二磁芯對應貼合，第三磁芯的磁柱朝上并與第二磁芯對應貼合；繞組組件包括環繞第一磁芯的第一繞組和環繞第三磁芯的第二繞組，第一繞組和第二繞組通過連接銅樁連接。本發明提供的平面變壓器可以在變壓器體積不變的情況下，提高磁芯利用率；且其可在垂直方向實現拼接，具備較高的功率密度，能夠應用在低壓大電流開關電源變換器中。

技術領域

本發明屬于開關電源技術領域，具體涉及一種平面變壓器。

背景技術

隨著功率半導體器件的不斷發展，尤其是第三代半導體的發展，各類電子設備的體積越來越小。相應的，開關電源也朝著高效化、小型化、輕、薄等方向發展，而開關電源的小型化也推動了其向高頻化和高功率密度發展。變壓器作為隔離式電源中體積最大的部分，為了順應這種小型化的發展趨勢需要做進一步優化設計。平面變壓器由于具備體積小、易于集成、制作，以及良好的重復性和準確性，而在高頻率和高功率密度的開關電源中得到了廣泛應用。

快捷韓國半導體有限公司在其專利申請文件《平面變壓器》(申請號：201720012132.5)中公開了一種平面變壓器，該平面變壓器包括兩塊磁芯，五個繞組。該平面變壓器在印制電路板上第一層包含第一和第二繞組跡線，第二層包含第二繞組跡線，第三層包含第四和第五繞組跡線。其主要特點在繞組的排布方式中，具備較好的屏蔽效果。然而，其主要應用在較低功率密度條件下，無法適用于較高的功率密度條件。

上海軍陶電源設備有限公司在其專利申請文件《平面變壓器及開關電源》(申請號：201910924023.4)公開了一種平面變壓器及開關電源。該發明包括基板、分流片和磁芯組成。通過繞組并聯分流片來降低繞組線圈電流密度，節省了制作多層厚銅PCB板成本。然其并未進行磁集成以及提高磁芯的利用率，相同磁芯條件下的電流大小沒變，功率密度沒有得到提高。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種平面變壓器。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

一種平面變壓器，包括磁芯組件和環繞所述磁芯組件的繞組組件；其中，

所述磁芯組件包括縱向依次排布的第一磁芯、第二磁芯以及第三磁芯；所述第一磁芯和所述第三磁芯均包含磁柱，所述第二磁芯為I型磁芯，且所述第一磁芯的磁柱朝下并與所述第二磁芯對應貼合，所述第三磁芯的磁柱朝上并與所述第二磁芯對應貼合；

所述繞組組件包括環繞所述第一磁芯的第一繞組和環繞所述第三磁芯的第二繞組，所述第一繞組和所述第二繞組通過連接銅樁連接。

在本發明的一個實施例中，所述繞組組件的每個繞組均包括原邊繞組和副邊繞組，且所有繞組均為多層印刷電路板繞組。

在本發明的一個實施例中，所述多層印刷電路板的銅厚為2盎司。

在本發明的一個實施例中，所述原邊繞組和所述副邊繞組均按層相互交叉，且層數相同。

在本發明的一個實施例中，所述第一繞組包括第一原邊繞組和第一副邊繞組，所述第一繞組包括第二原邊繞組和第二副邊繞組；所述第一原邊繞組和所述第二原邊繞組通過連接銅樁串聯以形成所述平面變壓器的原邊繞組，所述第一副邊繞組和所述第二副邊繞組通過連接銅樁并聯以形成所述平面變壓器的副邊繞組。

在本發明的一個實施例中，還包括若干拼接磁芯以及與所述拼接磁芯對應的拼接繞組。

在本發明的一個實施例中，所述第一磁芯、所述第三磁芯以及所述拼接磁芯為ER型磁芯或E型磁芯中的一種或多種。

在本發明的一個實施例中，所述拼接磁芯包括第四磁芯，所述拼接繞組包括環繞所述第四磁芯的第三繞組；其中，所述第四磁芯包含磁柱，其位于所述第一磁芯的上方且磁柱朝下；