台湾专利TW201324552A 變壓器導電結構及變壓器

>>2亿世界专利数据库

专利PDF首页>>台湾专利

专利附录

专利说明

权利要求

类似技术

同族专利

引用文献

法律状态

优先权

专利摘要:
一種變壓器導電結構，包括主級繞線、印刷電路板以及複數個導電片組成的次級繞線單元；導電片包括環形主體和設置於環形主體的外緣並向外側凸出的輸出端；導電片的環形主體與主級繞線交錯排布在一起；導電片的輸出端直接與印刷電路板卡接；本發明還公開了一種變壓器，有效地減小了變壓器的輸出路徑，減小了交流損耗及直流損耗，減小了變壓器器件的體積，提高了電源的功率密度和效率。
公开号:TW201324552A
申请号:TW101144151
申请日:2012-11-26
公开日:2013-06-16
发明作者:Hong-Yang Wu；Bin Wang；Li-Ping Sun；Jian-Ping Ying
申请人:Delta Electronics Shanghai Co；
IPC主号:H01F27-00

专利说明:
變壓器導電結構及變壓器
本發明涉及一種變壓器的導電結構及變壓器，具體涉及一種有效減小變壓器到電路板的輸出路徑，並減小交流損耗及直流損耗的變壓器導電結構及變壓器。
在電源朝著高功率密度，高效率，低成本的方向發展的今天，磁性器件的設計變得越來越重要，其中功率變壓器的設計往往是關鍵。
例如，圖1所示的傳統DC/DC（直流/直流）變換器的整體結構中，其中的變壓器的二次側包括變壓器副邊繞組101，輸出整流器102，輸出濾波器103和負載端104；變壓器的一次側則包括主級繞線105，開關元件106以及輸入端107；現有技術的變壓器中，為了減小器件結構，技術人員試圖採取了各種方法解決，其中一種是提高電路開關頻率，當提高電路開關頻率時，可以有效地減小磁芯組件的體積。但是，但是高頻化又對變壓器的繞組設計帶來了許多問題：高頻工作下的導線的集膚效應和鄰近效應會給變壓器繞組自身和繞組之間產生額外的損耗，而且在大電流輸出的場合尤其明顯。
現有技術還提供一種變壓器的輸入輸出側結構，如圖2所示，變壓器的一次側連接主級繞組201和開關元件202，開關元件202的左側做為輸入端；變壓器的二次側連接副邊繞組203、輸出的整流及濾波元件204，整流及濾波元件204的右側連接負載；其中，一般地，整流及濾波元件204包括整流器和濾波器，並且整流及濾波元件204被安裝在PCB（Printed Circuit Board，印製電路板，又稱印刷電路板）上，這樣就使變壓器的二次側副邊繞組203引線到整流器的距離較大且交流通路較長，而且二次側引線上的阻抗（ZP）（在具有電阻、電感和電容的電路裏，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗；既寄生電感和電阻）在高頻大電流的場合會有很大的損耗，影響電路的可靠性及效率；同樣地，二次側副邊繞組203引線到濾波器的路徑也比較長，其上的直流損耗很大，而且佔據了PCB的大量空間，還是不能有效地減小變壓器的輸出路徑，減小損耗和變壓器器件的體積。
本發明目的在於提供一種變壓器導電結構及變壓器，有效地減小變壓器的輸出路徑，減小交流損耗及直流損耗，減小變壓器器件的體積，提高電源的功率密度和效率。
本發明的上述目的通過以下技術方案實現：
一種變壓器導電結構，包括主級繞線和印刷電路板，還包括以複數個導電片組成的次級繞線單元；
導電片包括環形主體和設置於環形主體的外緣並向外側凸出的輸出端；
導電片的環形主體與主級繞線環繞在一起；
導電片的輸出端直接卡接到印刷電路板。
導電片的輸出端直接卡接到印刷電路板，並通過焊接固定。
較優地，導電片的輸出端包括第一端部和第二端部；第一端部與第二端部按上下相對的方式平行設置；
第一端部與第二端部均包括頸部和插片部；
印刷電路板上設置有與輸出端相匹配的複數個插槽；
插槽與輸出端直接相卡接，使導電片直接與印刷電路板相固定導通。
較優地，第一端部的頸部包括橫折部；橫折部的寬度大於插槽的寬度；
當輸出端與插槽卡接時，輸出端的插片部穿過插槽後，橫折部卡在插槽的外側，限定輸出端的卡接位置。
較優地，輸出端與插槽卡接固定後，還進行焊接固定；
當輸出端與插槽卡接固定後，在輸出端與插槽相卡接的卡合處進行焊接，使導電片固定在印刷電路板上。
較優地，導電片的環形主體由匝或多匝環繞形金屬導體組成。
較優地，相鄰兩匝導電片的環形主體之間設置有絕緣層。
較優地，導電片是銅片或者其他金屬導電片；
較優地，導電片與主級繞線交錯式環繞在一起。
較優地，插片部上設置有聚熱孔；聚熱孔靠近所述輸出端與插槽相卡接的卡合處。
較優地，印刷電路板上設置有整流單元和濾波單元；
濾波單元包括濾波電感和濾波電容；
整流單元為貼片式整流元件。
較優地，在印刷電路板上還貼置銅片。
較優地，整流單元的整流元件上裝配有散熱器件。
較優地，印刷電路板為兩層板或多層電路板。
較優地，濾波電感被構造成其繞組是印刷電路板上的印刷電路板導體走線形成的印刷電路板內建繞組。
印刷電路板內建繞組是由一層或多層印刷電路板銅箔圖案化形成。較優地，印刷電路板導體走線上加焊有金屬導體。
濾波電感還包括外套磁芯，外套磁芯插裝在印刷電路板內建繞組上。
外套磁芯是UI型磁芯、UU型磁芯、EI型磁芯、EE型磁芯、PQ型磁芯或單體封閉磁環中的一種。
為實現本發明的目的，還提供一種變壓器，用於與印刷電路板相連接，包括以複數個導電片組成的次級繞線單元；
導電片包括環形主體和設置於環形主體的外緣並向外側凸出的輸出端；
導電片的環形主體與主級繞線環繞在一起；
導電片的輸出端直接卡接到印刷電路板。
較優地，第一端部的頸部包括橫折部；橫折部的寬度大於插槽的寬度；
當輸出端與插槽卡接時，輸出端的插片部穿過插槽後，橫折部卡在插槽的外側，限定輸出端的卡接位置。
較優地，輸出端與插槽卡接固定後，還進行焊接固定；
當輸出端與插槽卡接固定後，在輸出端與插槽卡接的末端進行焊接，使導電片固定在印刷電路板上。
較優地，導電片的環形主體由匝或多匝環繞形金屬導體組成。
較優地，相鄰兩匝導電片的環形主體之間設置有絕緣層。
較優地，導電片是銅片或者其它金屬導電片；
較優地，主級繞線為單芯金屬導線或多芯金屬導線；
導電片與主級繞線交錯式排布。
較優地，本發明的所述變壓器，還包括一磁芯組和複數個卷線架；磁芯組設置有凸出端，卷線架為環形；卷線架上設置有卷線槽；主級繞線纏繞在卷線槽內；纏繞了主級繞線的卷線架套在磁芯組的凸出端上；
絕緣層覆蓋整個導電片的環形主體；導電片通過其環形主體套在磁芯組的凸出端上，並且導電片夾套在每兩個卷線架之間，與主級繞線互相交錯排列。
較優地，本發明的所述變壓器，還包括卷線基座；卷線基座包括卷線筒；卷線筒的內部為一貫穿通道；磁芯組的凸出端穿入貫穿通道內；
纏繞有主級繞線的卷線架套在卷線筒上；導電片也通過其環形主體套在卷線筒上，並且導電片夾套在每兩個卷線架之間，與主級繞線互相交錯排列。
較優地，變壓器的導電片的環形主體的內側圓周上還設置有定位槽；卷線筒的外側圓周上設置有定位條。
當環形主體夾套在繞線槽內時，定位槽與定位條相配合。
較優地，導電片的外形尺寸根據變壓器的工作頻率、輸出功率以及磁芯組的具體結構進行設計。
本發明的有益效果：本發明的變壓器導電結構及變壓器，提升了印刷電路板的空間利用率，縮短了變壓器二次側引線到輸出整流部分和濾波部分的距離，減小了交流損耗及直流損耗，減小變壓器器件的體積，提高了電源的功率密度和效率，同時提高了變壓器的散熱功能。
為使本發明基於原始文檔的排版處理方法及裝置的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明做進一步詳細說明，但是，應當說明的是，以下所描述的具體實施例僅用於說明本發明，但不用來限定本發明的範圍。
如圖3所示，本發明實施例的變壓器導電結構，包括主級繞線300、次級繞線單元400；
所述次級繞線單元400包括複數個導電片4和印刷電路板5；
所述導電片4包括環形主體41和設置於所述環形主體41的外緣並向外側凸出的輸出端42；
如圖4所示，所述印刷電路板5上設置有整流單元8和濾波單元7；
本發明實施例的變壓器導電結構中，所述導電片輸出端42直接卡接到印刷電路板5上。這樣，既提升了印刷電路板的空間利用率，又縮短了變壓器二次側引線到輸出整流部分和濾波部分的距離，進而減小了交流損耗及直流損耗，提高了電源的功率密度和效率。
較佳地，如圖5所示，本實施例變壓器導電結構中，所述導電片4的輸出端42包括第一端部421和第二端部422；
第一端部421與第二端部422按上下相對的方式平行設置；有利於在變壓器處於高頻情況下，可以有效減少漏感，降低交流損耗。
如圖6所示，所述第一端部421與第二端部422均包括頸部4211、4221和插片部4212、4222；
如圖4所示，本實施例中的印刷電路板5上設置有可與輸出端42相匹配的複數個插槽51；
所述插槽51與所述導電片輸出端42直接相卡接，使所述導電片4直接與印刷電路板5相固定導通。
較佳地，如圖6所示，所述第一端部421的頸部4211包括橫折部4214；所述橫折部4214的寬度大於所述插槽51的寬度；
當所述輸出端42與插槽51卡接時，輸出端42的插片部4212、4222穿過插槽51後，所述橫折部4214卡在所述插槽51的外側，以便限定所述輸出端42的卡接位置，使導電片4與印刷電路板5卡接時，定位準確，不會使輸出端42隨意地穿過插槽51而導致所述卡接容易鬆動。　　　　　　
進一步地，作為一種可實施方式，所述導電片4的輸出端42與所述印刷電路板5的插槽51卡接固定後，還進行焊接固定；
當所述輸出端42與所述插槽51卡接固定後，輸出端42的末端既可以穿過插槽51後露在印刷電路板5的另一側，也可以留在插槽51內，較佳地，在所述輸出端42與所述插槽51相卡接的卡合處進行焊接，使所述導電片4牢固地固定在所述印刷電路板5上。
較佳地，作為一種可實施方式，每片所述導電片4環形主體41可以由1匝或多匝環繞形金屬導體組成。
進一步地，在相鄰兩匝所述導電片4的環形主體41之間設置有絕緣層，所述絕緣層可以是用絕緣膠帶將每匝所述導電片4的環形主體41進行包裹，以避免環形主體41之間短路，同時所述絕緣層需採用耐高溫材質。
進一步地，所述導電片4是銅片或者其他金屬導電片；
更近一步地，如圖3所示，所述導電片4與所述主級繞線300交錯式排列，有效減小變壓器繞組的漏感和交流損耗。
較佳地，如圖6所示，所述插片部4212、4222上設置有聚熱孔4213、4223；所述聚熱孔4213、4223靠近所述輸出端42與所述插槽51相卡接的卡合處；當在所述輸出端42與插槽51的卡合處進行焊接時，所述卡合處附近的所述聚熱孔4213、4223可以使焊料的在較長時間內保持較高的溫度，更有利於焊料塗布均勻，使所述導電片4與所述印刷電路板5之間的固定更可靠。
較佳地，如圖4所示，所述印刷電路板5上的濾波單元7包括濾波電感72和濾波電容71；所述印刷電路板5上整流單元8為貼片式的整流元件，這樣可以提升印刷電路板5的空間利用率。
進一步地，當所述印刷電路板5上各元器件的電流及頻率較大時可以在所述印刷電路板5上貼置銅片，以增加電器元件之間的導通性能，進而減小損耗；所述銅片的數量可以根據印刷電路板5的層數或所述電流及頻率的大小來確定。
如圖4所示，所述印刷電路板5上，所述整流單元8的整流元件上裝配散熱器件8，從而更好地解決散熱問題，特別是解決電流較大時所述整流元件散熱問題。
進一步地，根據變壓器輸出功率的要求，所述印刷電路板5可以為兩層或多層電路板。
印刷電路板5通常是一個載板，也可以是帶有絕緣層的鋁基板，或帶有絕緣層的諸如如銅之類的金屬載板，其主要作用為承載至少一部分變換器二次側的整流電路及濾波電路。例如該印刷電路板5至少承載二次側整流電路中的整流器件以及濾波電路中的濾波電感72，並且整流器件及濾波電感72通過該印刷電路板5進行電氣連接。
變換器二次側的整流電路可以是全波整流電路、倍流整流電路、全橋整流電路、半波整流電路等各種結構的整流電路。其中的整流器件可以是如圖10中所示的二極管D1、D2，也可以是金屬氧化物場效應管（MOSFET）、雙極結型晶體管（BJT）等開關器件。整流器件可以是貼片封裝，也可以是插裝的封裝，如以TO-220封裝安裝在電路板上。
為了進一步縮短變換器二次側引線與濾波電感72之間的路徑以及進一步縮小濾波電感72的體積，本發明的濾波電感72被構造成其繞組是印刷電路板5上的單匝或多匝印刷電路板導體走線，例如銅箔走線。
圖11為本發明的印刷電路板內建單匝繞組的結構示意圖，其中印刷電路板5上除了設置有插槽51、印刷電路板導體走線53、諸如電阻、電容、整流元件、集成電路之類的電子元件73之外，本發明的印刷電路板5的一部分導體走線形成為單匝繞組52，例如由一層印刷電路板銅箔圖案化成的單匝繞組52。
圖12為本發明的印刷電路板內建多匝繞組的結構示意圖，其中印刷電路板5上除了設置有插槽51、印刷電路板導體走線53、諸如電阻、電容、整流元件、集成電路之類的電子元件73之外，本發明的印刷電路板5的一部分導體走線形成為多匝繞組54，例如由一層或多層印刷電路板銅箔圖案化成的多匝繞組54，例如通過圖案化一層印刷電路板銅箔圖案來形成印刷電路板內建多匝繞組的導體走線541。
作為本發明的另一個實施例，也可以在印刷電路板上的走線上再加焊如銅之類的金屬導體來降低繞組的導通阻抗，以減小導通損耗。圖13為本發明的加焊有金屬導體的印刷電路板內建繞組的結構示意圖。如圖13中所示，平行於圖11所示的單匝繞組52的導體走線加焊了導體55，來降低繞組的導通阻抗，以減小導通損耗。圖14為本發明的加焊有金屬導體的印刷電路板內建繞組的剖面結構示意圖。圖14為圖13沿剖面線AA向右看過去的視圖，其中印刷電路板5的一側上原本圖案化有單匝繞組52，印刷電路板5的另一側上加焊了導體55。其中，導體55也可以沿著單匝繞組52的圖案直接疊置在單匝繞組52上。
作為另一個實施例，也可以將導體55沿著多匝繞組54的圖案直接疊置在多匝繞組54上。通過對繞組的導體走線加焊導體，降低了繞組導通時的阻抗與損耗。
如果不在如圖11-圖14所描述的印刷電路板內建繞組上插裝外套磁芯，這些印刷電路板內建繞組本身就可以作為空心電感，可用於一定頻率的高頻濾波。為了提高電感量，可以在這些印刷電路板內建繞組上插裝外套磁芯。
圖15為本發明的由印刷電路板內建單匝繞組和外套磁芯形成的濾波電感72的結構示意圖。圖15是在圖11的基礎上，在單匝繞組52的外面插裝了外套磁芯56。
圖16為本發明的由印刷電路板內建單匝繞組和UI型外套磁芯形成的濾波電感72的剖面結構示意圖。圖16為圖15沿剖面線BB向右看過去的視圖，可以看到，圖15中所示的外套磁芯56可以是UI型磁芯，包括I形部分561和U形部分562，形成一個環繞單匝繞組52的環形磁芯。單匝繞組52和UI型外套磁芯56形成一個具有比空心單匝繞組52電感量更大的濾波電感72。
圖15中所示的外套磁芯不限於UI型磁芯，即也可以是其它類型的磁芯。圖17為本發明的由印刷電路板內建單匝繞組52和UU型外套磁芯形成的濾波電感72的剖面結構示意圖。圖17為圖15沿剖面線BB向右看過去的視圖，可以看到，圖15中所示的外套磁芯56也可以是UU型磁芯，包括U形部分563和U形部分564，形成一個環繞單匝繞組52的環形磁芯。單匝繞組52和UU型外套磁芯56形成一個具有比空心單匝繞組52電感量更大的濾波電感72。
應當注意，無論是圖16中所示例的UI型磁芯，還是圖17中所示例的UU型磁芯，同樣也可以用於和印刷電路板內建多匝繞組一起構成具有比空心印刷電路板內建多匝繞組電感量更大的濾波電感72。而且，具體到如圖11所示的開口形的印刷電路板形狀，外套磁芯也可以採用單體封閉磁環。
對於印刷電路板內建單匝或多匝繞組，還可以通過插裝更多類型的外套電感來形成具有比空心印刷電路板內建繞組電感量更大的濾波電感72。圖18為本發明的由印刷電路板內建多匝繞組和外套磁芯形成的濾波電感72的一個實施例的結構示意圖。圖18是在圖12的基礎上，在多匝繞組54的外面插裝了外套磁芯57。應當明白，外套磁芯57的佈置方式不限於圖18所示的方式，例如也可以是在圖18的平面上水平旋轉90度。
圖19為本發明的由印刷電路板內建多匝繞組54和EI型外套磁芯形成的濾波電感72的剖面結構示意圖。圖19為圖18沿剖面線CC向右看過去的視圖，可以看到，圖19中所示的外套磁芯57是EI型磁芯，包括I形部分571和E形部分572，形成一個環繞多匝繞組54的環形磁芯。多匝繞組54和EI型外套磁芯57形成一個具有比空心多匝繞組54電感量更大的濾波電感72。
圖18中所示的外套磁芯不限於EI型磁芯，即也可以是其它類型的磁芯。圖20A為本發明的用於由印刷電路板內建繞組形成的濾波電感72的EE型外套磁芯的剖面結構示意圖，其中，EE型外套磁芯58包括E形部分581和E形部分582，也可以形成一個環繞多匝繞組54的環形磁芯，從而形成一個具有較大電感量的濾波電感72。圖20B為本發明的用於由印刷電路板內建繞組形成的濾波電感72的PQ型外套磁芯的剖面結構示意圖，其中PQ型外套磁芯的三維視圖類似於圖7中的磁芯組604，也可以形成一個環繞多匝繞組54的環形磁芯，從而形成一個具有較大電感量的濾波電感72。
應當注意，無論是圖19中所示例的EI型磁芯，還是圖20A和圖20B中所示例的EE型磁芯PQ型磁芯，同樣也可以用於和印刷電路板內建單匝繞組一起構成具有比空心單匝繞組電感量更大的濾波電感72。
如圖11-圖20A所示的由印刷電路板內建繞組和外套磁芯形成的濾波電感能夠進一步縮短變換器二次側引線與濾波電感的路徑以及進一步縮小濾波電感的體積。
本發明實施例的變壓器導電結構，其提升了印刷電路板的空間利用率，縮短了變壓器二次側引線到輸出整流部分和濾波部分的距離，進而減小了交流損耗及直流損耗，提高了電源的功率密度和效率，同時提高了變壓器的散熱功能。
實施例二：
如圖7所示，本實施例的變壓器，用於與印刷電路板5相連接；其包括主級繞線300，複數個導電片4和一對磁芯組604；
作為一種實施方式，本發明的所述變壓器還包括複數個卷線架6；所述卷線架6為環形；
所述磁芯組604設置有凸出端605，應當說明的是，本實施例中，所述磁芯組604選擇為PQ型，但作為本發明的其它實施例的可選方案，變壓器所採用的磁芯組也可選用其它類型；
所述卷線架6套在所述磁芯組604的凸出端605上；
所述卷線架6上設置有卷線槽62；所述主級繞線300纏繞在所述卷線槽62內；纏繞有所述主級繞線300的所述卷線架6套在所述磁芯組604的凸出端605上；所述導電片4也通過其環形主體41套在所述磁芯組604的凸出端605上，並且所述導電片4夾套在每兩個所述卷線架6之間，使其與所述主級繞線300互相交錯排列。
進一步地，當所述導電片4通過其環形主體41套在所述磁芯組凸出端605上時，所述導電片4之間的絕緣層覆蓋整個所述導電片4的環形主體41，以避免所述導電片4的環形主體41與所述磁芯組凸出端605的直接接觸；同樣的，在具體應用時，當所述主級繞線300纏繞在所述卷線槽62內後，也可以在暴露在表層的主級繞線300上增加絕緣層。
如圖8所示，作為另一種實施方式，本發明的所述變壓器還可以配置卷線基座601；所述卷線基座601包括卷線筒6012；所述卷線筒6012的內部為一貫穿通道603；所述磁芯組604的凸出端605穿入所述貫穿通道603內；將纏繞有所述主級繞線300的卷線架6套在所述卷線筒6012上；所述導電片4也通過其環形主體41套在所述卷線筒6012上，並且所述導電片4夾套在每兩個所述卷線架6之間，與所述主級繞線300互相交錯排列；由此，通過使用卷線筒6012，可以先使所述導電片4和纏繞有所述主級繞線300的卷線架6相對可靠地組合在一起，然後再與卷線筒6012一起套在所述磁芯組604的凸出端605上。
較佳地，如圖5和圖9所示，當本發明的所述變壓器採用卷線基座601時，所述導電片4的環形主體41的內側圓周上還設置有定位槽411；所述卷線筒6012的外側圓周上設置有定位條6013；當所述環形主體41夾套在所述繞線槽602內時，所述定位槽411與所述定位條6013相配合，使所述導電片4定位準確並相對固定。
進一步地，所述主級繞線300為單芯線或多芯線；導電片環形主體41為1匝或多匝；
進一步地，本發明實施例的所述變壓器中，所述導電片4通過其輸出端42直接與印刷電路板5相卡接；
更進一步地，導電片4為銅片或者其它金屬片，並且導電片4的具體外形尺寸需要根據所述變壓器的工作頻率、輸出功率以及磁芯組604的具體結構進行設計；所述導電片4其他方面的結構，與實施例一中的描述相同，因此，在本實施例二中，不再一一重複描述。
下面結合實施例一和實施例二，進一步舉例說明本發明的變壓器導電結構及變壓器的具體應用；
如圖10，示出了一半橋型LLC串聯諧振電路的原理圖；所述電路的功率為750W,輸出電流為62.5A，工作頻率為70KHz；其中，Z1，Z2，Z3表示引線上的阻抗；其中，電感LS、電容Cs、和變壓器的勵磁電感Lm構成一個LLC諧振電路，兩個主開關S1和S2構成半橋結構，通過改變開關頻率來實現輸出電壓的恒定；輸出濾波單元包括輸出高頻電容C0，輸出電感L0和濾波電解電容C1；其中，印刷電路板等效電路700集成了輸出整流單元和濾波單元，與圖4中的印刷電路板5相對應。變壓器等效電路800對應於圖 7中的主級繞線300，導電片4，卷線基座601和磁芯604；主級繞線300和導電片4按照交錯排布的方式安裝。其中，變壓器等效電路800的輸出端，直接連接到印刷電路板等效電路700，等效於導電片4的輸出端直接連接到印刷電路板5上，使得Z1，Z2和Z3的值變得很小，同時，由於整流單元和濾波單元均設置於印刷電路板上；因此，使輸出端的交流與直流損耗都比較低。
本實施例的變壓器導電結構及變壓器，將輸出整流電路及濾波電路集成在印刷電路板上，並採用小封裝的貼片器件作為整流器件，提升了電路板的空間利用率；同時，以導電片來取代傳統變壓器的二次側繞線線圈，增加了散熱功能，利用導電片的延伸端直接與印刷電路板相連，縮短了變壓器二次側引線到輸出整流管的距離即交流路徑，減小了交流損耗及直流損耗，減小了變壓器體積，提高電源的功率密度和效率。
最後應當說明的是，很顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型。
101、203．．．副邊繞組
102．．．輸出整流器
103．．．輸出濾波器
104．．．負載端
105、201．．．主級繞線
106、202．．．開關元件
107．．．輸入端
204．．．濾波元件
300．．．主級繞線
400．．．次級繞線單元
4．．．導電片
41．．．導電片環形主體
411．．．定位槽
42．．．導電片輸出端
421．．．第一端部
422．．．第二端部
4211、4221．．．頸部
4212、4222．．．插片部
4213、4223．．．聚熱孔
4214．．．橫折部
4216、4226．．．卡槽
5．．．印刷電路板
51．．．插槽
52．．．印刷電路板內建單匝繞組
53．．．印刷電路板導體走線
54．．．印刷電路板內建多匝繞組
55．．．加焊的金屬導體
56、57．．．外套磁芯
58．．．EE型磁芯
59．．．PQ型磁芯
541．．．形成印刷電路板內建多匝繞組的導體走線
561．．．UI型磁芯的I形部分
562．．．UI型磁芯的U形部分
563、564．．．UU型磁芯的U形部分
571．．．EI型磁芯的I形部分
572．．．EI型磁芯的E形部分
581、582．．．EE型磁芯的E形部分
6．．．卷線架
62．．．繞線槽
601．．．卷線基座
603．．．貫穿通道
6012．．．卷線筒
6013．．．定位條
604．．．磁芯組
605．．．磁芯組凸出端
7．．．濾波單元
71．．．濾波電容
72．．．濾波電感
73．．．其它電子元件
8．．．整流單元
9．．．散熱器件
700．．．印刷電路板等效電路
800．．．變壓器等效電路
圖1為傳統DC/DC變壓器的整體結構圖；
圖2為傳統變壓器一次側，二次側結構圖；
圖3為本發明的變壓器導電結構及變壓器的具體實施例的組裝示意圖；
圖4為本發明的變壓器導電結構的具體實施例的集成PCB的結構示意圖；
圖5為本發明的變壓器導電結構的具體實施例的導電片的結構示意圖；
圖6為本發明的變壓器導電結構的具體實施例的導電片的輸出端的放大圖；
圖7為本發明的變壓器的具體實施例的組裝示意圖；
圖8為本發明的變壓器的卷線架和卷線基座的裝配示意圖；
圖9為本發明的變壓器的卷線基座的部分立體結構圖；
圖10為本發明一種變壓器導電結構及變壓器的一應用例的電路原理圖；
圖11為本發明的印刷電路板內建單匝繞組的結構示意圖；
圖12為本發明的印刷電路板內建多匝繞組的結構示意圖；
圖13為本發明的加焊有金屬導體的印刷電路板內建繞組的結構示意圖；
圖14為本發明的加焊有金屬導體的印刷電路板內建繞組的剖面結構示意圖；
圖15為本發明的由印刷電路板內建單匝繞組和外套磁芯形成的濾波電感的結構示意圖；
圖16為本發明的由印刷電路板內建單匝繞組和UI型外套磁芯形成的濾波電感的剖面結構示意圖；
圖17為本發明的由印刷電路板內建單匝繞組和UU型外套磁芯形成的濾波電感的剖面結構示意圖；
圖18為本發明的由印刷電路板內建多匝繞組和外套磁芯形成的濾波電感的一個實施例的結構示意圖；
圖19為本發明的由印刷電路板內建多匝繞組和EI型外套磁芯形成的濾波電感的剖面結構示意圖；
圖20A為本發明的用於由印刷電路板內建繞組形成的濾波電感的EE型外套磁芯的剖面結構示意圖；
圖20B為本發明的用於由印刷電路板內建繞組形成的濾波電感的PQ型外套磁芯的剖面結構示意圖。
300．．．主級繞線
4．．．導電片
400．．．次級繞線單元
41．．．導電片環形主體
42．．．導電片輸出端
5．．．印刷電路板
62．．．繞線槽
601．．．卷線基座
603．．．貫穿通道
604．．．磁芯組
605．．．磁芯組凸出端

权利要求:
Claims (31)
[1] 一種變壓器導電結構，包括一主級繞線和一印刷電路板，該變壓器導電結構更包括：複數個導電片組成的一次級繞線單元；該導電片包括一環形主體和設置於該環形主體的外緣並向外側凸出的一輸出端；該導電片的該環形主體與該主級繞線環繞在一起；該導電片的該輸出端直接卡接到該印刷電路板上。
[2] 如申請專利範圍第1項所述的變壓器導電結構，其中該導電片的輸出端直接卡接到印刷電路板上，並通過焊接固定。
[3] 如申請專利範圍第1項所述的變壓器導電結構，其中：該導電片的該輸出端包括一第一端部和一第二端部；該第一端部與該第二端部按上下相對的方式平行設置；該第一端部與該第二端部均包括一頸部和一插片部；該印刷電路板上設置有與該輸出端相匹配的複數個插槽；該插槽與該輸出端直接相卡接，使該導電片直接與該印刷電路板相固定導通。
[4] 如申請專利範圍第3項所述的變壓器導電結構，其中該第一端部的該頸部包括一橫折部；該橫折部的寬度大於該插槽的寬度；當該輸出端與插槽卡接時，輸出端的該插片部穿過該插槽後，該橫折部卡在該插槽的外側，限定該輸出端的卡接位置。
[5] 如申請專利範圍第4項所述的變壓器導電結構，其中該輸出端與該插槽卡接固定後，還進行焊接固定；當該輸出端與該插槽卡接固定後，在該輸出端與該插槽相卡接的卡合處進行焊接，使該導電片固定在該印刷電路板上。
[6] 如申請專利範圍第1至5項任一項所述的變壓器導電結構，其中該導電片的該環形主體由一匝或多匝環繞形金屬導體組成。
[7] 如申請專利範圍第6項所述的變壓器導電結構，其中該相鄰兩匝該導電片的該環形主體之間設置有絕緣層。
[8] 如申請專利範圍第7項所述的變壓器導電結構，其中該導電片是銅片或者其他金屬導電片。
[9] 如申請專利範圍第8項所述的變壓器導電結構，其中該導電片與該主級繞線交錯式排布在一起。
[10] 如申請專利範圍第3項所述的變壓器導電結構，其中在該插片部上設置一聚熱孔；該聚熱孔靠近輸出端與該插槽相卡接的卡合處。
[11] 如申請專利範圍第1項所述的變壓器導電結構，其中該印刷電路板上設置有一整流單元和一濾波單元；該濾波單元包括一濾波電感和一濾波電容；該整流單元為貼片式整流元件。
[12] 如申請專利範圍第11項所述的變壓器導電結構，其中在該印刷電路板上還貼置銅片。
[13] 如申請專利範圍第12項所述的變壓器導電結構，其中該整流單元的整流元件上裝配有一散熱器件。
[14] 如申請專利範圍第11-13項任一項所述的變壓器導電結構，其中該印刷電路板為兩層板或多層電路板。
[15] 如申請專利範圍第11項所述的變壓器導電結構，其中該濾波電感被構造成其繞組是該印刷電路板上的印刷電路板導體走線形成的印刷電路板內建繞組。
[16] 如申請專利範圍第15項所述的變壓器導電結構，其中該印刷電路板內建繞組是由一層或多層印刷電路板銅箔圖案化形成。
[17] 如申請專利範圍第15項所述的變壓器導電結構，其中該印刷電路板導體走線上加焊有金屬導體。
[18] 如申請專利範圍第15項所述的變壓器導電結構，其中該濾波電感還包括一外套磁芯，該外套磁芯插裝在該印刷電路板內建繞組上。
[19] 如申請專利範圍第15項所述的變壓器導電結構，其中該外套磁芯是UI型磁芯、UU型磁芯、EI型磁芯、EE型磁芯、PQ型磁芯或單體封閉磁環中的一種。
[20] 一種變壓器，用於與一印刷電路板相連接，包括一主級繞線，其中更包括由複數個導電片組成的一次級繞線單元；該導電片包括一環形主體和設置於該環形主體的外緣並向外側凸出的一輸出端；該導電片的該環形主體與該主級繞線環繞在一起；該導電片的該輸出端直接卡接到該印刷電路板上。
[21] 如申請專利範圍第20項所述的變壓器，其中：該導電片的該輸出端包括一第一端部和一第二端部；該第一端部與該第二端部按上下相對的方式平行設置；該第一端部與該第二端部均包括一頸部和一插片部；該印刷電路板上設置有與該輸出端相匹配的複數個插槽；該插槽與輸出端直接相卡接，使該導電片直接與該印刷電路板相固定導通。
[22] 如申請專利範圍第21項所述的變壓器，其中該第一端部的該頸部包括一橫折部；該橫折部的寬度大於該插槽的寬度；當該輸出端與該插槽卡接時，該輸出端的該插片部穿過所述插槽後，該橫折部卡在該插槽的外側，限定該輸出端的卡接位置。
[23] 如申請專利範圍第22項所述的變壓器，其中該輸出端與該插槽卡接固定後，還進行焊接固定；當該輸出端與插槽卡接固定後，在該輸出端與該插槽相卡接的卡合處進行焊接，使該導電片固定在該印刷電路板上。
[24] 如申請專利範圍第23項所述的變壓器，其中該導電片的該環形主體由一匝或多匝環繞形金屬導體組成。
[25] 如申請專利範圍第24項所述的變壓器，其中相鄰兩匝該導電片的該環形主體之間設置有絕緣層。
[26] 如申請專利範圍第20項所述的變壓器，其中該導電片是銅片或者其它金屬導電片。
[27] 如申請專利範圍第26項所述的變壓器，其中該主級繞線為單芯金屬導線或多芯金屬導線；該導電片與該主級繞線交錯式排布在一起。
[28] 如申請專利範圍第20-27項任一項所述的變壓器，其中：還包括一磁芯組和複數個卷線架；該磁芯組設置有一凸出端，該卷線架為環形；該卷線架上設置有一卷線槽；該主級繞線纏繞在該卷線槽內；纏繞了該主級繞線的卷線架套在該磁芯組的該凸出端上；該絕緣層覆蓋整個該導電片的該環形主體；該導電片通過其該環形主體套在該磁芯組的該凸出端上，並且該導電片夾套在每兩個該卷線架之間，與該主級繞線互相交錯排列。
[29] 如申請專利範圍第28項所述的變壓器，其中還包括一卷線基座；該卷線基座包括一卷線筒；該卷線筒的內部為一貫穿通道；該磁芯組的該凸出端穿入該貫穿通道內；纏繞有該主級繞線的卷線架套在該卷線筒上；該導電片也通過其該環形主體套在該卷線筒上，並且該導電片夾套在每兩個該卷線架之間，與該主級繞線互相交錯排列。
[30] 如申請專利範圍第29項所述的變壓器，其中該環形主體的內側圓周上還設置有一定位槽；該卷線筒的外側圓周上設置有一定位條；當該環形主體夾套在該繞線槽內時，該定位槽與該定位條相配合。
[31] 如申請專利範圍第30項所述的變壓器，其中該導電片的外形尺寸根據該變壓器的工作頻率、輸出功率以及該磁芯組的具體結構進行設計。

类似技术:

公开号 | 公开日 | 专利标题

TWI581279B|2017-05-01|變壓器及其副邊電路的組合結構

US10991501B2|2021-04-27|Transformer and power supply device including the same

EP2517215B1|2015-12-16|Multi-turn inductors

TWI278876B|2007-04-11|Transformer structure

US8890644B2|2014-11-18|Two-phase coupled inductors which promote improved printed circuit board layout

JP5339398B2|2013-11-13|積層インダクタ

US7446637B1|2008-11-04|Parent-child leadframe type transformer

US7889043B2|2011-02-15|Assembly structure of transformer, system circuit board and auxiliary circuit board

US9281115B2|2016-03-08|Multi-turn inductors

JP2006318946A|2006-11-24|積層インダクタ

US6861938B2|2005-03-01|High-frequency power inductance element

US9013259B2|2015-04-21|Powder core material coupled inductors and associated methods

US9263177B1|2016-02-16|Pin inductors and associated systems and methods

JP2015079778A|2015-04-23|コイル一体型プリント基板、磁気デバイス

TWM556915U|2018-03-11|電感元件

JP4021746B2|2007-12-12|電源装置用コイル部品の基板実装構造

KR101838230B1|2018-03-13|스너버 회로 일체형 평면 트랜스포머

JP2015088595A|2015-05-07|多層プリント基板、磁気デバイス

TWM467158U|2013-12-01|電感裝置

TW201409502A|2014-03-01|變壓器

同族专利:

公开号 | 公开日

US20130141878A1|2013-06-06|

TWI581279B|2017-05-01|

CN103137305A|2013-06-05|

CN103137305B|2016-12-21|

引用文献:

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

TWI555045B|2015-12-18|2016-10-21|達方電子股份有限公司|變壓器|US6114932A|1997-12-12|2000-09-05|Telefonaktiebolaget Lm Ericsson|Inductive component and inductive component assembly|

US6459586B1|2000-08-15|2002-10-01|Galaxy Power, Inc.|Single board power supply with thermal conductors|

US6522233B1|2001-10-09|2003-02-18|Tdk Corporation|Coil apparatus|

JP2003264110A|2002-03-12|2003-09-19|Tdk Corp|スパイラルコイルとトランス|

WO2005025042A1|2003-08-29|2005-03-17|Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.|パワー変換モジュールデバイスおよびそれを用いた電源装置|

JP2005093536A|2003-09-12|2005-04-07|Tdk Corp|コアユニット、スイッチング電源装置、及びコア保持部材|

US7940532B2|2004-03-10|2011-05-10|PEI-Genesis, Inc.|Power conversion device frame packaging apparatus and methods|

US7474857B2|2004-07-21|2009-01-06|Zilog, Inc.|Recovering energy from an IrDA/remote control transmitter circuit|

US7439838B2|2005-09-09|2008-10-21|Delta Electronics, Inc.|Transformers and winding units thereof|

CN1937117B|2005-09-21|2010-06-09|台达电子工业股份有限公司|具有绕线单体的变压器|

TW200832460A|2007-01-31|2008-08-01|Delta Electronics Inc|Transformer structure|

CN101241796B|2007-02-05|2010-08-18|台达电子工业股份有限公司|变压器|

CN101567250B|2008-04-23|2012-05-23|台达电子工业股份有限公司|导电结构及使用该导电结构的变压器|

US7489226B1|2008-05-09|2009-02-10|Raytheon Company|Fabrication method and structure for embedded core transformers|

CN101651031B|2008-08-13|2011-07-27|台达电子工业股份有限公司|变压器与系统电路板及辅助电路板的结合结构|

TW201019352A|2008-11-11|2010-05-16|Delta Electronics Inc|Conductive winding and manufacturing method thereof|

TWM372524U|2009-09-17|2010-01-11|Chicony Power Tech Co Ltd|Transformer with conductive sheet winding structure|CN103366935A|2013-07-30|2013-10-23|华为技术有限公司|平板变压器结构|

JP6331412B2|2014-01-20|2018-05-30|Tdk株式会社|絶縁部品及び導電部品|

US9219422B1|2014-08-21|2015-12-22|Lenovo Enterprise SolutionsPte. Ltd.|Operating a DC-DC converter including a coupled inductor formed of a magnetic core and a conductive sheet|

CN105450041B|2014-09-18|2018-09-18|台达电子工业股份有限公司|磁性元件整合模块|

US9379619B2|2014-10-21|2016-06-28|Lenovo Enterprise SolutionsPte. Ltd.|Dividing a single phase pulse-width modulation signal into a plurality of phases|

CN105826056B|2015-01-22|2017-12-12|全汉企业股份有限公司|变压器|

CN107481838B|2015-03-04|2020-05-01|江苏理工学院|具有初级线圈的开关变压器组件及开关电源|

US9618539B2|2015-05-28|2017-04-11|Lenovo Enterprise SolutionsPte. Ltd.|Sensing current of a DC-DC converter|

JP6572871B2|2016-11-22|2019-09-11|トヨタ自動車株式会社|トランス装置およびその組み立て方法|

EP3349224B1|2017-01-12|2020-05-27|Delta ElectronicsPublic Co., Ltd.|Integrated magnetic component and switched mode power converter|

CN110120292A|2018-02-05|2019-08-13|台达电子企业管理（上海）有限公司|磁性元件的散热结构及具有该散热结构的磁性元件|

WO2020040529A1|2018-08-22|2020-02-27|주식회사 에이텀|변압기|

CN109903964A|2019-01-21|2019-06-18|海宁联丰东进电子有限公司|一种镶入式多槽大功率变压器|

CA3125576A1|2019-01-25|2020-07-30|Magna International Inc.|Design and optimization of a high power density low voltage dc-dc converter for electric vehicles|

法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

CN201110393371||2011-12-01||

CN201210435332.3A|CN103137305B|2011-12-01|2012-11-02|一种变压器导电结构及变压器|

[返回顶部]