一种印制电路板平面变压器制造技术

技术编号:12810102 阅读:48 留言:0更新日期:2016-02-05 08:58
本发明专利技术公开了一种印制电路板平面变压器,涉及变压器技术领域,针对200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源的应用设计了一种印制电路板平面变压器,与传统的绕线式软磁铁氧体变压器相比,其显著优点是:体积小,由于原、副边绕组采用了平面多层叠放结构,绕组间耦合更加紧密,使得其体积不超过传统同样频率和功率级变压器的百分之三十;损耗小,采用105um厚的铜箔作为绕组,充分利用导体的趋肤效应,提高了铜箔的导电利用率,从而提升了绕组的电流密度;漏感小,参数一致性高,散热性能好,平面的铜箔绕组具有高的散热能力,若在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中,绕组的热通道更短,散热能力更强;不需要专业的技术工人,成本得到降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及变压器
,尤其涉及一种印制电路板平面变压器
技术介绍
在200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源中,变压器是系统的重要组成部 分,它主要起到功率传送、电压变换和绝缘隔离的功能。因此,变压器的性能影响整个200W 功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源的表现,是开关电源的核心部件。 目前,200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源广泛存在于国防电子工业的 应用中,比如舰载电源,航空航天电源,相控阵雷达电源,通讯对抗电源,它专门负责给砷化 镓微波功率器件供电。其中,传统的绕线式软磁铁氧体变压器在电源变压器的实现方式上 占有很大的比重。随着应用场合的发展,以及应用的水平提高,对电源性能的要求也不断提 高,要求电源有更高的效率、更高的可靠性、更小的体积。为此,电源变压器必须工作在更高 的频率上(200KHz以上),而传统的绕线式软磁铁氧体变压器在高频率的应用中存在很多 缺点,其缺点主要表现如下:体积大,受制于绕线方式和骨架形状,传统的绕线式软磁铁氧 体变压器通常采用立式结构或者卧式结构,并需要留有很大的窗口面积以方便漆包线的绕 制。
技术实现思路
鉴于上述缺点和不足,本专利技术针对200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源 的应用设计了一种印制电路板平面变压器。 为了达到上述目的,本专利技术的实施例采用如下技术方案: 一种印制电路板平面变压器,所述变压器原边绕组采用4匝铜箱绕制,4匝铜箱绕 组位于印制电路板不同的层数上,其中2匝铜箱绕组位于印制板第二层,另外2匝铜箱绕组 位于印制板第五层,印制电路板第二层上的2匝铜箱绕组与印制电路板第五层上的2匝铜 绕组箱通过4个直径0. 66_实心埋孔串联;副边绕组采用两个1匝铜箱绕组并联绕制,提 高了变压器副边绕组的电流输出能力,副边绕组A的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第 一层和印制板第六层,副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第三层和印制板第 四层,两个1匝铜箱绕组通过10个直径〇. 66_实心通孔并联; 其中,变压器副边绕组A的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第一层和印制板第 六层,副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第三层和印制板第四层,原边绕组2 匝铜箱绕组位于印制板第二层,2匝铜箱绕组位于印制板第五层。 其中,所述印制电路板的芯板采用TU752材质,铜箱的厚度为105um,不同层之间 的压合材料为型号是1080的半固化片。 本专利技术的有益效果为:本专利技术实施例提供的印制电路板平面变压器针对200W功 率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源的应用,与传统的绕线式软磁铁氧体变压器相比,其 显著优点是: (1)体积小,本设计平面变压器是一种扁平状结构,由于原、副边绕组采用了平面 多层叠放结构,绕组间耦合更加紧密,使得其体积不超过传统同样频率和功率级变压器的 百分之三十,方便表贴于电源印制板表面。尤其在采用多层印制板设计的电源应用中,本发 明适合在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中,简化了电源生产过程。 (2)损耗小,本设计平面变压器采用105um厚的铜箱作为绕组,充分利用导体的趋 肤效应,提高了铜箱的导电利用率,从而提升了绕组的电流密度。同时,由于绕组的平面化, 加之原边绕组和副边绕组之间特殊的交叉换位方式,在减少了绕组的涡流损耗的同时,使 得并联绕组间的电流分布更加平均,使变压器的损耗更小。 (3)漏感小,参数一致性高,本设计平面变压器绕组和绕组之间的耦合更紧密,使 得绕组匝间的漏感更小,加之印制电路板工艺保证,本设计平面变压器的参数一致性高。 (4)散热性能好,本设计平面变压器具有很高的表体面积比,平面的铜箱绕组具 有高的散热能力,若在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中,绕组的热通道更 短,散热能力更强。 (5)成本低,本设计平面变压器是由少量有关的廉价元件构成,印制电路板的前期 开模费用之后,后期的单板价格低,加之组装方便,不需要专业的技术工人,成本得到降低。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅为本专利技术的一些实施例,对于本领域 或普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附 图。 图1为本专利技术实施例提供的一种200W功率级直流48V转8V全桥拓扑结构; 图2为平面变压器磁芯元件的结构图; 图3为平面变压器的铜箱绕组在印制电路板不同层中的结构; 图4为平面变压器印制电路板不同层之间的工艺结构。【具体实施方式】 下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基 于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有 其他实施例,都属于本专利技术的保护范围。 本专利技术实施例提供的一种印制电路板平面变压器,所述变压器原边绕组采用4匝 铜箱绕制,4匝铜箱绕组位于印制电路板不同的层数上,其中2匝铜箱绕组位于印制板第二 层,另外2匝铜箱绕组位于印制板第五层,印制电路板第二层上的2匝铜箱绕组与印制电路 板第五层上的2匝铜绕组箱通过4个直径0. 66mm实心埋孔串联;副边绕组采用两个1匝铜 箱绕组并联绕制,提高了变压器副边绕组的电流输出能力,副边绕组A的两个1匝铜箱绕组 分别位于印制板第一层和印制板第六层,副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板 第三层和印制板第四层,两个1匝铜箱绕组通过10个直径0. 66mm实心通孔并联; 其中,变压器副边绕组A的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第一层和印制板第 六层,副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第三层和印制板第四层,原边绕组2 匝铜箱绕组位于印制板第二层,2匝铜箱绕组位于印制板第五层。 其中,所述印制电路板的芯板采用TU752材质,铜箱的厚度为105um,不同层之间 的压合材料为型号是1080的半固化片。 本专利技术200W功率级直流48V转8V平面变压器的全桥拓扑结构如图1所示。变 压器原边绕组匝数4匝,副边绕组匝数1匝,开关器件在频率周期内以一定的占空比导通, 占空比用大写字母D表示,输入电压用字母Vi表示,输出电压用字母Vo表示,原当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种印制电路板平面变压器,其特征在于,所述变压器原边绕组采用4匝铜箔绕制,4匝铜箔绕组位于印制电路板不同的层数上,其中2匝铜箔绕组位于印制板第二层,另外2匝铜箔绕组位于印制板第五层,印制电路板第二层上的2匝铜箔绕组与印制电路板第五层上的2匝铜绕组箔通过4个直径0.66mm实心埋孔串联;副边绕组采用两个1匝铜箔绕组并联绕制,提高了变压器副边绕组的电流输出能力,副边绕组A的两个1匝铜箔绕组分别位于印制板第一层和印制板第六层,副边绕组B的两个1匝铜箔绕组分别位于印制板第三层和印制板第四层,两个1匝铜箔绕组通过10个直径0.66mm实心通孔并联。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:孙超张峻岭
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七二三研究所
类型:发明
国别省市:江苏;32

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