变压器设备及其制造方法技术

变压器设备(200)具有变压器芯(210)、至少一个初级绕组和至少一个次级绕组。变压器设备(200)还具有置入件(220)和电路板(230)，至少一个初级绕组布置在置入件中，至少一个次级绕组布置在电路板中。在此，置入件(220)、电路板(230)和变压器芯(210)彼此耦接或能彼此耦接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】变压器设备及其制造方法
本专利技术涉及变压器设备、用于制造变压器设备的方法、相应的设备以及相应的计算机程序产品。
技术介绍
电气隔离的变压器可以例如以缠绕铁氧体芯的在初级侧和次级侧上的铜丝绕组制成。为此，另一种可行方案可以例如为平面变压器，其绕组可以实现在电路板内。
技术实现思路
在此背景下，本专利技术提供根据独立权利要求所述的改进的变压器设备、改进的制造变压器设备的方法、改进的设备以及改进的计算机程序产品。有利的实施方案参阅从属权利要求和下文的描述。根据本专利技术的实施方式，特别是可以提供由具有初级绕组的压入元件和具有次级绕组的基于电路板的平面变压器构成的组合，并且这样就能实现混合式变压器或混合式平面变压器。在此，例如可以使常规绕线的变压器的优点与平面变压器的优点相结合。在此情形下，初级绕组与次级绕组可以布置成结构上分离和彼此耦接的单元，其中可以仅将至少一个绕组实施为电路板。有利地，与完全以平面结构实施的变压器相比，根据本专利技术的实施方式特别是通过组合方式可以降低电路板结构的复杂性。另外，例如通过取消电路板内的初级绕组，尤其通过省去电路板内的掩埋式的过孔，即所谓的掩埋式穿孔(英文：BuriedVias)，这样就能简化电路板的结构。此外，特别是通过由例如塑料制成的置入件也可以实现空气间隙和爬电距离，并且无需在电路板内考虑它们。特别是，依赖于匝数比，还可以减少电路板子层数量或电路板中的子层数量，例如根据仅示例性5:1:1或16:1:1的匝数比，减少了至少2个子层或4个子层。特别地，还可以增加变压器芯中可供使用的绕组空间的铜填充度。与常规绕线的变压器相比，例如尤其可以改善排热或热排出，可以简化制造，可以以简化的方式实现空气间隙和爬电距离，也可以不同于通过拧接或焊接部位地实现电接触，即使在高电流应用中，也可以简化结构和连接技术，并且可以减小漏电感。与构建在单个电路板中的平面变压器相比，特别是可以减少电路板的子层数量，用以充分利用绕组空间。此外，例如高压电位可能施加到其上的初级绕组仅需满足降低的对空气间隙和爬电距离或绝缘距离的要求。本专利技术提出一种变压器设备，其中，该变压器设备具有变压器芯、至少一个初级绕组和至少一个次级绕组，其中，变压器设备具有置入件和电路板，至少一个初级绕组布置在该置入件中，至少一个次级绕组布置在该电路板中，其中，置入件、电路板和变压器芯彼此耦接或能彼此耦接。变压器设备可以实施为电气隔离的变压器设备。变压器芯可以实施为铁氧体芯或铁芯。置入件与电路板机械耦接或能机械耦接，并且可选地还与电路板电耦接或能电耦接。根据一种实施方式，置入件可以具有至少一根绞合线和电绝缘材料。在此，至少一根绞合线可以埋入电绝缘材料中。电绝缘材料可以具有塑料材料。至少一根绞合线可以为高频绞合线。这样的实施方式提供的优点是，特别是通过基于高频绞合线的初级绕组，可以因增大线路总截面而减小初级正向损耗。通过埋入到塑料载体中也可以以简单的方式实现空气间隙和爬电距离。作为替代方案，置入件可以具有另外的电路板，在其中可以布置有至少一个初级绕组。这样的实施方式提供的优点是，当至少一个初级绕组的电流负载减小时，置入件也可以以另外或附加的电路板的形式实现为置入件。通过这种实施方式同样可以减少两个电路板的子层数量。另外，置入件可以具有至少一个压入元件，用以压入到电路板中来将置入件与电路板耦接。至少一个压入元件可以例如由金属材料成型出。这样的实施方式提供的优点是，置入件例如实施为具有至少一个初级绕组的塑料载体，并且电路板可以借助压装技术而简单、快速且可靠地彼此连接。在此情形下，置入件可以具有多个压入元件。在此，多个压入元件中的两个压入元件可以成型为用于初级绕组的电接头。这样两个压入元件就能与初级绕组电连接并且通过压入电路板中而电接触。这样的实施方式提供的优点是，可以节省空间和成本，其中，通过压入元件也可以部分地实现机械连接和电连接的双重功能。此外，电路板可以具有多个子层。在此，至少一个次级绕组可以成型为电路板的至少一个子层。电路板可以特别是实施为示例性仅四子层并且具有任选的中间子层。这样的实施方式提供的优点是，可以节省空间地实现至少一个次级绕组。此外，电路板可以具有至少一个过孔。在此，至少一个过孔可以延伸穿过电路板的全部子层。这样的实施方式提供的优点是，特别是可以省去电路板中的掩埋式的过孔，这样就能降低用于构建电路板的成本。另外，变压器设备可以具有至少一个散热体，用以从电路板排出热并且补充或替代地从置入件排出热。在此，电路板布置或能布置于至少一个散热体与置入件之间。这样的实施方式提供的优点是，可以改善变压器设备的热排出或排热。在此情形下，变压器设备还可以具有导热层，用以从电路板向至少一个散热体导出热。在此情形下，导热层布置或能布置于电路板与至少一个散热体之间。导热层可以以两种方式实施为导热箔。这样的实施方式提供的优点是，可以进一步改善热导出和热传递。本专利技术提供一种用于制造变压器设备的方法，其中，该方法具有：成型出置入件的步骤，在置入件中布置有变压器设备的至少一个初级绕组；构建出电路板的步骤，在电路板中布置有变压器设备的至少一个次级绕组；以及将置入件、电路板和变压器芯彼此耦接的步骤。通过实施该方法，可以有利地产生上述变压器设备的实施方式。在此情形下，成型的步骤和构建的步骤可以并行地实施或至少部分地按任意顺序依次实施。此外，在成型的步骤中以及附加地或替代地在构建的步骤中，可以执行在变压器芯上的部分装配。根据一种实施方式，在成型的步骤中，至少一根绞合线可以埋入电绝缘材料中。电绝缘材料可以是塑料材料。这样的实施方式提供的优点是，置入件可以实现结构简单且成本低廉。作为替代方案，在成型的步骤中，可以构建具有至少一个次级绕组的另外的电路板。该另外的电路板可以多子层地实施。在此，至少一个次级绕组可以成型为另外的电路板的至少一个子层。这样的实施方式提供的优点是，特别是当至少一个初级绕组的电流负载减小时，可以实现具有至少一个平面实施的次级绕组的置入件。本专利技术还提供一种设备，其被构造成用于执行上述方法的实施方式的步骤。该设备可以是处理电信号(例如传感器信号)并依赖于该电信号输出控制信号的电气设备。该设备可以具有一个或多个适当的接口，这些接口可以通过硬件和/或软件来构造。在通过硬件的结构方案中，接口可以例如是集成电路的在其中实现该设备的功能的那一部分。接口也可以是自身的集成电路或至少部分地由分立的构件组成。在通过软件的结构方案中，接口可以是例如在微控制器上其他软件模块之外还存在的软件模块。有利地还有一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码可以存储在诸如半导体存储器、硬盘存储器或光存储器那样的机器可读的载体上，并且用于当在计算机或设备上实施程序时执行根据上述实施方式之一所述的方法。附图说明下面结合附图示例性详细说明本专利技术。在附图中：图1示出平面变压器的示意性剖视图；图2示出根据本专利技术的实施例的变压器设备的示意性剖视图；图3示出图2中的变压器设备的局部示意性剖视图；图4示出图2中的变压器设备的置入件的示意性剖视图；图5示出图2中的变压器设备的电路板的示意性剖视图；图6示出图2中的变压器设备的电路板的示意图；图7示出图2中的变压器设备的置入件的示意图；图8示出根据本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.变压器设备(200)，其中，所述变压器设备(200)具有变压器芯(210)、至少一个初级绕组(460)和至少一个次级绕组(670)，其特征在于具有置入件(220)和电路板(230)，所述至少一个初级绕组(460)布置在所述置入件中，所述至少一个次级绕组(670)布置在所述电路板中，其中，所述置入件(220)、所述电路板(230)和所述变压器芯(210)彼此耦接或能彼此耦接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.22 DE 102016211085.31.变压器设备(200)，其中，所述变压器设备(200)具有变压器芯(210)、至少一个初级绕组(460)和至少一个次级绕组(670)，其特征在于具有置入件(220)和电路板(230)，所述至少一个初级绕组(460)布置在所述置入件中，所述至少一个次级绕组(670)布置在所述电路板中，其中，所述置入件(220)、所述电路板(230)和所述变压器芯(210)彼此耦接或能彼此耦接。2.根据权利要求1所述的变压器设备(200)，其特征在于，所述置入件(220)具有至少一根绞合线(422)和电绝缘材料(424)，其中，所述至少一根绞合线(422)埋入所述电绝缘材料(424)中。3.根据权利要求1所述的变压器设备(200)，其特征在于，所述置入件(220)具有另外的电路板，所述至少一个初级绕组(460)布置在所述另外的电路板中。4.根据前述权利要求中任一项所述的变压器设备(200)，其特征在于，所述置入件(220)具有至少一个压入元件(225；725)，用以压入到所述电路板(230)中来将所述置入件(220)和所述电路板(230)耦接。5.根据权利要求4所述的变压器设备(200)，其特征在于，所述置入件(220)具有多个压入元件(225；725)，其中，所述多个压入元件(225；725)中的两个压入元件(725)成型为用于所述初级绕组(460)的电接头。6.根据前述权利要求中任一项所述的变压器设备(200)，其特征在于，所述电路板(230)具有多个子层(531、532、533、534、535、536)，其中，所述至少一个次级绕组(670)成型为所述电路板(230)的至少一个子层(531、532、533、534)。7.根据前述权利要求中任一项所述的变压器设备(200)，其特征在于，所述电路板...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·博施，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE