具有减小的端接损耗的平面变压器制造技术

本发明专利技术涉及包括多个电路层的平面变压器，其被配置为减小多个电路层中的至少一个上的端接损耗。多个电路层在第一方向上被堆叠在一起并且至少包括第一和第二电路层。第一和第二电路层各自包括形成具有由间隙分隔的第一端接部和第二端接部的至少一个绕组的导电迹线。第一和第二电路层的间隙在与第一方向不同的第二方向上相对于彼此是偏移的。多个电路层还可包括第三电路层，其包括具有邻近第一和第二电路层的间隙中的至少一个布置的接地部的导电迹线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及平面变压器(planar transformer)。更具体而言，本公开涉及被配置为减小端接损耗(termination loss)的平面变压器。
技术介绍
变压器在许多应用中用于通过电感耦合的导体或绕组将电能量从一个电路传送到另一个。电子装置中使用的典型变压器包括铁磁芯，在该铁磁芯周围缠绕有铜线以形成初级绕组和次级绕组。然而，在一些应用中，例如在便携式电子装置中，典型的变压器太大太重了。因此，这些电子装置中的许多包含了紧凑且轻量的平面变压器。平面变压器通常包括多个堆叠的电路层或PCB，其中每一个具有形成一个或多个变压器绕组的导电迹线。每个PCB上的一个或多个变压器绕组包括第一端接部和第二端接部，电流通过第一端接部进入，通过第二端接部离开。当第一和第二端接部被布置得彼此接近并且由狭窄的间隙分隔时，它们可容易遭受邻近效应。邻近效应使得流经间距紧密的第一和第二端接部的电流聚集在一起并且仅在第一和第二端接部的最接近间隙的狭窄部分中流动。这个狭窄部分可从邻近间隙布置的第一和第二端接部的边缘延伸大约一个“趋肤深度”(skin-depth)。结果，平面变压器经历严重的功率损耗，这通常称为端接损耗。当向平面变压器提供电力的电源以高频(例如大约数百kHz)切换时，第一和第二端接部的“趋肤深度”可能只是千分之几英寸。所产生的端接损耗常常是平面变压器中的传导损耗的主要原因，常常引起总交流(AC)电阻的大约75％。
技术实现思路
本公开的特征在于一种被配置为减小端接损耗以增大功率效率的平面变压器。在一个方面中，本公开的特征在于一种平面变压器的制造方法。该方法包括在第一电路层上形成至少一个绕组的第一导电迹线。第一导电迹线具有第一端接部和第二端接部，在该第一端接部和第二端接部之间限定了第一间隙。该方法还包括在第二电路层上形成至少一个绕组的第二导电迹线。第二导电迹线被形成为包括第一端接部和第二端接部，在该第一端接部和第二端接部之间限定了第二间隙，使得，当第一和第二电路层在第一方向上被堆叠在一起时，第二间隙相对于第一间隙在与第一方向垂直的第二方向上偏移。该制造方法还可包括在第三电路层上形成接地部的第三导电迹线，使得当第三电路层与第一和第二电路层被堆叠在一起时，接地部与第一和第二间隙中的至少一者在第二方向上对齐。该方法还可包括将第一至第三电路层堆叠在一起，以使得第三电路层被布置在第一和第二电路层之间。该制造方法还可包括将第一和第二电路层堆叠在一起。该制造方法还可包括将芯体插入穿过在第一和第二电路层中形成的至少一个孔隙。该制造方法还可包括将该平面变压器与至少一个其他组件组装以便组装发电机。该制造方法还可包括将该平面变压器与至少一个其他组件组装以便组装电外科仪器的发电机。在另一方面中，本公开的特征在于一种用于生成电外科能量的电外科发电机。该电外科发电机包括平面变压器。该平面变压器包括在第一方向上堆叠在一起的多个电路层。多个电路层包括用于输出电外科能量的至少一个端子。多个电路层还至少包括第一电路层和第二电路层，其中第一和第二电路层各自包括形成具有第一端接部和第二端接部的至少一个变压器绕组的导电迹线。在第一端接部和第二端接部之间限定了间隙。多个堆叠的电路层包括用于分散流经第一和第二电路层的第一和第二端接部中的至少一者的电流的手段。用于分散的手段可包括将第一间隙布置成使得其不是邻近第二间隙布置的。在另一方面中，本公开的特征在于一种使得绕组的匝布置在两个电路层上的平面变压器。该平面变压器包括在第一方向上堆叠在一起的第一电路层和第二电路层。该平面变压器还包括布置在第一电路层上的第一导电迹线。第一导电迹线形成绕组的匝的第一部分并且具有第一端接部。该平面变压器还包括布置在第二电路层上并且电耦合到第一导电迹线的第二导电迹线。第二导电迹线形成绕组的匝的剩余部分并且具有第二端接部。第一端接部和第二端接部被布置为彼此相邻。第一和第二端接部可在第一方向上与彼此对齐。另外，绕组可以是平面变压器的初级绕组。平面变压器还可包括布置在第三电路层上的第三导电迹线和布置在第四电路层上的第四导电迹线。第三导电迹线可形成具有由第一间隙分隔的第一端接部和第二端接部的至少一个绕组。第四导电迹线可形成具有由第二间隙分隔的第一端接部和第二端接部的至少一个绕组。第一和第二间隙可在与第一方向不同的第二方向上相对于彼此偏移。第三和第四电路层的至少一个绕组可以是初级绕组或次级绕组。另外，第二方向可与第一方向垂直。多个电路层还可包括具有形成耦合到地的接地部的导电迹线的第五电路层。第三电路层可被布置成使得接地部与间隙中的至少一者在第二方向上横向对齐。在另一方面中，本公开的特征在于根据本公开的一些方面还提供了一种制造使得绕组的匝布置在两个电路层上的平面变压器的方法。制造平面变压器的该方法包括在第一电路层上将第一导电迹线形成为绕组的匝的第一部分。第一导电迹线在该匝的该部分的第一端处具有第一端接部。该方法还包括在第二电路层上将第二导电迹线形成为变压器的该匝的剩余部分。第二导电迹线在该匝的剩余部分的第一端处具有第二端接部。第二端接部被形成为使得当第一和第二电路层被堆叠在一起时，第二端接部是与第一端接部相邻布置的。该方法还包括在该匝的该部分的第二端与该匝的剩余部分的第二端之间形成电过孔。该制造方法还可包括在第三电路层上将第三导电迹线形成为至少一个变压器绕组。第三导电迹线可具有由第一间隙分隔的第一端接部和第二端接部。该制造方法还可包括在第四电路层上将第四导电迹线形成为至少一个其他变压器绕组。第四导电迹线可具有由第二间隙分隔的第一端接部和第二端接部。当第三和第四电路层与第一和第二电路层堆叠在一起时，第二间隙可相对于第一间隙横向偏移。该制造方法还可包括在第五电路层上将第五导电迹线形成为接地部。接地部可被形成为当第五电路层与第一至第四电路层堆叠在一起时该接地部与第一和第二间隙中的至少一者横向对齐。附图说明本文参考附图描述本公开的各种实施例，附图中：图1是可包含根据本公开的实施例的平面变压器的发电机的示范性功率级的示意性电路图；图2是可用在图1的示范性功率级中的根据本公开的实施例的平面变压器的分解透视图；图3是说明被根据本公开的实施例的平面变压器所解决的邻近效应的平面变压器的截面侧视图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平面变压器的制造方法，该方法包括：在第一电路层上形成至少一个绕组的第一导电迹线，该第一导电迹线具有第一端接部和第二端接部，在该第一端接部和第二端接部之间限定了第一间隙；以及在第二电路层上形成至少一个绕组的第二导电迹线，该第二导电迹线具有第一端接部和第二端接部，在该第一端接部和第二端接部之间限定了第二间隙，使得当所述第一电路层和第二电路层在第一方向上堆叠在一起时，所述第二间隙相对于所述第一间隙在与所述第一方向垂直的第二方向上偏移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.17 US 61/715,074;2013.09.26 US 14/037,9721.一种平面变压器的制造方法，该方法包括：
在第一电路层上形成至少一个绕组的第一导电迹线，该第一导电
迹线具有第一端接部和第二端接部，在该第一端接部和第二端接部之
间限定了第一间隙；以及
在第二电路层上形成至少一个绕组的第二导电迹线，该第二导电
迹线具有第一端接部和第二端接部，在该第一端接部和第二端接部之
间限定了第二间隙，使得当所述第一电路层和第二电路层在第一方向
上堆叠在一起时，所述第二间隙相对于所述第一间隙在与所述第一方
向垂直的第二方向上偏移。
2.根据权利要求1所述的制造方法，还包括在第三电路层上将第
三导电迹线形成为接地部，使得当所述第三电路层与所述第一电路层
和第二电路层堆叠在一起时，所述接地部与所述第一间隙和第二间隙
中的至少一者在所述第二方向上对齐。
3.根据权利要求2所述的制造方法，还包括将所述第一电路层至
第三电路层堆叠在一起，使得所述第三电路层被布置在所述第一电路
层和第二电路层之间。
4.根据权利要求1所述的制造方法，还包括将所述第一电路层和
第二电路层堆叠在一起。
5.根据权利要求4所述的制造方法，还包括将芯体插入穿过在所
述第一电路层和第二电路层中形成的至少一个孔隙。
6.根据权利要求1所述的制造方法，还包括将所述平面变压器与
至少一个其他组件组装以便组装发电机。
7.根据权利要求1所述的制造方法，还包括将所述平面变压器与
至少一个其他组件组装以便组装电外科仪器的发电机。
8.一种用于生成电外科能量的电外科发电机，该发电机包括平面
变压器，该平面变压器包括：
在第一方向上堆叠在一起的多个电路层，所述多个电路层包括用

\t于输出电外科能量的至少一个端子，并且还至少包括第一电路层和第
二电路层，该第一电路层和第二电路层各自包括形成具有第一端接部
和第二端接部的至少一个绕组的导电迹线，在所述第一端接部和所述
第二端接部之间限定了间隙，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·约翰斯顿，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US