一种隔离耐压变压器结构制造技术

一种隔离耐压变压器结构，包括PCB基板，所述PCB基板至少两层；其特征在于：所述PCB基板内部设有埋入的环形的控深槽，所述控深槽内放置磁性元器件；磁心元器件的两端的PCB基本上设置过孔，通过PCB基板上的走线和过孔形成变压器的原边绕组和副边绕组。本实用新型专利技术相对现有技术的优点在于：将变压器与PCB基板合为一体，节省了变压器的空间，极大的减小了产品的体积，提高了产品的竞争力；通过兼容性设计，可以兼容多个绕组规格，完成了变压器的归一化，减少了变压器的型号种类，提高了变压器的通用性，进一步降低了产品的成本。

Isolation voltage transformer structure

An isolation voltage withstanding transformer structure includes a PCB substrate having at least two layers; the PCB substrate is characterized in that an embedded ring-shaped depth control groove is arranged in the PCB substrate and magnetic components are placed in the depth control groove; and the PCB at both ends of the core component are basically provided with through holes, which are formed through the alignment and through holes on the PCB substrate. Primary and secondary windings of transformers. Compared with the prior art, the utility model has the advantages of integrating the transformer with the PCB substrate, saving the space of the transformer, greatly reducing the volume of the product and improving the competitiveness of the product, being compatible with multiple winding specifications, completing the normalization of the transformer, and reducing the transformer's size. The type of the transformer improves the universality of the transformer and further reduces the cost of the product.

【技术实现步骤摘要】
一种隔离耐压变压器结构
本技术涉及一种变压器结构，尤其涉及一种小体积具有高隔离耐压特性的变压器结构。
技术介绍
开关电源技术日趋成熟，在汽车、光伏、工控、医疗及手持设备等领域有着非常广泛的应用，不同行业对于开关电源的特性有着不一样的要求，如光伏应用中给IGBT驱动器供电的开关电源的隔离耐压要求比较高；医疗电源中对开关电源的漏电流要求比较高等等。在IEC、UL、CE等各种安全标准中，对作为电气隔离器件的电子变压器在安全距离(电气间隙及爬电距离)方面有着详细的硬性规定。例如：常见的离线式电子变压器需按照加强绝缘进行防护，初级绕组(PrimaryWinding)与次级绕组(SecondaryWinding)之间通常要满足6.0mm以上的爬电距离，而对于高隔离耐压的产品，这种爬电距离要求更高，例如IGBT驱动专用电源产品要求爬电距离大于9.5mm。传统的骨架变压器，若要满足高隔离耐压的要求，一般措施是直接加大变压器骨架的初级线圈槽和次级线圈槽之间的间距，并辅助以挡墙、胶纸、铁氟龙套管等绝缘材料进行防护，该措施不仅加大了变压器骨架的体积，增加了物料成本，而且不利于减小变压器整体体积，同时也不利于减小电路板布板空间，导致功率密度下降，这显然违背了开关电源小型化、高功率密度化的趋势，而且过于复杂的骨架变压器对于实现自动化生产有一定的难度，必须人为参与变压器的绕制，那么人工成本势必导致整个产品成本的增加。对于微功率电源产品，现有技术多数采用的是环形磁芯，这种磁芯不能使用骨架，原边绕组和副边绕组的隔离耐压只能通过使用三层绝缘线来满足或者给磁芯表面增加带有绝缘材料的涂层。一般三层绝缘线普遍线径较大，较难实现自动化生产，需人工绕制，导致成本增加。而给磁芯表面增加涂层受涂层材料的影响变压器特性会变差且涂层本身不能满足更高隔离耐压要求。现有技术中，还有采用平面变压器来解决高隔离耐压的问题，平面变压器可以做到内部固体绝缘而且人工参与度比较低，在市面上的开关电源中被广泛使用，目前平面变压器主要还是单独作为一个变压器装配到产品上，平面变压器的表面需要满足爬电距离的要求，故其体积相对传统变压器并没有优势，对于微功率产品而言是不可接受的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种体积小、一致性好、低耦合电容且具有高隔离耐压特性的变压器结构。为了实现上述目的，本技术的技术问题通过以下的技术方案予以解决：一种隔离耐压变压器结构，包括PCB基板，所述PCB基板至少两层；其特征在于：所述PCB基板内部设有埋入的环形的控深槽，所述控深槽内放置磁性元器件；所述PCB基板上设有4组过孔，分别为过孔组6b、6c、5b和5c；所述过孔组6b和过孔组6c分别分布在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b和过孔组6c贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第一个过孔的上端与过孔组6c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6c的第一个过孔的下端与过孔组6b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第二个过孔的上端与过孔组6c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第一原边绕组；所述过孔组5c和过孔组5b分别分布在所述控深槽相对的另一端的内侧和外侧，并且过孔组5c和过孔组5b贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第一个过孔的上端与过孔组5c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5c的第一个过孔的下端与过孔组5b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第二个过孔的上端与过孔组5c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的副边绕组。优选的，还包括过孔组6b'和过孔组6a，所述过孔组6a和过孔组6b'分别在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b'和过孔组6a贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b'的第一个过孔的上端与过孔组6a的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6a的第一个过孔的下端与过孔组6b'的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b'的第二个过孔的上端与过孔组6a的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第二原边绕组。优选的，将所述变压器第一原边绕组与第二原边绕组串联，形成第三原边绕组。优选的，在所述控深槽一端的内侧和外侧分别分布N组过孔，形成N个原边绕组，N为大于等于2的整数。优选的，在所述控深槽的另一端的内侧和外侧分别分布N组过孔，形成N个副边绕组，提供N路输出，N为大于等于2的整数。优选的，所述的环形的控深槽为圆环形、方环形或者椭圆环形。优选的，所述的磁性元器件为环形磁心，所述的环形磁心为圆环形、方环形或者椭圆环形，与所述的控深槽的形状一致。优选的，原边绕组和副边绕组之间的距离至少1mm以上。本技术相对现有技术的优点在于：1)将变压器与PCB基板合为一体，节省了变压器的空间，极大的减小了产品的体积，提高了产品的竞争力；2)最大限度的减少人工参与度，提高了产品的一致性的同时，节约了人工工时，减少了产品的成本；3)以最小的体积提供高达7800Vac或者10000Vdc的隔离耐压等级要求；4)隔离电容小至3.6pF，较普通手绕变压器减小80％以上；5)通过兼容性设计，可以兼容多个绕组规格，完成了变压器的归一化，减少了变压器的型号种类，提高了变压器的通用性，进一步降低了产品的成本。附图说明图1是本技术一种PCB基板的立体图；图2是本技术一种PCB基板的俯视图；图3是本技术一种PCB基板的主视图；图4是本技术一种PCB基板的竖向剖面图；图5是本技术一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的立体图；图6是本技术一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的俯视图；图7是本技术一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的主视图；图8是本技术一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的竖向剖面图；图9是本技术优选的变压器结构示意图的立体图；图10是本技术优选的变压器结构示意图的俯视图；图11是本技术优选的变压器结构示意图的局部剖面图；图12是本技术优选的变压器结构示意图的竖向剖面图；图13是本技术优选的具体实施方式一示意图；图14是本技术优选的具体实施方式一的绕组分布示意图；图15是本技术优选的具体实施方式二示意图；图16是本技术优选的具体实施方式二原边第一绕组示意图；图17是本技术优选的具体实施方式二原边第二绕组示意图。具体实施方式为了更好的理解本技术的设计构想，现结合附图对本技术的具体实施方式进行详细的说明。如图1～4，是本技术优选的PCB基板示意图，由PCB基板1和PCB基板内部的控深槽3构成，所述PCB基板1的叠层结构是至少两层，可以在其顶层和底层走线和放置元器件，PCB基板1的内部材质2可以是市面上常见的FR4材质或者是其它熟知的材质。所述控深槽3是包含在PCB基板1内部的一个具有特定深度和特定形状的槽，该控深槽3在PCB基板1内的位置可以是任意的，并不局限于示意图中所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离耐压变压器结构，包括PCB基板，所述PCB基板至少两层；其特征在于：所述PCB基板内部设有埋入的环形的控深槽，所述控深槽内放置磁性元器件；所述PCB基板上设有4组过孔，分别为过孔组6b、6c、5b和5c；所述过孔组6b和过孔组6c分别分布在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b和过孔组6c贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第一个过孔的上端与过孔组6c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6c的第一个过孔的下端与过孔组6b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第二个过孔的上端与过孔组6c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第一原边绕组；所述过孔组5c和过孔组5b分别分布在所述控深槽相对的另一端的内侧和外侧，并且过孔组5c和过孔组5b贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第一个过孔的上端与过孔组5c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5c的第一个过孔的下端与过孔组5b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第二个过孔的上端与过孔组5c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的副边绕组。...

【技术特征摘要】
1.一种隔离耐压变压器结构，包括PCB基板，所述PCB基板至少两层；其特征在于：所述PCB基板内部设有埋入的环形的控深槽，所述控深槽内放置磁性元器件；所述PCB基板上设有4组过孔，分别为过孔组6b、6c、5b和5c；所述过孔组6b和过孔组6c分别分布在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b和过孔组6c贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第一个过孔的上端与过孔组6c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6c的第一个过孔的下端与过孔组6b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第二个过孔的上端与过孔组6c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第一原边绕组；所述过孔组5c和过孔组5b分别分布在所述控深槽相对的另一端的内侧和外侧，并且过孔组5c和过孔组5b贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第一个过孔的上端与过孔组5c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5c的第一个过孔的下端与过孔组5b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第二个过孔的上端与过孔组5c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的副边绕组。2.根据权利要求1所述的隔离耐压变压器结构，其特征在于：还包括过孔组6b'和过孔组6a，所述过孔组6a和过孔组6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周瑜，贾宇锋，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44