用于高速数据通信的具有增加的带宽的磁变压器制造技术

隔离变压器包括变压器芯（300）。第一通孔和第二通孔（340、342）从第一表面延伸通过变压器芯到第二表面。每个通孔具有长形轮廓，其中长形轮廓的至少一部分提供了相应的平绕组表面。平绕组表面被变压器芯的中央部分间隔开。变压器缠绕有六电线电缆，所述六电线电缆具有中央非导电芯。第一导电电线、第二导电电线、第三导电电线、第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线以基本上等间隔的角关系围绕和邻近中央非导电芯定位。第二导电电线定位在第一导电电线与第三导电电线之间；并且第五导电电线定位在第四导电电线与第六导电电线之间。导电电线以选定的绞合密度在中央非导电芯周围绞合。

Magnetic transformer with increased bandwidth for high speed data communication

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高速数据通信的具有增加的带宽的磁变压器
此申请指向用于在高速数据通信中使用的导体和电路元件，并且更特别地，指向巴伦（balun）和绞合（twisted）电线电缆（wirecable）中的改进。
技术介绍
变压器是通过使用感应耦合导体将电能从一个电路传送到另一个电路的装置。如众所周知的那样，初级绕组（primarywinding）中的变化的电流产生变化的磁通量（magneticflux），并因此产生通过次级绕组的变化的磁场。此变化的磁场在次级绕组中引发变化的电动势（“EMF”）或电压。理想的变压器假设的是：由初级绕组产生的所有磁通量耦合到变压器的各个次级绕组。然而，在实践中，由初级绕组产生的磁通量中的一些存在于次级绕组外部，由此表现出变压器具有与变压器绕组串联的电感的样子。此非理想的操作特性被称为漏电感（leakageinductance）。漏电感是由绕组的不完美耦合引起的，绕组的不完美耦合产生了与次级变压器绕组的所有匝（turn）都不相连的漏通量。结果，跨过电路的漏电抗的电压下降导致低于理想的电压调整（voltageregulation），尤其是当变压器放置于负载下时。这在高频应用中特别成问题，在高频应用中电流的高频加剧了在变压器中见到的非理想寄生效应。多年来，工程师们已认识到的是：减少在变压器上见到的漏电感的量提高了变压器的高频性能。迄今为止，减少变压器中见到的漏电感量的最常用方法传统地是通过将初级电线和次级电线绞合在一起，使绕组交错（例如，使初级绕组的个体或多层与次级绕组交替），或者备选地实施绕组的绞合和交错二者的组合，以便提高绕组之间的耦合。绞合和交错技术二者的目的是试图将电磁能量（内部能量和外部地产生的能量二者）尽可能均匀和完全地分配到初级绕组和次级绕组中的每个。然而，虽然可能实施绞合和交错的组合，但当使多于一套（set）的绕组交错时，绞合通常是非常难以完成的。这主要是由于以下事实：一旦有多于一个交错的绕组，就需要仔细地控制线束中的电线的顺序，以便获得最佳耦合。当使用交错结合电线绞合二者时，这通常是困难的。对于高频通信，使用具有相对少的绕组的小型变压器，以使网络数据线与本地电路电气地隔离，使得网络数据线与本地电路之间的任何对地电位差（potentialdifferencestoground）不会导致数据线与本地电路之间的电流。例如，图1图示了可以用于隔离的已知变压器100。这种隔离变压器通常被称为“巴伦”。如所图示，变压器包括芯102，所述芯102包括导磁材料，导磁材料具有例如1500至5000的相对磁导率（μ/μ0）。多个电线104缠绕到芯上，以形成变压器的绕组。在所图示的实施例中，电线被分组在多电线（例如，三电线）电缆中。例如，第一三电线电缆106可包括两个初级电线和一个次级电线，并且第二三电线电缆108可包括两个附加的初级电线、另一个次级电线。每个电缆中的三根电线绞合在一起，以使每个电缆中的三根电线遭遇类似的由电磁噪声引起的扰动。变压器芯102形成为椭圆形（例如，跑道形）本体110，其中第一圆柱形通孔112与第二圆柱形通孔114间隔开。在用于“能够处理高速通信的绝磁装置（IsolationMagneticDevicesCapableofHandlingHigh-SpeedCommunications）”的美国专利号7,924,130中详细描述了这种变压器的示例，该专利的全部内容通过引用并入本文中。如在美国专利号7,924,130中所描述，完整的变压器是通过以下形成的：使电线（电缆）104穿行（threading）通过第一通孔，并且通过第二通孔，以形成变压器的绕组。电线的端部选择性地互连（interconnect），以限定变压器的初级和次级绕组。本领域技术人员将领会的是，接收电线的圆形通孔使穿行通过通孔的电线沿着通孔的圆周被不同地间隔开。例如，跨过在通孔之间的芯的厚度，靠近芯的中心定位的电线的匝比更远离芯的中心的电线的匝更接近在一起。如图2的横截面视图中进一步示出，电线（电缆）倾向于在通孔之内聚集，而不是在通孔之内均匀分布。在一些构造中，电线的聚束可能引起特定绕组的起点（start）定位为靠近特定绕组的终点（finish），这可使绕组的起点与终点之间的寄生电容增大。
技术实现思路
尽管先前描述的电缆和变压器足以用于高达某些数据传输速率（例如，高达400MHz频率范围）的高速数据通信，但对更高的数据传输速率的需求已导致了对变压器的初级绕组与次级绕组之间的耦合进行改进的需求。鉴于前文所述，存在对以下系统和方法的需求：该系统和方法提供在高速数据通信耦合器系统中的隔离变压器的绕组之间的增强的耦合。本文中公开的实施例的一个方面是包括变压器芯的隔离变压器。第一通孔和第二通孔从第一表面延伸通过变压器芯到第二表面。每个通孔具有长形轮廓，其中长形轮廓的至少一部分提供了相应的平（flat）绕组表面。平绕组表面被变压器芯的中央部分间隔开。变压器缠绕有六电线电缆，所述六电线电缆具有中央非导电芯。第一导电电线、第二导电电线、第三导电电线、第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线以基本上等间隔的角关系围绕并邻近中央非导电芯定位。第二导电电线定位在第一导电电线与第三导电电线之间；并且第五导电电线定位在第四导电电线与第六导电电线之间。导电电线以选定的绞合密度在中央非导电芯周围绞合。本文中公开的实施例的另一方面是隔离变压器，隔离变压器包括变压器芯，变压器芯具有第一表面和第二表面。第一通孔从第一表面延伸通过变压器芯到第二表面。第一通孔具有长形轮廓，其中长形轮廓的至少一部分提供了第一平绕组表面。第二通孔从第一表面延伸通过变压器芯到第二表面。第二通孔具有长形轮廓，其中长形轮廓的至少一部分提供了第二平绕组表面。第二平绕组表面通过变压器芯的中央部分与第一平绕组表面间隔开。变压器进一步包括至少一个多电线电缆，至少一个多电线电缆包括第一导电电线、第二导电电线、第三导电电线、第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线。第二导电电线定位在第一导电电线与第三导电电线之间。第五导电电线定位在第四导电电线与第六导电电线之间。在某些实施例中，第一通孔和第二通孔中的每个具有椭圆形轮廓，椭圆形轮廓具有中央矩形部分、第一半圆形端部部分和第二半圆形端部部分。第一平绕组部分和第二平绕组部分中的每个由相应通孔的中央矩形部分的相应侧来限定。在某些实施例中，至少一个多电线电缆包括第一三电线电缆，所述第一三电线电缆包括第一导电电线、第二导电电线和第三导电电线，其中，第一导电电线、第二导电电线和第三导电电线绞合在一起；并且所述至少一个多电线电缆进一步包括第二三电线电缆，所述第二三电线电缆包括第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线，其中，第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线绞合在一起。在某些实施例中，第一三电线电缆和第二三电线电缆缠绕到变压器芯上，其中第一三电线电缆的一匝定位在第二三电线芯的相邻匝之间。在其他某些实施例中，至少一个多电线电缆包括六电线电缆，所述六电线电缆包括第一导电电线、第二导电电线、第三导电电线、第四导电电线、第五导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离变压器，包括：/n变压器芯，所述变压器芯具有第一表面和第二表面；/n第一通孔，所述第一通孔从所述第一表面延伸通过所述变压器芯到所述第二表面，所述第一通孔具有长形轮廓，其中所述长形轮廓的至少一部分提供了第一平绕组表面；/n第二通孔，所述第二通孔从所述第一表面延伸通过所述变压器芯到所述第二表面，所述第二通孔具有长形轮廓，其中所述长形轮廓的至少一部分提供了第二平绕组表面，所述第二平绕组表面通过所述变压器芯的中央部分与所述第一平绕组表面间隔开；以及/n至少一个多电线电缆，所述至少一个多电线电缆包括第一导电电线、第二导电电线、第三导电电线、第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线，所述第二导电电线定位在所述第一导电电线与所述第三导电电线之间，并且所述第五导电电线定位在所述第四导电电线与所述第六导电电线之间。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170403 US 62/480,757;20171004 US 15/725,0471.一种隔离变压器，包括：
变压器芯，所述变压器芯具有第一表面和第二表面；
第一通孔，所述第一通孔从所述第一表面延伸通过所述变压器芯到所述第二表面，所述第一通孔具有长形轮廓，其中所述长形轮廓的至少一部分提供了第一平绕组表面；
第二通孔，所述第二通孔从所述第一表面延伸通过所述变压器芯到所述第二表面，所述第二通孔具有长形轮廓，其中所述长形轮廓的至少一部分提供了第二平绕组表面，所述第二平绕组表面通过所述变压器芯的中央部分与所述第一平绕组表面间隔开；以及
至少一个多电线电缆，所述至少一个多电线电缆包括第一导电电线、第二导电电线、第三导电电线、第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线，所述第二导电电线定位在所述第一导电电线与所述第三导电电线之间，并且所述第五导电电线定位在所述第四导电电线与所述第六导电电线之间。


2.如权利要求1中所限定的隔离变压器，其中，所述第一通孔和所述第二通孔中的每个具有椭圆形轮廓，所述椭圆形轮廓具有中央矩形部分、第一半圆形端部部分和第二半圆形端部部分，所述第一平绕组部分和所述第二平绕组部分中的每个由相应通孔的中央矩形部分的相应侧来限定。


3.如权利要求1和2中任一项或多项所限定的隔离变压器，其中，所述至少一个多电线电缆包括：
第一三电线电缆，所述第一三电线电缆包括第一导电电线、第二导电电线和第三导电电线，所述第一导电电线、所述第二导电电线和所述第三导电电线绞合在一起；以及
第二三电线电缆，所述第二三电线电缆包括第四导电电线、第五导电电线和第六导电电线，所述第四导电电线、所述第五导电电线和所述第六导电电线绞合在一起，
其中，所述第一三电线电缆和所述第二三电线电缆缠绕到所述变压器芯上，其中所述第一三电线电缆的一匝定位在所述第二三电线芯的相邻匝之间。


4.如权利要求1和2中任一项或多项所限定的隔离变压器，其中，所述至少一个多电线电缆包括六电线电缆，所述六电线电缆包括在中央非导电芯周围螺旋地缠绕的所述第一导电电线、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：VH伦特里亚，吴镇荣，梁伟信，
申请(专利权)人：百富澳门离岸商业服务有限公司，
类型：发明
国别省市：澳门;82