平板绕组变压器制造技术

本申请公开了平板绕组变压器。一种平板绕组变压器包含磁芯组和多层电路板。磁芯组包含第一磁芯、第二磁芯、第一磁柱、第二磁柱。第一磁芯与第二磁芯相互平行。多层电路板设置于第一磁芯和第二磁芯之间，第一磁柱和第二磁柱贯穿多层电路板。多层电路板包含第一低压绕组层、第二低压绕组层和高压绕组层。第二低压绕组层与该第一低压绕组层并联连接，高压绕组层设置于第一低压绕组层和第二低压绕组层之间。其中高压绕组层接收极性电流时，第一低压绕组层和/或第二低压绕组层产生对应的感应电流。第一磁芯、第二磁芯、第一磁柱与第二磁柱形成封闭磁路。封闭磁路。封闭磁路。

【技术实现步骤摘要】
平板绕组变压器


[0001]本专利技术涉及一种变压器，特别涉及一种整合型的平板绕组变压器。

技术介绍

[0002]在切换式电源供应器(PSU)的应用中，由于高效能大功率(瓦数)的需求，因而衍生出许多效能提升的电路与架构，尤其在直流对直流转换器(DC/DC converter)的应用上，亦是推陈出新。
[0003]请参照图1，图1为公知电源供应器的方块示意图。其输入为高压直流或交流输入，其中包括直流对直流转换器2。其中，当转换器2的输出端应用在低压输出大电流时，对于直流对直流转换器2造成的损失相当严重，因此在此应用中常将直流对直流转换器中使用的多组变压器10以高压侧串联、低压侧并联方式达到分流的效果，其优点是可减少低压侧元件电流应力和导通损失，并有助于提升效率。然而，这种做法中由于使用多个变压器加以组合，元件数量增加影响整体设计的难易度，整体体积更大幅增加，其中变压器的体积就是最大的难题。另外，由于变压器为个别绕制，因变压器相互存在感值误差容易造成低压侧不均流。
[0004]在变压器中，磁性元件在体积和损耗方面都占据了一定比例，因此减小磁性元件的体积与损耗是降低变压器整体体积以及提升效能的有效手段。然而，磁性元件体积的减小往往伴随着磁性元件损耗的增加，因此如何经由设计对磁性元件进行优化，减小整合后变压器整体体积，并降低损耗，实有必要发展一种改良的变压器，以解决现有技术所面临的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的为提供一种整合型变压器。相较于先前技术，本专利技术的变压器整合高压侧串联、低压侧并联的多个变压器于同一磁芯上，并采用平板绕组，在低压大电流的应用上达到分流的效果，可降低低压侧元件电流应力和导通损失，且具有精简的体积并降低损耗。
[0006]为达上述目的，本专利技术提供一种平板绕组变压器包含磁芯组和多层电路板。磁芯组包含第一磁芯、第二磁芯、第一磁柱、第二磁柱。第一磁芯与第二磁芯相互平行。多层电路板设置于第一磁芯和第二磁芯之间，第一磁柱和第二磁柱贯穿多层电路板。多层电路板包含第一低压绕组层、第二低压绕组层和高压绕组层。第二低压绕组层与该第一低压绕组层并联连接，高压绕组层设置于第一低压绕组层和第二低压绕组层之间。其中高压绕组层接收极性电流时，第一低压绕组层和/或第二低压绕组层产生对应的感应电流。第一磁芯、第二磁芯、第一磁柱与第二磁柱形成封闭磁路。
[0007]在一个实施例中，高压绕组层进一步包含相互串联的第一高压绕组和第二高压绕组。第一高压绕组围绕第一磁柱设置，第二高压绕组围绕该第二磁柱设置。
[0008]在一个实施例中，围绕第一磁柱或第二磁柱的极性电流与对应感应的感应电流流
动方向相反。
[0009]在一个实施例中，极性电流在第一高压绕组和第二高压绕组流动方向相反。
[0010]在一个实施例中，第一高压绕组包含电性连接的第一高压子绕组和第二高压子绕组，且第一高压子绕组设置于第二高压子绕组与第一低压绕组层之间。第二高压绕组包含电性连接的第三高压子绕组和第四高压子绕组，第三高压子绕组设置于第四高压子绕组与第二低压绕组层之间，第二高压子绕组电性连接第三高压子绕组。
[0011]在一个实施例中，第一高压子绕组和第二高压子绕组上下层叠，透过贯孔电连接。
[0012]在一个实施例中，第三高压子绕组和第四高压子绕组上下层叠，透过贯孔电连接。
[0013]在一个实施例中，第一高压子绕组和第四高压子绕组设置于多层电路板的同一层。
[0014]在一个实施例中，第二高压子绕组和第三高压子绕组设置于多层电路板的同一层，透过导电片相互电连接。
[0015]在一个实施例中，第一低压绕组层具有第一低压绕组和第二低压绕组，第二低压绕组层具有第三低压绕组和第四低压绕组。第一低压绕组和该第三低压绕组围绕该第一磁柱设置，第二低压绕组和第四低压绕组围绕该第二磁柱设置。
[0016]在一个实施例中，在正半周导通时，极性电流为第一极性电流，产生的感应电流为第一感应电流；在负半周导通时，极性电流为第二极性电流，产生的感应电流为第二感应电流，其中第一感应电流流经第一低压绕组层和第二低压绕组层的一部分，第二感应电流流经第一低压绕组层和第二低压绕组层的另一部分。
[0017]在一个实施例中，第一感应电流流经第一低压绕组和第三低压绕组，第二感应电流流经第二低压绕组和第四低压绕组。
附图说明
[0018]图1为一种电源供应器的方块示意图。
[0019]图2A为一种电源供应器的电路示意图。
[0020]图2B为图2A的变压器的磁路示意图。
[0021]图2C为图2B的磁路耦合示意图。
[0022]图2D为本专利技术一个实施例的磁路耦合示意图。
[0023]图2E为本专利技术一个实施例的磁路耦合示意图。
[0024]图3A为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的正视图。
[0025]图3B为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的侧视图。
[0026]图3C为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的分解图。
[0027]图4为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的高压绕组示意图。
[0028]图5A为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的电路示意图。
[0029]图5B为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的正半周电流方向示意图(电路)。
[0030]图5C为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的正半周电流方向示意图(绕组)。
[0031]图5D为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的负半周电流方向示意图(电路)。
[0032]图5E为本专利技术一个实施例的平板绕组变压器的负半周电流方向示意图(绕组)。
具体实施方式
[0033]以下将参照相关附图，说明依据本专利技术平板绕组变压器的优选实施例，其中相同的元件将以相同的附图标记加以说明。
[0034]本专利技术的平板绕组变压器将高压侧串联、低压侧并联的多个变压器整合于同一磁芯上，在低压大电流的应用上达到分流的效果，可降低低压侧元件电流应力和导通损失，且具有精简的体积并降低损耗。
[0035]请参照图2A至图2C，说明本专利技术磁路耦合的方式。图2A为一种电源供应器的电路示意图。电源供应器PSU包括输入电压Vin、开关元件SW1～SW4、电容Cr、电感Lr、负载RL，内部四个变压器201、202、203、204是以高压侧串联、低压侧并联的方式连接。图2B为图2A的变压器的磁路示意图。图2C为图2B的磁路耦合示意图。以图2A的四个变压器为例，将四个变压器排列如图2B所示，其中高压侧绕组绕于各变压器中柱上，左方两个变压器201、202的绕组方式是绕组中柱左侧进入纸面，中柱右侧穿出纸面；右方两个变压器203、204的绕组方式是绕组中柱左侧穿出纸面，中柱右侧进入纸面。因此，变压器201、202、203、204的磁通方向依右手定则，如虚线箭头所示，左方两个变压器201、202的磁通方向在中柱向下，两侧柱向上，左半圈为顺时针方向，右本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平板绕组变压器，包含：磁芯组，包含：第一磁芯和与所述第一磁芯相互平行的第二磁芯；第一磁柱和第二磁柱，设置于所述第一磁芯和所述第二磁芯之间；以及多层电路板，设置于所述第一磁芯和所述第二磁芯之间，所述第一磁柱和所述第二磁柱贯穿所述多层电路板，所述多层电路板包含：第一低压绕组层；第二低压绕组层，与所述第一低压绕组层并联连接；和高压绕组层，所述高压绕组层设置于所述第一低压绕组层和所述第二低压绕组层之间；其中，所述高压绕组层接收极性电流时，所述第一低压绕组层和/或所述第二低压绕组层产生对应的感应电流，所述第一磁芯、所述第二磁芯、所述第一磁柱与所述第二磁柱形成封闭磁路。2.根据权利要求1所述的平板绕组变压器，所述高压绕组层进一步包含相互串联的第一高压绕组和第二高压绕组，所述第一高压绕组围绕所述第一磁柱设置，所述第二高压绕组围绕所述第二磁柱设置。3.根据权利要求2所述的平板绕组变压器，其中所述极性电流在所述第一高压绕组和所述第二高压绕组流动方向相反。4.根据权利要求2所述的平板绕组变压器，其中所述第一高压绕组包含电性连接的第一高压子绕组和第二高压子绕组，且所述第一高压子绕组设置于所述第二高压子绕组与所述第一低压绕组层之间；以及所述第二高压绕组包含电性连接的第三高压子绕组和第四高压子绕组，所述第三高压子绕组设置于所述第四高压子绕组与所述第二低压绕组层之间，所述第二高压子绕组电性连接所述第三高压子绕组。5.根据权利要求4所述的平板绕组变压器，其中所述第一高压子绕组和所述第二高压子绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖炎生，黄咏奕，李峻宏，张豪杰，
申请(专利权)人：台北科技大学，
类型：发明
国别省市：