一种片式变压器绕组结构制造技术

本发明专利技术公开了一种片式变压器绕组结构，包括初级绕组与次级绕组，初级绕组与次级绕组均包含了可重复的绕组结构；初级绕组的初级可重复段包括上层初级金属图形、下层初级金属图形和初级通孔，上层初级金属图形和下层初级金属图形均为近似于环形的金属图形、且均留有缺口，初级通孔的两端分别连接到上层初级金属图形的缺口处、下层初级金属图形的缺口处；次级绕组的次级可重复段包括上层次级外金属图形、上层次级内金属图形、下层次级外金属图形、下层次级内金属图形和次级通孔，上层次级外金属图形和下层次级外金属图形通过一次级通孔连接；该绕组结构中初级绕组与次级绕组部分结构的复用，实现了平面变压器进一步小型化与轻量化的目标。化的目标。化的目标。

【技术实现步骤摘要】
一种片式变压器绕组结构


[0001]本专利技术涉及变压器设计
，尤其涉及一种片式变压器绕组结构。

技术介绍

[0002]变压器是目前开关电源中经常会使用到的一种元件，用于输入输出隔离、电压幅值变换的场景。目前变压器存在一个问题就是体积大、重量大，给电子系统小型化及电源功率密度提升带来一定困难。
[0003]在变压器小型化上，目前虽然有基于PCB工艺的平面变压器在使用，相比于传统变压器而言，其体积与重量有所减少，但其依然是开关电源中占用空间较大的元件之一。

技术实现思路

[0004]基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种片式变压器绕组结构，初级绕组与次级绕组在不同的铁氧体生瓷片上具有相同的金属通孔与平面金属图形，实现初级绕组与次级绕组部分结构的复用，实现了平面变压器进一步小型化与轻量化的目标。
[0005]本专利技术提出的一种片式变压器绕组结构，包括初级绕组与次级绕组，初级绕组与次级绕组均包含了可重复的绕组结构；初级绕组的初级可重复段包括上层初级金属图形、下层初级金属图形和初级通孔，上层初级金属图形和下层初级金属图形均为近似于环形的金属图形、且均留有缺口，初级通孔的两端分别连接到上层初级金属图形的缺口处、下层初级金属图形的缺口处；次级绕组的次级可重复段包括上层次级外金属图形、上层次级内金属图形、下层次级外金属图形、下层次级内金属图形和次级通孔，上层次级外金属图形和下层次级外金属图形通过一次级通孔连接，上层次级内金属图形与下层次级内金属图形通过另一次级通孔连接。
[0006]进一步地，在同一层绕组结构中，上层初级金属图形设置于上层次级外金属图形和上层次级内金属图形所形成的空间中，下层初级金属图形设置于下层次级外金属图形和下层次级内金属图形所形成的空间中。
[0007]进一步地，初级绕组的初级可重复段还包括上层内侧连接结构、上层外侧连接结构、下层内侧连接结构和下层外侧连接结构，上层内侧连接结构、上层外侧连接结构分别布置到上层初级金属图形的缺口两边，上层内侧连接结构、上层外侧连接结构错开布置形成一条缝隙，下层内侧连接结构和下层外侧连接结构分别布置到下层初级金属图形的缺口两边，下层内侧连接结构、下层外侧连接结构错开布置形成一条缝隙，两缺口上的连接结构相反布置；
[0008]初级通孔的两端分别连接到上层内侧连接结构和下层内侧连接结构上，或者初级通孔的两端分别连接到下层外侧连接结构和层内侧连接结构上，相邻初级绕组的初级可重复段的初级通孔交错连接设置。
[0009]进一步地，上层次级外金属图形、上层次级内金属图形、下层次级外金属图形、下层次级内金属图形均为平面单圈或多圈螺旋线；
[0010]上层次级外金属图形与下层次级外金属图形之间的绕线方向保持一致，在次级通孔连接方向与绕线方向上，上层次级内金属图形和下层次级内金属图形的电流方向与分别与上层次级外金属图形和下层次级外金属图形电流方向一致。
[0011]进一步地，初级绕组结构还包括初级输入段和初级输出段，初级可重复段为单个可重复段或多个级联的可重复段，初级可重复段最上层的上层初级金属图形与初级输出段连接，初级可重复段最下层的下层初级金属图形与初级输入段连接。
[0012]进一步地，所述初级输入段包括初级输入连接线、初级输入通孔和初级输入外电极焊盘，初级输入通孔的两端分别连接到初级输入连接线和初级输入外电极焊盘上，初级输入连接线的另一端连接到初级可重复段最下层的初级通孔一端。
[0013]进一步地，所述初级输出段包括第一初级输出通孔、初级输出连接线、第二初级输出通孔和初级输出外电极焊盘，第一初级输出通孔的一端连接到初级可重复段最上层的上层初级金属图形的缺口处、另一端连接到初级输出连接线的一端，初级输出连接线的另一端通过第二初级输出通孔连接到初级输出外电极焊盘上。
[0014]进一步地，次级绕组结构还包括次级输入段、次级输出段和次级连接段，次级可重复段为单个可重复段或多个级联的可重复段，次级输入段、次级可重复段、次级输出段依次连接，次级可重复段最下层的下层次级外金属图形、下层次级内金属图形分别与次级输入段、次级输出段连接，次级可重复段最上层的上层次级外金属图形与上层次级内金属图形之间通过次级连接段连接。
[0015]进一步地，所述次级输入段包括次级输入连接线、次级输入通孔和次级输入外电极焊盘，次级输入通孔的两端分别连接到次级输入连接线和次级输入外电极焊盘上，次级输入连接线的另一端连接到次级可重复段最下层的下层次级外金属图形上或下层次级内金属图形上；
[0016]次级输出段包括次级输出连接线、次级输出通孔和次级输出外电极焊盘，次级输出通孔的两端分别连接到次级输出连接线和次级输出外电极焊盘上，次级输出连接线的另一端连接到次级可重复段最下层的下层次级内金属图形上或下层次级外金属图形上。
[0017]进一步地，所述次级连接段包括第一次级连接通孔、第二次级连接通孔和中间连接线，中间连接线的两端分别连接到第一次级连接通孔的一端和第二次级连接通孔的一端，第一次级连接通孔的另一端和第二次级连接通孔的另一端分别连接到次级可重复段最上层的上层次级外金属图形上和上层次级内金属图形上。
[0018]本专利技术提供的一种片式变压器绕组结构的优点在于：本专利技术结构中提供的一种片式变压器绕组结构，通过使用低温共烧铁氧体(LTCF)技术，通过设计铁氧体生瓷片上的金属通孔与平面金属图形，在铁氧体陶瓷内部集成变压器所用的初级绕组与次级绕组，实现变压器的功能，同时可以使初级绕组与次级绕组在不同的铁氧体生瓷片上具有相同的金属通孔与平面金属图形，实现初级绕组与次级绕组部分结构的复用，不仅能够实现平面变压器进一步小型化与轻量化的目标，还能够通过铁氧体生瓷片复用来简化制造流程；初级绕组和次级绕组使用了可重复结构，减少了对印刷网板或掩膜板的使用，制造流程的更加简单；同时初级绕组与次级绕组的线圈数量可以灵活增加或减少，而不必调整内部图形。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的结构示意图；
[0020]图2是初级绕组的整体示意图；
[0021]图3是次级绕组的整体示意图；
[0022]图4是初级绕组的初级可重复段示意图；
[0023]图5是初级绕组的初级输入段示意图；
[0024]图6是初级绕组的初级输出段示意图；
[0025]图7是次级绕组的次级可重复段示意图；
[0026]图8是次级绕组的次级输入段示意图；
[0027]图9是次级绕组的次级输出段示意图；
[0028]图10是次级绕组的次级连接段示意图；
[0029]图11是同一层上的初级绕组与次级绕组之间关系的示意图；
[0030]其中，1
‑
初级绕组，2
‑
次级绕组，11
‑
初级可重复段，12
‑
初级输入段，13
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初级输出段，21
‑
次级可重复段，22
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种片式变压器绕组结构，其特征在于，包括初级绕组(1)与次级绕组(2)，初级绕组(1)与次级绕组(2)均包含了可重复的绕组结构；初级绕组(1)的初级可重复段(11)包括上层初级金属图形(111)、下层初级金属图形(112)和初级通孔(113)，上层初级金属图形(111)和下层初级金属图形(112)均为近似于环形的金属图形、且均留有缺口，初级通孔(113)的两端分别连接到上层初级金属图形(111)的缺口处、下层初级金属图形(112)的缺口处；次级绕组(2)的次级可重复段(21)包括上层次级外金属图形(211)、上层次级内金属图形(212)、下层次级外金属图形(213)、下层次级内金属图形(214)和次级通孔(215)，上层次级外金属图形(211)和下层次级外金属图形(213)通过一次级通孔(215)连接，上层次级内金属图形(212)与下层次级内金属图形(214)通过另一次级通孔(215)连接。2.根据权利要求1所述的片式变压器绕组结构，其特征在于，在同一层绕组结构中，上层初级金属图形(111)设置于上层次级外金属图形(211)和上层次级内金属图形(212)所形成的空间中，下层初级金属图形(112)设置于下层次级外金属图形(213)和下层次级内金属图形(214)所形成的空间中。3.根据权利要求1所述的片式变压器绕组结构，其特征在于，初级绕组(1)的初级可重复段(11)还包括上层内侧连接结构(114)、上层外侧连接结构(115)、下层内侧连接结构(116)和下层外侧连接结构(117)，上层内侧连接结构(114)、上层外侧连接结构(115)分别布置到上层初级金属图形(111)的缺口两边，上层内侧连接结构(114)、上层外侧连接结构(115)错开布置形成一条缝隙，下层内侧连接结构(116)和下层外侧连接结构(117)分别布置到下层初级金属图形(112)的缺口两边，下层内侧连接结构(116)、下层外侧连接结构(117)错开布置形成一条缝隙，两缺口上的连接结构相反布置；初级通孔(113)的两端分别连接到上层内侧连接结构(114)和下层内侧连接结构(116)上，或者初级通孔(113)的两端分别连接到下层外侧连接结构(117)和层内侧连接结构上，相邻初级可重复段(11)的初级通孔(113)交错连接设置。4.根据权利要求1所述的片式变压器绕组结构，其特征在于，上层次级外金属图形(211)、上层次级内金属图形(212)、下层次级外金属图形(213)、下层次级内金属图形(214)均为平面单圈或多圈螺旋线；上层次级外金属图形(211)与下层次级外金属图形(213)之间的绕线方向保持一致，在次级通孔(215)连接方向与绕线方向上，上层次级内金属图形(212)和下层次级内金属图形(214)的电流方向与分别与上层次级外金属图形(211)和下层次级外金属图形(213)电流方向一致。5.根据权利要求1所述的片式变压器绕组结构，其特征在于，初级绕组(1)结构还包括初级输入段(12)和初级输出段(13)，初级可重复段(11)为单个可重复段或多个级联的可重复段，初级可重复段(11)最上层的上层初级金属图...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊清，王伟，于沛洋，程维伟，文茹，徐良峙，李贺，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十三研究所，
类型：发明
国别省市：