变压器制造技术

公开一种变压器(100、100

【技术实现步骤摘要】
变压器


[0001]本公开涉及一种变压器。特别地，但非排他地，本公开涉及一种适合于提供小、负值磁耦合系数的单片自耦变压器。

技术介绍

[0002]存在多种设计片上单片变压器的方式。电路设计者感兴趣的主要电参数为变压器匝比n和磁耦合系数k。如果绕组之间的磁耦合是完美的(即，不泄漏磁通量)，那么k为1，而非耦合线圈具有为零的k因数。实际变压器将具有这两个极值之间的k因数。通常对于片上单片变压器，可以实现0.7与0.85之间的k因数。
[0003]片上单片变压器的架构包括平行式架构(柴田(Shibata)型)、交错式架构(弗兰(Frlan)型)和堆叠式架构(芬利(Finlay)型)。图1的(a)示出柴田型，在柴田型中，将初级绕组10与次级绕组12提供为嵌套式线圈。此拓扑易于设计，但初级绕组与次级绕组的总长度不相等。因此，尽管每一绕组上具有相同数目的金属匝，但变压器匝比可能不同于1。图1的(b)示出弗兰型，所述弗兰型通过将初级绕组20与次级绕组22提供为交错线圈或双线线圈而部分地消除此不对称性。图1的(c)示出芬利型，在芬利型中，将初级绕组30与次级绕组32提供为堆叠式线圈。相比于交错式架构，此需要更少区域，并且因此允许达到更高耦合系数。然而，上部金属层通常比中间金属层更厚，从而引起更高电阻，并且因此增加上部绕组的IL(插入损耗)。此可能引起变压器的电响应中的不对称性。此外，上部绕组通过下部绕组而对“导电”基板进行电屏蔽，并且因此对于每一绕组，基板的寄生电容(和相关联的耗散)不同。此外，由于重叠的金属层，在绕组之间存在电容的大型平行板组件，鉴于毫米波应用，这限制了频率响应。
[0004]然而，用于设计具有中级或高磁耦合系数的变压器与自耦变压器的现有技术和架构不适合于需要弱(例如，低于0.1)和负耦合系数的应用。低磁耦合系数不能够通过简单地增加现有架构中的初级绕组与次级绕组的分离来实现，因为此引起大区域与增加的损耗。

技术实现思路

[0005]所附权利要求书中陈述了本公开的各方面。来自从属权利要求的特征的组合可以任选地与独立权利要求的特征进行组合，而不仅仅是按照权利要求书中所明确陈述的那样组合。
[0006]根据本公开的一方面，提供一种变压器，所述变压器包括：
[0007]第一导电元件，所述第一导电元件具有被布置成形成第一多个凸瓣的第一带凸瓣部分；以及
[0008]第二导电元件，所述第二导电元件具有被布置成形成第二多个凸瓣的第二带凸瓣部分；
[0009]其中所述第一带凸瓣部分与所述第二带凸瓣部分重叠以限定多个封闭区域。
[0010]本公开的变压器的优点在于，所述变压器可以提供既具有低绝对值的磁耦合系数
(例如低于0.1)，又具有相对小区域或占据面积的变压器(包括自耦变压器)。变压器还可以具有负磁耦合系数。
[0011]第一多个凸瓣中的连续凸瓣可以由第一导电元件的被布置成在相反方向上缠绕的部分形成。
[0012]因此，第一导电元件中的电流流动可以在多个封闭区域中产生磁场，所述磁场可以在临近封闭区域中的相反方向上定向。此还可以帮助减弱变压器对外部辐射的耦合的敏感度。类似地，第二多个凸瓣中的连续凸瓣可以由第二导电元件的被布置成在相反方向上缠绕的部分形成。
[0013]所述第一多个凸瓣和/或第二多个凸瓣中的每一凸瓣可以仅包括相应导电元件的仅一部分匝。
[0014]以此方式，所述多个封闭区域中的每一封闭区域可以由一侧上的第一导电元件的一部分匝与另一侧上的第二导电元件的一部分匝限定。举例来说，每一凸瓣可以包括相应导电元件的半匝。多个封闭区域的邻近封闭区域可以由所述第一导电元件与所述第二导电元件的交叉点间隔开。
[0015]由所述第一多个凸瓣组成的凸瓣的数目可以等于由所述第二多个凸瓣组成的凸瓣的数目。
[0016]所述第一带凸瓣部分与所述第二带凸瓣部分可以一起形成对称图案。
[0017]由所述第一多个凸瓣组成的凸瓣的数目可以为偶数。
[0018]通过提供偶数个凸瓣，可以改良邻近封闭区域处的磁场的抵消与对环境辐射的耦合的抗扰性。
[0019]在一些实施例中，所述第一导电元件另外包括第一外部部分，所述第一外部部分在一端处连接到所述第一带凸瓣部分的第一端；并且第二导电元件另外包括第二外部部分，所述第二外部部分在一端处连接到所述第二带凸瓣部分的第一端。
[0020]所述第一外部部分与所述第一带凸瓣部分可以被布置成形成第一环；并且所述第二外部部分与所述第二带凸瓣部分可以被布置成形成第二环，所述第二环与所述第一环至少部分地重叠。
[0021]在一些实施例中，所述第一外部部分和/或所述第二外部部分的至少一部分大体上是直的。
[0022]此可以有助于减少变压器的总区域。
[0023]变压器可以大体上对称。
[0024]在一些实施例中，所述第一带凸瓣部分的第二端连接到所述第二带凸瓣部分的第二端。
[0025]以此方式，可以将变压器配置成自耦变压器。有利地，第一带凸瓣部分的第二端与第二带凸瓣部分的第二端之间的连接可以提供对自耦变压器的中心抽头的便利接入。所述第一带凸瓣部分的所述第二端可以与所述第二带凸瓣部分的所述第二端邻近或重叠。举例来说，所述第一带凸瓣部分的所述第二端与所述第二带凸瓣部分的所述第二端可以定位于所述第一导电元件与所述第二导电元件的交叉点处。
[0026]所述第一带凸瓣部分的所述第二端与所述第二带凸瓣部分的所述第二端可以连接到接地，例如连接到接地平面。
[0027]可以经由开关连接到接地。
[0028]在一些实施例中，变压器为自耦变压器。
[0029]第一导电元件和第二导电元件可以分别提供自耦变压器、串联连接的第一导电元件和第二导电元件的初级侧和次级侧。
[0030]在一些实施例中，所述第一外部元件被另外布置成限定第一导电元件的全部匝；和/或所述第二外部元件被另外布置成限定第二导电元件的全部匝。
[0031]将全部匝包括在第一外部元件与第二外部元件中的一个或两个中可以促进将用于特定应用的变压器的设计优化到取决于应用的特定频率或频率范围。然而，如果需要，可以省略这些调谐元件以减少变压器的占据面积或总区域。
[0032]变压器可以形成在基板上。
[0033]举例来说，本公开的变压器可以实施为平面单片变压器。举例来说，变压器可以形成在PCB上或形成在包括硅和GaN的任何介电或半导体基板上。变压器可以实施于例如RFIC的集成电路中。
[0034]根据本公开的另一方面，提供一种包括如上文所限定的变压器的无源移相器。
[0035]上文所限定的变压器可以特别适用于必须将相位
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增益最小化的应用中，举例来说，适用于用于模拟波束形成应用的集成式0/90
°
无源移相器(PPS)中，所述集成式0/90
°
无源移相器(PPS)可能要求相位
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增益在两种模式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变压器，其特征在于，包括：第一导电元件，所述第一导电元件具有被布置成形成第一多个凸瓣的第一带凸瓣部分；以及第二导电元件，所述第二导电元件具有被布置成形成第二多个凸瓣的第二带凸瓣部分；其中所述第一带凸瓣部分与所述第二带凸瓣部分重叠以限定多个封闭区域。2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第一多个凸瓣中的连续凸瓣由所述第一导电元件的被布置成在相反方向上缠绕的部分形成。3.根据权利要求1或权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述第一多个凸瓣和/或所述第二多个凸瓣中的每一凸瓣仅包括相应导电元件的一部分匝。4.根据在前的权利要求中任一项所述的变压器，其特征在于，由所述第一多个凸瓣组成的凸瓣的数目等于由所述第二多个凸瓣组成的凸瓣的数目。5.根据在前的权利要求中任一项所述的变压器，其特征在于，由所述第一多个凸瓣组成的凸瓣的所述数目为偶数...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：