CN103137305B - 一种变压器导电结构及变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变压器导电结构,包括主级绕线(300)、印刷电路板(5)以及多个导电片(4)组成的次级绕线单元(400);所述导电片(4)包括环形主体(41)和设置于所述环形主体(41)的外缘并向外侧凸出的输出端(42);所述导电片(4)的环形主体(41)与所述主级绕线(300)交错排布在一起;所述导电片(4)的输出端(42)直接与所述印刷电路板(5)卡接;本发明还公开了一种变压器,有效地减小了变压器的输出路径,减小了交流损耗及直流损耗,减小了变压器器件的体积,提高了电源的功率密度和效率。

Description

一种变压器导电结构及变压器
技术领域
本发明涉及一种变压器的导电结构及变压器,具体涉及一种有效减小变压器到电路板的输出路径,并减小交流损耗及直流损耗的变压器导电结构及变压器。
背景技术
在电源朝着高功率密度,高效率,低成本的方向发展的今天,磁性器件的设计变得越来越重要,其中功率变压器的设计往往是关键。
例如,图1所示的传统DC/DC(直流/直流)变换器的整体结构中,其中的变压器的二次侧包括变压器副边绕组(101),输出整流器(102),输出滤波器(103)和负载端(104);变压器的一次侧则包括主级绕线(105),开关元件(106)以及输入端(107);现有技术的变压器中,为了减小器件结构,技术人员试图采取了各种方法解决,其中一种是提高电路开关频率,当提高电路开关频率时,可以有效地减小磁芯组件的体积。但是,但是高频化又对变压器的绕组设计带来了许多问题:高频工作下的导线的集肤效应和邻近效应会给变压器绕组自身和绕组之间产生额外的损耗,而且在大电流输出的场合尤其明显。
现有技术还提供一种变压器的输入输出侧结构,如图2所示,变压器的一次侧连接主级绕组(201)和开关元件(202),开关元件(202)的左侧做为输入端;变压器的二次测连接副边绕组(203)、输出的整流及滤波元件(204),整流及滤波元件(204)的右侧连接负载;其中,一般地,整流及滤波元件(204)包括整流器和滤波器,并且整流及滤波元件(204)被安装在PCB(Printed Circuit Board,印制电路板,又称印刷电路板)上,这样就使变压器的二次侧副边绕组(203)引线到整流器的距离较大且交流通路较长,而且二次侧引线上的阻抗(ZP)(在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗;既寄生电感和电阻)在高频大电流的场合会有很大的损耗,影响电路的可靠性及效率;同样地,二次侧副边绕组(203)引线到滤波器的路径也比较长,其上的直流损耗很大,而且占据了PCB的大量空间,还是不能有效地减小变压器的输出路径,减小损耗和变压器器件的体积。
发明内容
本发明目的在于提供一种变压器导电结构及变压器,有效地减小变压器的输出路径,减小交流损耗及直流损耗,减小变压器器件的体积,提高电源的功率密度和效率。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:
一种变压器导电结构,包括主级绕线和印刷电路板,还包括以多个导电片组成的次级绕线单元;
所述导电片包括环形主体和设置于所述环形主体的外缘并向外侧凸出的输出端;
所述导电片的环形主体与所述主级绕线环绕在一起;
所述导电片的输出端直接卡接到所述印刷电路板。
所述导电片的输出端直接卡接到所述印刷电路板,并通过焊接固定。
较优地,所述导电片的所述输出端包括第一端部和第二端部;所述第一端部与第二端部按上下相对的方式平行设置;
所述第一端部与第二端部均包括颈部和插片部;
所述印刷电路板上设置有与所述输出端相匹配的多个插槽;
所述插槽与所述输出端直接相卡接,使所述导电片直接与所述印刷电路板相固定导通。
较优地,所述第一端部的颈部包括横折部;所述横折部的宽度大于所述插槽的宽度;
当所述输出端与所述插槽卡接时,所述输出端的插片部穿过所述插槽后,所述横折部卡在所述插槽的外侧,限定所述输出端的卡接位置。
较优地,所述输出端与所述插槽卡接固定后,还进行焊接固定;
当所述输出端与所述插槽卡接固定后,在所述输出端与所述插槽相卡接的卡合处进行焊接,使所述导电片固定在所述印刷电路板上。
较优地,所述导电片的所述环形主体由匝或多匝环绕形金属导体组成。
较优地,相邻两匝所述导电片的环形主体之间设置有绝缘层。
较优地,所述导电片是铜片或者其他金属导电片;
较优地,所述导电片与所述主级绕线交错式环绕在一起。
较优地,所述插片部上设置有聚热孔;所述聚热孔靠近所述输出端与所述插槽相卡接的卡合处。
较优地,所述印刷电路板上设置有整流单元和滤波单元;
所述滤波单元包括滤波电感和滤波电容;
所述整流单元为贴片式整流元件。
较优地,在所述印刷电路板上还贴置铜片。
较优地,所述整流单元的整流元件上装配有散热器件。
较优地,所述印刷电路板为两层板或多层电路板。
较优地,所述滤波电感被构造成其绕组是所述印刷电路板上的印刷电路板导体走线形成的印刷电路板内建绕组。
所述印刷电路板内建绕组是由一层或多层印刷电路板铜箔图案化形成。
较优地,所述印刷电路板导体走线上加焊有金属导体。
所述滤波电感还包括外套磁芯,所述外套磁芯插装在所述印刷电路板内建绕组上。
所述外套磁芯是UI型磁芯、UU型磁芯、EI型磁芯、EE型磁芯、PQ型磁芯或单体封闭磁环中的一种。
为实现本发明的目的,还提供一种变压器,用于与印刷电路板相连接,包括以多个导电片组成的次级绕线单元;
所述导电片包括环形主体和设置于所述环形主体的外缘并向外侧凸出的输出端;
所述导电片的环形主体与所述主级绕线环绕在一起;
所述导电片的输出端直接卡接到所述印刷电路板。
较优地,所述第一端部的颈部包括横折部;所述横折部的宽度大于所述插槽的宽度;
当所述输出端与所述插槽卡接时,所述输出端的插片部穿过所述插槽后,所述横折部卡在所述插槽的外侧,限定所述输出端的卡接位置。
较优地,所述输出端与所述插槽卡接固定后,还进行焊接固定;
当所述输出端与所述插槽卡接固定后,在所述输出端与所述插槽卡接的末端进行焊接,使所述导电片固定在所述印刷电路板上。
较优地,所述导电片的所述环形主体由匝或多匝环绕形金属导体组成。
较优地,相邻两匝所述导电片的环形主体之间设置有绝缘层。
较优地,所述导电片是铜片或者其它金属导电片;
较优地,所述主级绕线为单芯金属导线或多芯金属导线;
所述导电片与所述主级绕线交错式排布。
较优地,本发明的所述变压器,还包括一磁芯组和多个卷线架;所述磁芯组设置有凸出端,所述卷线架为环形;所述卷线架上设置有卷线槽;所述主级绕线3缠绕在所述卷线槽内;缠绕了所述主级绕线的卷线架套在所述磁芯组的凸出端上;
所述绝缘层覆盖整个所述导电片的环形主体;所述导电片通过其环形主体套在所述磁芯组的凸出端上,并且所述导电片夹套在每两个所述卷线架之间,与所述主级绕线互相交错排列。
较优地,本发明的所述变压器,还包括卷线基座;所述卷线基座包括卷线筒;所述卷线筒的内部为一贯穿通道;所述磁芯组的凸出端穿入所述贯穿通道内;
缠绕有所述主级绕线的所述卷线架套在所述卷线筒上;所述导电片也通过其环形主体套在所述卷线筒上,并且所述导电片夹套在每两个所述卷线架之间,与所述主级绕线互相交错排列。
较优地,所述变压器的导电片的环形主体的内侧圆周上还设置有定位槽;所述卷线筒的外侧圆周上设置有定位条。
当所述环形主体夹套在所述绕线槽内时,所述定位槽与所述定位条相配合。
较优地,所述导电片的外形尺寸根据所述变压器的工作频率、输出功率以及所述磁芯组的具体结构进行设计。
本发明的有益效果:本发明的变压器导电结构及变压器,提升了印刷电路板的空间利用率,缩短了变压器二次侧引线到输出整流部分和滤波部分的距离,减小了交流损耗及直流损耗,减小变压器器件的体积,提高了电源的功率密度和效率,同时提高了变压器的散热功能。
附图说明
图1为传统DC/DC变压器的整体结构图;
图2为传统变压器一次侧,二次侧结构图;
图3为本发明的变压器导电结构及变压器的具体实施例的组装示意图;
图4为本发明的变压器导电结构的具体实施例的集成PCB的结构示意图;
图5为本发明的变压器导电结构的具体实施例的导电片的结构示意图;
图6为本发明的变压器导电结构的具体实施例的导电片的输出端的放大图;
图7为本发明的变压器的具体实施例的组装示意图;
图8为本发明的变压器的卷线架和卷线基座的装配示意图;
图9为本发明的变压器的卷线基座的部分立体结构图;
图10为本发明一种变压器导电结构及变压器的一应用例的电路原理图;
图11为本发明的印刷电路板内建单匝绕组的结构示意图;
图12为本发明的印刷电路板内建多匝绕组的结构示意图;
图13为本发明的加焊有金属导体的印刷电路板内建绕组的结构示意图;
图14为本发明的加焊有金属导体的印刷电路板内建绕组的剖面结构示意图;
图15为本发明的由印刷电路板内建单匝绕组和外套磁芯形成的滤波电感72的结构示意图;
图16为本发明的由印刷电路板内建单匝绕组和UI型外套磁芯形成的滤波电感72的剖面结构示意图;
图17为本发明的由印刷电路板内建单匝绕组52和UU型外套磁芯形成的滤波电感72的剖面结构示意图;
图18为本发明的由印刷电路板内建多匝绕组和外套磁芯形成的滤波电感72的一个实施例的结构示意图;
图19为本发明的由印刷电路板内建多匝绕组54和EI型外套磁芯形成的滤波电感72的剖面结构示意图;
图20A为本发明的用于由印刷电路板内建绕组形成的滤波电感72的EE型外套磁芯的剖面结构示意图;
图20B为本发明的用于由印刷电路板内建绕组形成的滤波电感72的PQ型外套磁芯的剖面结构示意图;其中,
300主级绕线;
400次级绕线单元,4导电片:41导电片环形主体:411定位槽;
42导电片输出端:
421第一端部,422第二端部,
4211、4221颈部,4212、4222插片部,4213、4223聚热孔,4214横折部,
4216、4226卡槽;
5印刷电路板,51插槽,52印刷电路板内建单匝绕组,53印刷电路板导体走线,54印刷电路板内建多匝绕组,55加焊的金属导体,56、57外套磁芯,58EE型磁芯,59PQ型磁芯;541形成印刷电路板内建多匝绕组的导体走线,561UI型磁芯的I形部分,562UI型磁芯的U形部分,563、564UU型磁芯的U形部分,571EI型磁芯的I形部分,572EI型磁芯的E形部分,581、582EE型磁芯的E形部分;
6卷线架,62绕线槽;601卷线基座,603贯穿通道,6012卷线筒,6013定位条;
604磁芯组,605磁芯组凸出端;
7滤波单元:71滤波电容,72滤波电感,73其它电子元件;
8整流单元;
9散热器件;
700印刷电路板等效电路;
800变压器等效电路。
具体实施方式
为使本发明基于原始文档的排版处理方法及装置的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明做进一步详细说明,但是,应当说明的是,以下所描述的具体实施例仅用于说明本发明,但不用来限定本发明的范围。
如图3所示,本发明实施例的变压器导电结构,包括主级绕线300、次级绕线单元400;
所述次级绕线单元400包括多个导电片4和印刷电路板5;
所述导电片4包括环形主体41和设置于所述环形主体41的外缘并向外侧凸出的输出端42;
如图4所示,所述印刷电路板5上设置有整流单元8和滤波单元7;
本发明实施例的变压器导电结构中,所述导电片输出端42直接卡接到印刷电路板5上。这样,既提升了印刷电路板的空间利用率,又缩短了变压器二次侧引线到输出整流部分和滤波部分的距离,进而减小了交流损耗及直流损耗,提高了电源的功率密度和效率。
较佳地,如图5所示,本实施例变压器导电结构中,所述导电片4的输出端42包括第一端部421和第二端部422;
第一端部421与第二端部422按上下相对的方式平行设置;有利于在变压器处于高频情况下,可以有效减少漏感,降低交流损耗。
如图6所示,所述第一端部421与第二端部422均包括颈部4211、4221和插片部4212、4222;
如图4所示,本实施例中的印刷电路板5上设置有可与输出端42相匹配的多个插槽51;
所述插槽51与所述导电片输出端42直接相卡接,使所述导电片4直接与印刷电路板5相固定导通。
较佳地,如图6所示,所述第一端部421的颈部4211包括横折部4214;所述横折部4214的宽度大于所述插槽51的宽度;
当所述输出端42与插槽51卡接时,输出端42的插片部4212、4222穿过插槽51后,所述横折部4214卡在所述插槽51的外侧,以便限定所述输出端42的卡接位置,使导电片4与印刷电路板5卡接时,定位准确,不会使输出端42随意地穿过插槽51而导致所述卡接容易松动。
进一步地,作为一种可实施方式,所述导电片4的输出端42与所述印刷电路板5的插槽51卡接固定后,还进行焊接固定;
当所述输出端42与所述插槽51卡接固定后,输出端42的末端既可以穿过插槽51后露在印刷电路板5的另一侧,也可以留在插槽51内,较佳地,在所述输出端42与所述插槽51相卡接的卡合处进行焊接,使所述导电片4牢固地固定在所述印刷电路板5上。
较佳地,作为一种可实施方式,每片所述导电片4环形主体41可以由1匝或多匝环绕形金属导体组成。
进一步地,在相邻两匝所述导电片4的环形主体41之间设置有绝缘层,所述绝缘层可以是用绝缘胶带将每匝所述导电片4的环形主体41进行包裹,以避免环形主体41之间短路,同时所述绝缘层需采用耐高温材质。
进一步地,所述导电片4是铜片或者其他金属导电片;
更近一步地,如图3所示,所述导电片4与所述主级绕线300交错式排列,有效减小变压器绕组的漏感和交流损耗。
较佳地,如图6所示,所述插片部4212、4222上设置有聚热孔4213、4223;所述聚热孔4213、4223靠近所述输出端42与所述插槽51相卡接的卡合处;当在所述输出端42与插槽51的卡合处进行焊接时,所述卡合处附近的所述聚热孔4213、4223可以使焊料的在较长时间内保持较高的温度,更有利于焊料涂布均匀,使所述导电片4与所述印刷电路板5之间的固定更可靠。
较佳地,如图4所示,所述印刷电路板5上的滤波单元7包括滤波电感72和滤波电容71;所述印刷电路板5上整流单元8为贴片式的整流元件,这样可以提升印刷电路板5的空间利用率。
进一步地,当所述印刷电路板5上各元器件的电流及频率较大时可以在所述印刷电路板5上贴置铜片,以增加电器元件之间的导通性能,进而减小损耗;所述铜片的数量可以根据印刷电路板5的层数或所述电流及频率的大小来确定。
如图4所示,所述印刷电路板5上,所述整流单元8的整流元件上装配散热器件8,从而更好地解决散热问题,特别是解决电流较大时所述整流元件散热问题。
进一步地,根据变压器输出功率的要求,所述印刷电路板5可以为两层或多层电路板。
印刷电路板5通常是一个载板,也可以是带有绝缘层的铝基板,或带有绝缘层的诸如如铜之类的金属载板,其主要作用为承载至少一部分变换器二次侧的整流电路及滤波电路。例如该印刷电路板5至少承载二次侧整流电路中的整流器件以及滤波电路中的滤波电感72,并且整流器件及滤波电感72通过该印刷电路板5进行电气连接。
变换器二次侧的整流电路可以是全波整流电路、倍流整流电路、全桥整流电路、半波整流电路等各种结构的整流电路。其中的整流器件可以是如图10中所示的二极管D1、D2,也可以是金属氧化物场效应管(MOSFET)、双极结型晶体管(BJT)等开关器件。整流器件可以是贴片封装,也可以是插装的封装,如以TO-220封装安装在电路板上。
为了进一步缩短变换器二次侧引线与滤波电感72之间的路径以及进一步缩小滤波电感72的体积,本发明的滤波电感72被构造成其绕组是印刷电路板5上的单匝或多匝印刷电路板导体走线,例如铜箔走线。
图11为本发明的印刷电路板内建单匝绕组的结构示意图,其中印刷电路板5上除了设置有插槽51、印刷电路板导体走线53、诸如电阻、电容、整流元件、集成电路之类的电子元件73之外,本发明的印刷电路板5的一部分导体走线形成为单匝绕组52,例如由一层印刷电路板铜箔图案化成的单匝绕组52。
图12为本发明的印刷电路板内建多匝绕组的结构示意图,其中印刷电路板5上除了设置有插槽51、印刷电路板导体走线53、诸如电阻、电容、整流元件、集成电路之类的电子元件73之外,本发明的印刷电路板5的一部分导体走线形成为多匝绕组54,例如由一层或多层印刷电路板铜箔图案化成的多匝绕组54,例如通过图案化一层印刷电路板铜箔图案来形成印刷电路板内建多匝绕组的导体走线541。
作为本发明的另一个实施例,也可以在印刷电路板上的走线上再加焊如铜之类的金属导体来降低绕组的导通阻抗,以减小导通损耗。图13为本发明的加焊有金属导体的印刷电路板内建绕组的结构示意图。如图13中所示,平行于图11所示的单匝绕组52的导体走线加焊了导体55,来降低绕组的导通阻抗,以减小导通损耗。图14为本发明的加焊有金属导体的印刷电路板内建绕组的剖面结构示意图。图14为图13沿剖面线AA向右看过去的视图,其中印刷电路板5的一侧上原本图案化有单匝绕组52,印刷电路板5的另一侧上加焊了导体55。其中,导体55也可以沿着单匝绕组52的图案直接叠置在单匝绕组52上。
作为另一个实施例,也可以将导体55沿着多匝绕组54的图案直接叠置在多匝绕组54上。通过对绕组的导体走线加焊导体,降低了绕组导通时的阻抗与损耗。
如果不在如图11-图14所描述的印刷电路板内建绕组上插装外套磁芯,这些印刷电路板内建绕组本身就可以作为空心电感,可用于一定频率的高频滤波。为了提高电感量,可以在这些印刷电路板内建绕组上插装外套磁芯。
图15为本发明的由印刷电路板内建单匝绕组和外套磁芯形成的滤波电感72的结构示意图。图15是在图11的基础上,在单匝绕组52的外面插装了外套磁芯56。
图16为本发明的由印刷电路板内建单匝绕组和UI型外套磁芯形成的滤波电感72的剖面结构示意图。图16为图15沿剖面线BB向右看过去的视图,可以看到,图15中所示的外套磁芯56可以是UI型磁芯,包括I形部分561和U形部分562,形成一个环绕单匝绕组52的环形磁芯。单匝绕组52和UI型外套磁芯56形成一个具有比空心单匝绕组52电感量更大的滤波电感72。
图15中所示的外套磁芯不限于UI型磁芯,即也可以是其它类型的磁芯。图17为本发明的由印刷电路板内建单匝绕组52和UU型外套磁芯形成的滤波电感72的剖面结构示意图。图17为图15沿剖面线BB向右看过去的视图,可以看到,图15中所示的外套磁芯56也可以是UU型磁芯,包括U形部分563和U形部分564,形成一个环绕单匝绕组52的环形磁芯。单匝绕组52和UU型外套磁芯56形成一个具有比空心单匝绕组52电感量更大的滤波电感72。
应当注意,无论是图16中所示例的UI型磁芯,还是图17中所示例的UU型磁芯,同样也可以用于和印刷电路板内建多匝绕组一起构成具有比空心印刷电路板内建多匝绕组电感量更大的滤波电感72。而且,具体到如图11所示的开口形的印刷电路板形状,外套磁芯也可以采用单体封闭磁环。
对于印刷电路板内建单匝或多匝绕组,还可以通过插装更多类型的外套电感来形成具有比空心印刷电路板内建绕组电感量更大的滤波电感72。图18为本发明的由印刷电路板内建多匝绕组和外套磁芯形成的滤波电感72的一个实施例的结构示意图。图18是在图12的基础上,在多匝绕组54的外面插装了外套磁芯57。应当明白,外套磁芯57的布置方式不限于图18所示的方式,例如也可以是在图18的平面上水平旋转90度。
图19为本发明的由印刷电路板内建多匝绕组54和EI型外套磁芯形成的滤波电感72的剖面结构示意图。图19为图18沿剖面线CC向右看过去的视图,可以看到,图19中所示的外套磁芯57是EI型磁芯,包括I形部分571和E形部分572,形成一个环绕多匝绕组54的环形磁芯。多匝绕组54和EI型外套磁芯57形成一个具有比空心多匝绕组54电感量更大的滤波电感72。
图18中所示的外套磁芯不限于EI型磁芯,即也可以是其它类型的磁芯。图20A为本发明的用于由印刷电路板内建绕组形成的滤波电感72的EE型外套磁芯的剖面结构示意图,其中,EE型外套磁芯58包括E形部分581和E形部分582,也可以形成一个环绕多匝绕组54的环形磁芯,从而形成一个具有较大电感量的滤波电感72。图20B为本发明的用于由印刷电路板内建绕组形成的滤波电感72的PQ型外套磁芯的剖面结构示意图,其中PQ型外套磁芯的三维视图类似于图7中的磁芯组604,也可以形成一个环绕多匝绕组54的环形磁芯,从而形成一个具有较大电感量的滤波电感72。
应当注意,无论是图19中所示例的EI型磁芯,还是图20A和图20B中所示例的EE型磁芯PQ型磁芯,同样也可以用于和印刷电路板内建单匝绕组一起构成具有比空心单匝绕组电感量更大的滤波电感72。
如图11-图20A所示的由印刷电路板内建绕组和外套磁芯形成的滤波电感能够进一步缩短变换器二次侧引线与滤波电感的路径以及进一步缩小滤波电感的体积。
本发明实施例的变压器导电结构,其提升了印刷电路板的空间利用率,缩短了变压器二次侧引线到输出整流部分和滤波部分的距离,进而减小了交流损耗及直流损耗,提高了电源的功率密度和效率,同时提高了变压器的散热功能。
实施例二:
如图7所示,本实施例的变压器,用于与印刷电路板5相连接;其包括主级绕线300,多个导电片4和一对磁芯组604;
作为一种实施方式,本发明的所述变压器还包括多个卷线架6;所述卷线架6为环形;
所述磁芯组604设置有凸出端605,应当说明的是,本实施例中,所述磁芯组604选择为PQ型,但作为本发明的其它实施例的可选方案,变压器所采用的磁芯组也可选用其它类型;
所述卷线架6套在所述磁芯组604的凸出端605上;
所述卷线架6上设置有卷线槽62;所述主级绕线300缠绕在所述卷线槽62内;缠绕有所述主级绕线300的所述卷线架6套在所述磁芯组604的凸出端605上;所述导电片4也通过其环形主体41套在所述磁芯组604的凸出端605上,并且所述导电片4夹套在每两个所述卷线架6之间,使其与所述主级绕线300互相交错排列。
进一步地,当所述导电片4通过其环形主体41套在所述磁芯组凸出端605上时,所述导电片4之间的绝缘层覆盖整个所述导电片4的环形主体41,以避免所述导电片4的环形主体41与所述磁芯组凸出端605的直接接触;同样的,在具体应用时,当所述主级绕线300缠绕在所述卷线槽62内后,也可以在暴露在表层的主级绕线300上增加绝缘层。
如图8所示,作为另一种实施方式,本发明的所述变压器还可以配置卷线基座601;所述卷线基座601包括卷线筒6012;所述卷线筒6012的内部为一贯穿通道603;所述磁芯组604的凸出端605穿入所述贯穿通道603内;将缠绕有所述主级绕线300的卷线架6套在所述卷线筒6012上;所述导电片4也通过其环形主体41套在所述卷线筒6012上,并且所述导电片4夹套在每两个所述卷线架6之间,与所述主级绕线300互相交错排列;由此,通过使用卷线筒6012,可以先使所述导电片4和缠绕有所述主级绕线300的卷线架6相对可靠地组合在一起,然后再与卷线筒6012一起套在所述磁芯组604的凸出端605上。
较佳地,如图5和图9所示,当本发明的所述变压器采用卷线基座601时,所述导电片4的环形主体41的内侧圆周上还设置有定位槽411;所述卷线筒6012的外侧圆周上设置有定位条6013;当所述环形主体41夹套在所述绕线槽602内时,所述定位槽411与所述定位条6013相配合,使所述导电片4定位准确并相对固定。
进一步地,所述主级绕线300为单芯线或多芯线;导电片环形主体41为1匝或多匝;
进一步地,本发明实施例的所述变压器中,所述导电片4通过其输出端42直接与印刷电路板5相卡接;
更进一步地,导电片4为铜片或者其它金属片,并且导电片4的具体外形尺寸需要根据所述变压器的工作频率、输出功率以及磁芯组604的具体结构进行设计;所述导电片4其他方面的结构,与实施例一中的描述相同,因此,在本实施例二中,不再一一重复描述。
下面结合实施例一和实施例二,进一步举例说明本发明的变压器导电结构及变压器的具体应用;
如图10,示出了一半桥型LLC串联谐振电路的原理图;所述电路的功率为750W,输出电流为62.5A,工作频率为70KHz;其中,Z1,Z2,Z3表示引线上的阻抗;其中,电感LS、电容Cs、和变压器的励磁电感Lm构成一个LLC谐振电路,两个主开关S1和S2构成半桥结构,通过改变开关频率来实现输出电压的恒定;输出滤波单元包括输出高频电容C0,输出电感L0和滤波电解电容C1;其中,印刷电路板等效电路700集成了输出整流单元和滤波单元,与图4中的印刷电路板5相对应。变压器等效电路800对应于图7中的主级绕线300,导电片4,卷线基座601和磁芯604;主级绕线300和导电片4按照交错排布的方式安装。其中,变压器等效电路800的输出端,直接连接到印刷电路板等效电路700,等效于导电片4的输出端直接连接到印刷电路板5上,使得Z1,Z2和Z3的值变得很小,同时,由于整流单元和滤波单元均设置于印刷电路板上;因此,使输出端的交流与直流损耗都比较低。
本实施例的变压器导电结构及变压器,将输出整流电路及滤波电路集成在印刷电路板上,并采用小封装的贴片器件作为整流器件,提升了电路板的空间利用率;同时,以导电片来取代传统变压器的二次侧绕线线圈,增加了散热功能,利用导电片的延伸端直接与印刷电路板相连,缩短了变压器二次侧引线到输出整流管的距离即交流路径,减小了交流损耗及直流损耗,减小了变压器体积,提高电源的功率密度和效率。
最后应当说明的是,很显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (20)

1.一种变压器及其副边电路的组合结构,包括主级绕线(300)和印刷电路板(5),其特征在于:
还包括以多个导电片(4)组成的次级绕线单元(400);
所述导电片(4)包括环形主体(41)和设置于所述环形主体(41)的外缘并向外侧凸出的输出端(42);
所述导电片(4)的环形主体(41)与所述主级绕线(300)环绕在一起;
所述印刷电路板(5)设置有与所述输出端(42)相匹配的多个插槽,该印刷电路板(5)安装有整流单元(8)和滤波单元(7),所述滤波单元(7)包括一滤波电容,所述整流单元(8)和所述滤波单元(7)的滤波电容位于所述多个插槽的同一侧,且所述滤波电容与所述整流单元(8)相邻,所述次级绕线单元(400)中的导电片(4)的输出端(42)直接卡接到所述印刷电路板(5)上的所述多个插槽,所述印刷电路板(5)仅与变压器中的次级绕线单元(400)电性连接;
所述导电片(4)的所述输出端(42)包括第一端部(421)和第二端部(422);所述第一端部(421)与所述第二端部(422)按上下相对的方式平行设置;
所述第一端部(421)与第二端部(422)均包括颈部(4211、4221)和插片部(4212、4222);
所述印刷电路板(5)上设置有与所述输出端(42)相匹配的多个插槽(51);
所述插槽(51)与所述输出端(42)直接相卡接,使所述导电片(4)直接与所述印刷电路板(5)相固定导通;
所述第一端部(421)的颈部(4211)包括横折部(4214);所述横折部(4214)的宽度大于所述插槽(51)的宽度;
当所述输出端(42)与所述插槽(51)卡接时,所述输出端(42)的插片部(4212、4222)穿过所述插槽(51)后,所述横折部(4214)卡在所述插槽(51)的外侧,限定所述输出端(42)的卡接位置。
2.根据权利要求1所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述输出端(42)与所述插槽(51)卡接固定后,还进行焊接固定;
当所述输出端(42)与所述插槽(51)卡接固定后,在所述输出端(42)与所述插槽(51)相卡接的卡合处进行焊接,使所述导电片(4)固定在所述印刷电路板(5)上。
3.根据权利要求1或2所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述导电片(4)的所述环形主体(41)由1匝或多匝环绕形金属导体组成。
4.根据权利要求3所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:相邻两匝所述导电片(4)的环形主体(41)之间设置有绝缘层。
5.根据权利要求4所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述导电片(4)是铜片。
6.根据权利要求5所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述导电片(4)与所述主级绕线(300)交错式排布在一起。
7.根据权利要求1所述的变压器及副边电路的组合结构,其特征在于:在所述插片部(4212、4222)上设置聚热孔(4213、4223);所述聚热孔(4213、4223)靠近所述输出端(42)与所述插槽(51)相卡接的卡合处。
8.根据权利要求1所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述滤波单元(7)还包括一滤波电感(72);
所述整流单元(8)为贴片式整流元件。
9.根据权利要求8所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:在所述印刷电路板(5)上还贴置铜片。
10.根据权利要求9所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述整流单元(8)的整流元件上装配有散热器件(9)。
11.根据权利要求8至10任一项所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述印刷电路板(5)为两层板或多层电路板。
12.根据权利要求8所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:
所述滤波电感(72)被构造成其绕组是所述印刷电路板(5)上的印刷电路板导体走线形成的印刷电路板内建绕组。
13.根据权利要求12所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:
所述印刷电路板内建绕组是由一层或多层印刷电路板铜箔图案化形成。
14.根据权利要求12所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:
所述印刷电路板导体走线上加焊有金属导体(55)。
15.根据权利要求12所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:
所述滤波电感(72)还包括外套磁芯,所述外套磁芯插装在所述印刷电路板内建绕组上。
16.根据权利要求15所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:
所述外套磁芯是UI型磁芯、UU型磁芯、EI型磁芯、EE型磁芯、PQ型磁芯或单体封闭磁环中的一种。
17.根据权利要求4-6任一所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:
还包括一磁芯组(604)和多个卷线架(6);所述磁芯组(604)设置有凸出端(605),所述卷线架(6)为环形;
所述卷线架(6)上设置有卷线槽(62);所述主级绕线(300)缠绕在所述卷线槽(62)内;缠绕了所述主级绕线(300)的卷线架(6)套在所述磁芯组(604)的凸出端(605)上;
所述绝缘层覆盖整个所述导电片(4)的环形主体(41);所述导电片(4)通过其环形主体(41)套在所述磁芯组(604)的凸出端(605)上,并且所述导电片(4)夹套在每两个所述卷线架(6)之间,与所述主级绕线(300)互相交错排列。
18.根据权利要求17所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:还包括卷线基座(601);所述卷线基座(601)包括卷线筒(6012);所述卷线筒(6012)的内部为一贯穿通道(603);所述磁芯组(604)的凸出端(605)穿入所述贯穿通道(603)内;
缠绕有所述主级绕线(300)的所述卷线架(6)套在所述卷线筒(6012)上;所述导电片(4)也通过其环形主体(41)套在所述卷线筒(6012)上,并且所述导电片(4)夹套在每两个所述卷线架(6)之间,与所述主级绕线(300)互相交错排列。
19.根据权利要求18所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述环形主体(41)的内侧圆周上还设置有定位槽(411);所述卷线筒(6012)的外侧圆周上设置有定位条(6013);
当所述环形主体(41)夹套在所述绕线槽(602)内时,所述定位槽(411)与所述定位条(6013)相配合。
20.根据权利要求19所述的变压器及其副边电路的组合结构,其特征在于:所述导电片(4)的外形尺寸根据所述变压器的工作频率、输出功率以及所述磁芯组(604)的具体结构进行设计。
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