CN103839667B

CN103839667B - 一种平面高压变压器

Info

Publication number: CN103839667B
Application number: CN201210483640.3A
Authority: CN
Inventors: 张建海; 程强; 蔺威
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2018-10-23
Anticipated expiration: 2032-11-23
Also published as: CN103839667A; US20140145813A1

Abstract

本发明涉及高压变压器技术领域。本发明公开的一种平面高压变压器，包括磁芯、初级线圈、次级线圈和绝缘板，其特征是：所述的次级线圈包括多个次级线圈印制电路板，每个次级线圈印制电路板上分布有次级线圈。本发明提出的平面高压变压器，在保持较小体积的情况下，次级线圈的分布电容更小，此外，按照本发明生产制造的平面高压变压器之间的参数差异较小。

Description

一种平面高压变压器

技术领域

本发明涉及高压变压器技术领域，特别涉及平面高压变压器技术领域。

背景技术

平面变压器具有体积小、线圈参数变化不大的特点，因此，应用广泛。图1所示的是一种用于低压领域的平面变压器，包括绘制在印制电路板(PCB)103上面的线圈102，磁芯101安装在PCB的表面。

现有技术还披露了一些应用在高压领域的平面变压器，即：平面高压变压器。专利号为11570070的美国专利披露了一种平面高压变压装置，如图2所示，包括初级线圈4，次级线圈6和磁芯8和10。其中，次级线圈的线圈层在与初级线圈所在平面大致平行的方向上，相互缠绕。专利号为5835367的美国专利披露了一种分布式的平面高压变压器，如图3所示，该变压器包括以下部件：平面电压变换装置，用于根据磁通量的变化速率来产生模块的输出电压，磁通量由系统输入电压感应产生，该平面电压变换装置包括具有第一电压的第一端口和具有第二电压的第二端口，第一电压比第二电压高，该平面电压变换装置的输出电压根据第一电压和第二电压的差来决定；耦合装置，用于对平面电压变换装置进行电器耦合。此外，平面电压变换装置的输出电压的总和等于系统的输出电压。

但是，包括该美国专利在内的现有技术中，并没有很好地解决平面高压变压器的次级线圈的分布电容较大的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的平面高压变压器，能够在保持变压器体积较小的情况下，降低次级线圈的分布电容，以解决现有技术中的高压变压器的次级线圈的分布电容较大的技术问题。

为了解决这个问题，本发明的第一方面在于提供一种平面高压变压器，包括磁芯、初级线圈、次级线圈和绝缘板，所述的次级线圈包括多个次级线圈印制电路板，每个次级线圈印制电路板上分布有一圈次级线圈。

为了解决这个问题，与上述第一方面相结合，本发明的第二方面在于提供一种平面高压变压器，所述的初级线圈是中空的，所述的磁芯穿过初级线圈的中空部分。

为了解决这个问题，与上述第一方面相结合，本发明的第三方面在于提供一种平面高压变压器，所述的每一个次级线圈印制电路板的外周上有多个突出部分，每个突出部分上有孔，所述的绝缘板的外周上有多个突出部分，每个突出部分上有孔，用于固定绝缘板和次级线圈印制电路板。

为了解决这个问题，与上述第一或二或三方面相结合，本发明的第四方面在于提供一种平面高压变压器，所述的次级线圈印制电路板开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

为了解决这个问题，与上述第四方面相结合，本发明的第五方面在于提供一种平面高压变压器，所述的每一圈次级线圈的两端分别设置有焊盘。

为了解决这个问题，与上述第五方面相结合，本发明的第六方面在于提供一种平面高压变压器，所述的每一个次级线圈两端分别有一个焊盘，所述的次级线圈印制电路板为两层电路板，每个焊盘设置在该印制电路板的一层上，两个焊盘的连线垂直于印制电路板所在平面。

为了解决这个问题，与上述第一或二或三方面相结合，本发明的第七方面在于提供一种一种平面高压变压器，所述的绝缘板包括多个印制电路板，每一个印制电路板开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

为了解决这个问题，与上述第四方面相结合，本发明的第八方面在于提供一种平面高压变压器，所述的绝缘板包括多个印制电路板，每一个印制电路板的中部开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

为了解决这个问题，与上述第六方面相结合，本发明的第九方面在于提供一种平面高压变压器，所述的绝缘板包括多个印制电路板，每一个印制电路板的中部开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

为了解决这个问题，与上述第九方面相结合，本发明的第十方面在于提供一种平面高压变压器，所述的每一个绝缘板上设置有通孔焊盘。

为了解决这个问题，与上述第八方面相结合，本发明的第十一方面在于提供一种平面高压变压器，所述的多个绝缘板和多个次级线圈印制电路板都套接在所述的初级线圈的外周上，相邻两个绝缘板之间夹有所述的次级线圈印制电路板。

为了解决这个问题，与上述第十方面相结合，本发明的第十二方面在于提供一种一种平面高压变压器，所述的通孔焊盘和次级线圈的每一圈的两端的焊盘相互对齐，绝缘板和次级线圈印制电路板相互紧贴，使得相邻的通孔焊盘和次级线圈的两端的焊盘电气连通。

与现有技术相比，本发明提供的平面高压变压器，其有益的技术效果是：

1、在保持较小体积的情况下，次级线圈的分布电容更小；

2、按照本发明生产制造的平面高压变压器之间的参数差异较小；

3、次级线圈之间的连接靠焊盘互相压接，不需要导线连接。

附图说明

图1是现有的平面低压变压器的结构示意图；

图2是现有的一种平面高压变压器的结构示意图；

图3是现有的另一种平面高压变压器的结构示意图；

图4是本发明提出的平面高压变压器的总体结构图；

图5是本发明提出的平面高压变压器的具体结构图；

图6是本发明提出的平面高压变压器的一圈次级线圈所分布的PCB板的示意图；

图7是本发明提出的平面高压变压器的一个绝缘板的示意图；

图8是本发明提出的平面高压变压器相邻的绝缘板和次级线圈印制电路板相互电气连接的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

图4显示了本发明提出的平面高压变压器的总体结构，包括磁芯401，初级线圈402，多个绝缘板403，多个次级线圈印制电路板404。为了生产加工方便，初级线圈可以设计成中空的圆柱体形状，相应的，磁芯401穿过初级线圈402的部分也设计成圆柱型。当然，初级线圈和磁芯也可以是其他的几何形状。

图5显示了本发明提出的平面高压变压器中各组件的具体连接情况。初级线圈402是中空的，磁芯401穿过初级线圈402的中空部分。多个绝缘板403和多个次级线圈印制电路板404都套接在所述的初级线圈的外周上，相邻两个绝缘板403之间夹有一个次级线圈印制电路板404。

图6显示了一个次级线圈印制电路板的结构，一个次级线圈印制电路板404上分布有一圈次级线圈601，次级线圈印制电路板为两层PCB板。以线圈的中心点为圆心，次级线圈印制电路板上开有孔洞602，使得该次级线圈印制电路板404能够套接到初级线圈402的外周上。

次级线圈印制电路板404的外周上有多个突出部分603、605、607、609，每个突出部分上有孔604、606、608、610，用于将绝缘板403和次级线圈印制电路板404相互固定。

每一圈次级线圈的两端分别设置有焊盘611和612，这两个焊盘分别设置在两层印制电路板的每一层上，并且，确保两个焊盘的连线垂直于印制电路板所在平面。比如，次级线圈601以及次级线圈一端的焊盘611设置在图6中可见的PCB的顶层，次级线圈的另一端通过过孔613连接到位于在图6中不可见的PCB的底层(背面)，然后通过设置在PCB底层的一根导线614(图6中用虚线表示)与位于PCB底层的另一个焊盘612相连接。

图7显示了一个绝缘板的结构，每一个绝缘板403也是一个印制电路板，每一个绝缘板上开有孔洞701，使得该绝缘板能够套接到初级线圈402的外周上。绝缘板的外周上有多个突出部分702、704、706、708，每个突出部分上有孔703、705、707、709，用于将绝缘板403和次级线圈印制电路板404相互固定。

每一个绝缘板上设置有通孔焊盘710。

为了方便安装固定，每一块次级线圈印制电路板404与绝缘板403的大小尺寸相同；每一块次级线圈印制电路板的突出部分与每一块绝缘板的突出部分在印制电路板上的位置，以及这两个突出部分上的孔的位置也相同；每一块次级线圈印制电路板的孔洞602的位置与绝缘板的孔洞701的位置也相同。

为了方便各个次级线圈印制电路板之间的电气连接，绝缘板上设置的通孔焊盘710在该绝缘板上的位置，与次级线圈印制电路板上线圈两端的焊盘611和612在次级线圈印制电路板上的位置完全相同。

图8显示了将按照上述要求设计的绝缘板和次级线圈印制电路板相互间隔的套接到初级线圈402上以后的状态。以其中相邻的两块次级线圈印制电路板404和这两块次级线圈印制电路板之间的绝缘板403为例，为了将这两块次级线圈印制电路板上的次级线圈电气连接到一起，在套接这三块电路板时，只需要将两块次级线圈印制电路板404上面向绝缘板403的两个焊盘611和612都与绝缘板上的通孔焊盘710相互对齐并接触，然后通过这三块印制电路板上的固定孔604、606、608、610和703、705、707、709，将这三块电路板固定。这样，相邻两块次级线圈印制电路板上的次级线圈就可靠的电气连接起来了。采用同样的方法，可以将所有的次级线圈可靠的电气连接起来这样，而不需要额外的布线。

Claims

1.一种平面高压变压器，包括磁芯、初级线圈、次级线圈和多个绝缘板，其特征是：所述的次级线圈包括多个次级线圈印制电路板，每个次级线圈印制电路板上分布有一个次级线圈，每一个次级线圈两端分别有一个焊盘，其中每一个次级线圈是以其一端为起点在所述次级线圈印刷电路板上环绕多周后以其另一端为终点形成的次级线圈，所述的次级线圈印制电路板包括顶层和位于顶层背面的底层，每个次级线圈两端的焊盘分别设置在该次级线圈印制电路板的顶层和底层上，每个次级线圈两端的焊盘的连线垂直于次级线圈印制电路板所在平面，所述的初级线圈是中空的，所述磁芯为口字型结构，且穿过初级线圈的中空部分，所述的多个绝缘板和多个次级线圈印制电路板都套接在所述的初级线圈的外周上，相邻两个绝缘板之间夹有一个次级线圈印制电路板，每个绝缘板上设置有通孔焊盘，每个绝缘板上的通孔焊盘和与所述绝缘板相邻的两个次级线圈印刷电路板上面向所述绝缘板的两个焊盘相互对齐并接触。

2.根据权利要求1所述的一种平面高压变压器，其特征是：所述的每一个次级线圈印制电路板的外周上有多个突出部分，每个突出部分上有孔，所述的绝缘板的外周上有多个突出部分，每个突出部分上有孔，用于固定绝缘板和次级线圈印制电路板。

3.根据权利要求1或2所述的一种平面高压变压器，其特征是：所述的次级线圈印制电路板开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

4.根据权利要求1或2所述的一种平面高压变压器，其特征是：每个绝缘板是一个印刷电路板，每一个印制电路板开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

5.根据权利要求4所述的一种平面高压变压器，其特征是：每一个印制电路板的中部开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

6.根据权利要求1所述的一种平面高压变压器，其特征是：每个绝缘板是一个印刷电路板，每一个印制电路板的中部开有孔洞，使得该印制电路板能够套接到所述的初级线圈的外周上。

7.根据权利要求1所述的一种平面高压变压器，其特征是：所述绝缘板和与其相邻的所述两个次级线圈印制电路板相互紧贴，使得与所述绝缘板相邻的两个次级线圈印制电路板上的次级线圈电气连接。