CN103971903A - 变压器和dc/dc变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开变压器和DC／DC变换器，涉及变压器技术，减小磁性材料体积，解决限制功率增加的问题，并且得到更好的耦合性以及输出噪声性能。变压器包括磁芯和骨架，所述磁芯为表面贴装器件，所述骨架包括一个两端无底的圆筒，该圆筒两端外壁上各设有两个轴对称且距离相等的扇形面，所述扇形面和圆筒表面垂直，在圆筒表面绕组，绕组经扇形面间豁口引出。主要用于DC／DC变换器。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术，尤其涉及一种变压器和DC／DC变换器。
背景技术
惯导技术不断发展，为其供电的DC／DC模块功率密度需要不断提高，功率密度的提高会给DC／DC模块带来许多问题，其中，DC／DC模块使用的变压器存在以下三个问题一直无法解决：
第一，在50W以下高功率密度时，首先，变压器磁通变化量的限制导致绕组过多，效率极低；其次，变压器辐射噪声严重；最后变压器自身结构散热不良。
第二，在功率达到或超过75W时，为了减小变压器体积，可以使用SMD表贴变压器，使用PCB或者铜带作为绕组，但这种方法导致变压器漏感非常大，无法处理。
第三，在小于50W小功率密度时，功率时效率损耗极为明显，阻碍了惯导DC／DC发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种变压器和DC／DC变换器，减小磁性材料体积，用非常有可操作性的方法，解决限制功率增加的问题，并且得到更好的耦合性以及输出噪声性能。
本发明的技术解决方案：
一方面，一种变压器，包括磁芯和骨架，所述磁芯为表面贴装器件，所述骨架包括一个两端无底的圆筒，该圆筒两端外壁上各设有两个轴对称且距离相等的扇形面，所述扇形面和圆筒表面垂直，在圆筒 表面绕组，绕组经扇形面问豁口引出。
另一方面，一种DC／DC变换器，使用上述任一项所述的变压器。
本发明实施例提供的变压器和DC／DC变换器，绕制方法简单，极大的解决了高功率密度下磁性功率器件的体积问题，同时有优秀的低噪声辐射性能，在大批量生产中有很好操作性，不止在DC／DC模块中应用，在类似需要功率隔离传输的场合都有较大可用性。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中骨架的正视图；
图2为本发明实施例中变压器正视图；
图3为本发明实施例中变压器侧视图；
图4为本发明实施例中骨架的侧视图。
图5、图6分别为本发明实施例中ER13SMD磁芯骨架的正视图和侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以 在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和／或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
本发明实施例提供了一种变压器，包括磁芯和骨架，图1为骨架的正视图，该骨架包括一个两端无底的圆筒1，圆筒1两端外壁上各设有两个轴对称且距离相等的扇形面2，所述扇形面2和圆筒1表面垂直，在圆筒1表面绕组，绕组经扇形面2间豁口3引出，磁芯为表面贴装器件，图2、图3示出了磁芯、骨架使用时相对位置关系。
进一步的，为了保证骨架的强度，圆筒的厚度为1。
可选的，圆筒表面10-20层夹绕。
磁芯使用ER18，如图1所示，所述圆筒内径为6.4毫米，外径为7.4毫米，扇形面直边长13.2毫米，圆筒每端两扇形面间距1.8毫米至2毫米，图4示出了骨架的侧视结构，两端之间扇形面距离为3毫米。
其中，磁芯通过导热双面胶贴到PCB或者机壳散热。
ER18磁芯变压器与传统ER14骨架变压器面积相当，高度低于ER14骨架，Ae值是ER14磁芯2倍以上，大大减少了变压器绕组初级匝数，而理论上有100W以上的功率输出能力，是ER14的3倍。
SMD磁芯可用窗口面积远远大于普通磁芯，可以实现10层至20层并绕，电流密度只有ER14骨架的0.5以下，而与传统SMD变压器相比，漏感几乎可以不计，相同条件下，可以提升变压器效率1％左右。
对于辐射噪声问题：由图1可以看出，大部分铜线绕制在磁芯以内，而外露只有最上下两端，无法形成回路，噪声辐射水平很低，接 近罐型磁芯；对比普通骨架，开板状态下可以达到只有基础纹波，没有噪声的效果。
图5、图6为ER13SMD磁芯骨架，与前面ER18骨架相同，用于更小体积模块中，可以替代ER11大小的变压器，同样可以将功率密度提升2倍以上。
由于骨架没有金属管脚，磁芯本身可以通过导热双面胶贴到PCB或者机壳散热，引出线使用固定胶固定成一定形状，进一步减小噪声辐射，在一些条件下，无需灌胶其他散热方式，而普通骨架变压器必须额外增加导热凝胶强制散热。
本实施例提供的变压器，绕制方法简单，极大的解决了高功率密度下磁性功率器件的体积问题，同时有优秀的低噪声辐射性能，在大批量生产中有很好操作性，不止在DC／DC模块中应用，在类似需要功率隔离传输的场合都有较大可用性。
本发明实施例还提供一种DC／DC变换器，使用上述任一项所述的变压器。
本实施例提供的DC／DC变换器，变压器绕制方法简单，极大的解决了高功率密度下磁性功率器件的体积问题，同时有优秀的低噪声辐射性能，在大批量生产中有很好操作性，不止在DC／DC模块中应用，在类似需要功率隔离传输的场合都有较大可用性。
如上针对一种实施例描述和／或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和／或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。
应该强调，术语“包括／包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
本发明以上的装置和方法由硬件实现，这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。
Claims (6)
1.一种变压器，其特征在于，包括磁芯和骨架，所述磁芯为表面贴装器件，所述骨架包括一个两端无底的圆筒，该圆筒两端外壁上各设有两个轴对称且距离相等的扇形面，所述扇形面和圆筒表面垂直，在圆筒表面绕组，绕组经扇形面间豁口引出。
2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述圆筒的厚度为1。
3.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，圆筒表面10-20层夹绕。
4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，磁芯使用ER18，所述圆筒内径为6.4毫米，外径为7.4毫米，扇形面直边长13.2毫米，圆筒每端两扇形面间距1.8毫米至2毫米，两端之间扇形面距离为3毫米。
5.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，磁芯通过导热双面胶贴到PCB或者机壳散热。
6.一种DC／DC变换器，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的变压器。
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|---|---|---|---|
| CN201410148983.3A CN103971903A (zh) | 2014-04-15 | 2014-04-15 | 变压器和dc/dc变换器 |
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| CN103971903A true CN103971903A (zh) | 2014-08-06 |
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ID=51241286
Family Applications (1)
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Citations (3)
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| JPH01145803A (ja) * | 1987-12-01 | 1989-06-07 | Murata Mfg Co Ltd | コイル装置 |
| CN203325687U (zh) * | 2013-07-26 | 2013-12-04 | 慈溪市思诺电子有限公司 | 一种立式单绕线柱变压器骨架 |
| CN203366955U (zh) * | 2013-07-26 | 2013-12-25 | 慈溪市思诺电子有限公司 | 立式的变压器骨架 |
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2014
- 2014-04-15 CN CN201410148983.3A patent/CN103971903A/zh active Pending
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