CN104183373A - 变压器 - Google Patents

Abstract

一种变压器，包含原边绕组单元、副边绕组单元以及磁芯。原边绕组单元包含第一输入原边绕组部以及第一屏蔽绕组部，其中第一输入原边绕组部与至少一开关元件电性连接，第一输入原边绕组部与第一屏蔽绕组部电性相连。副边绕组单元与原边绕组单元感应耦合，其中第一屏蔽绕组部配置于第一输入原边绕组部与副边绕组单元之间。原边绕组单元以及副边绕组单元装配于磁芯。

Description

变压器

技术领域

本发明是关于一种变压器，且特别是有关于一种具有屏蔽绕组的变压器。

背景技术

切换式电源是透过功率变换器中的开关进行切换操作，以控制电能的传递。然而，开关的切换操作可能产生电磁噪声，也就是说，功率变换器于操作时对于电网或者相邻的设备而言是噪声源。因此，为了避免环境受上述噪声源的严重干扰，各国政府与相关国际组织制定相关的电磁相容（electromagneticcompatibility,EMC）规范。

电磁噪声包含共模噪声与差模噪声，其中解决共模噪声的方式主要有两种：1.减弱噪声源；2.切断噪声传播路径。以功率变换器中的变压器而言，变压器的原边绕组与副边绕组形成耦合电容，而一般来说，切换式电源主要透过变压器中的耦合电容产生共模噪声的传导干扰。

当切换式电源的线路中存在两个相位相反噪声时，透过改变上述耦合电容的大小，可使得原边线路与副边线路的共模噪声相互抵消，进而减弱整体的共模噪声。

通过在变压器的原边绕组与副边绕组之间加入屏蔽层或是外加补偿电容可改变上述耦合电容的大小。然而，外加补偿电容需增加额外成本，且不易准确平衡原边线路与副边线路的共模噪声。因此，在变压器的原边绕组与副边绕组之间加入屏蔽层的做法较为常见。

然而，在变压器的原边绕组与副边绕组之间加入屏蔽层，此一方式会导致原边绕组与副边绕组距离增加，造成变压器的漏电感增加。再者，外加屏蔽层也使得变压器的尺寸变大，成本增加。

综合上述，迄今为止未解决的需求存在于本技术领域中，以解决前述缺陷与不足。

发明内容

本发明是关于一种变压器，借以解决变压器中需要额外增加屏蔽层而带来的问题。

本发明的一方面是关于一种变压器。上述变压器包含原边绕组单元、副边绕组单元以及磁芯。原边绕组单元包含第一输入原边绕组部以及第一屏蔽绕组部，其中第一输入原边绕组部用以与至少一开关元件电性连接，第一输入原边绕组部与第一屏蔽绕组部电性相连。副边绕组单元用以与原边绕组单元感应耦合，其中第一屏蔽绕组部配置于第一输入原边绕组部与副边绕组单元之间。原边绕组单元以及副边绕组单元装配于磁芯。

在一实施例中，第一屏蔽绕组部还包含至少一屏蔽绕组电路板。

在另一实施例中，屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于静态节点。

在次一实施例中，屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

在又一实施例中，第一屏蔽绕组部用以电性连接于静态节点。

在一实施例中，上述第一输入原边绕组部还包含多个原边绕组电路板，上述原边绕组电路板与第一屏蔽绕组部层叠配置。

在另一实施例中，原边绕组单元还包含第二输入原边绕组部以及第二屏蔽绕组部。第二屏蔽绕组部配置于第二输入原边绕组部与副边绕组单元之间，且第一屏蔽绕组部与第二屏蔽绕组部配置于副边绕组单元的相对两侧，且该第一输入原边绕组部、该第二输入原边绕组部、该第一屏蔽绕组部与该第二屏蔽绕组部电性相连。

在次一实施例中，第一屏蔽绕组部以及第二屏蔽绕组部各自包含至少一屏蔽绕组电路板。

在又一实施例中，第一屏蔽绕组部的屏蔽绕组电路板以及第二屏蔽绕组部的屏蔽绕组电路板中一者的绕组导线用以电性连接于静态节点。

在一实施例中，屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

在另一实施例中第一屏蔽绕组部以及第二屏蔽绕组部中一者电性连接于静态节点。

在一实施例中，上述第一输入原边绕组部还包含多个第一原边绕组电路板，上述第一原边绕组电路板与第一屏蔽绕组部层叠配置，上述第二输入原边绕组部还包含多个第二原边绕组电路板，上述第二原边绕组电路板与第二屏蔽绕组部层叠配置。

本发明的另一方面是关于一种变压器。上述变压器包含多个第一原边绕组电路板、至少一个副边绕组电路板以及磁芯。上述第一原边绕组电路板包含第一屏蔽绕组电路板。上述至少一个副边绕组电路板与上述第一原边绕组电路板层叠配置，其中第一屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于静态节点，并邻近上述至少一个副边绕组电路板。上述第一原边绕组电路板与上述至少一个副边绕组电路板共同装配于磁芯。

在一实施例中，最远离上述至少一个副边绕组电路板的上述第一原边绕组电路板中一者的绕组导线用以电性连接于至少一开关元件。

在另一实施例中，第一屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

在次一实施例中，上述静态节点为接地端以及直流母线中一者。

在一实施例中，第一原边绕组电路板的绕组导线与第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性连接，且与至少一个副边绕组电路板的绕组导线感应耦合。

在又一实施例中，变压器还包含多个第二原边绕组电路板。上述第二原边绕组电路板相对于上述第一原边绕组电路板作层叠配置，且上述至少一个副边绕组电路板层叠配置于上述第一原边绕组电路板与上述第二原边绕组电路板中间。

在一实施例中，上述第二原边绕组电路板包含第二屏蔽绕组电路板。第二屏蔽绕组电路板的绕组导线与第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性相连，并邻近上述至少一个副边绕组电路板，第一屏蔽绕组电路板与第二屏蔽绕组电路板中一者的绕组导线电性连接于静态节点。

在一实施例中，第二原边绕组电路板的绕组导线与第二屏蔽绕组电路板的绕组导线电性连接，且与至少一个副边绕组电路板的绕组导线感应耦合。

在一实施例中，第一屏蔽绕组电路板与第二屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

在另一实施例中，上述静态节点为接地端以及直流母线中一者。

本发明的又一方面是关于一种变压器。上述变压器包含原边绕组单元、副边绕组单元以及磁芯。副边绕组单元用以与原边绕组单元感应耦合，且副边绕组单元包含第一副边绕组部以及第一屏蔽绕组部，其中第一副边绕组部与第一屏蔽绕组部电性相连，第一屏蔽绕组部配置于第一副边绕组部与原边绕组单元之间，第一屏蔽绕组部用以电性连接于静态节点。原边绕组单元以及副边绕组单元装配于磁芯。

在一实施例中，第一屏蔽绕组部还包含至少一屏蔽绕组电路板。

在另一实施例中，上述至少一屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于接地端以及输出端中一者。

在又一实施例中，第一副边绕组部还包含多个副边绕组电路板，上述副边绕组电路板与第一屏蔽绕组部层叠配置。

本发明另一方面是关于一种变压器。此变压器包含：至少一个原边绕组电路板、多个第一副边绕组电路板以及磁芯。第一副边绕组电路板包括第一屏蔽绕组电路板，与至少一个原边绕组电路板层叠配置，其中第一屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于静态节点，并邻近至少一个原边绕组电路板。第一副边绕组电路板与至少一个原边绕组电路板共同装配于磁芯。

在一实施例中，最远离上述至少一个原边绕组电路板的第一副边绕组电路板中一者的绕组导线用以电性连接于至少一个开关元件。

在另一实施例中，第一屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

在次一实施例中，静态节点为接地端以及输出端中一者。

在又一实施例中，第一副边绕组电路板的绕组导线与第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性连接，且与至少一个原边绕组电路板的绕组导线感应耦合。

在一实施例中，变压器还包含多个第二副边绕组电路板。第二副边绕组电路板相对于第一副边绕组电路板作层叠配置，且至少一个原边绕组电路板层叠配置于第一副边绕组电路板与第二副边绕组电路板中间。第二副边绕组电路板包含第二屏蔽绕组电路板。第二屏蔽绕组电路板的绕组导线与第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性相连，并邻近至少一个原边绕组电路板，第一屏蔽绕组电路板与第二屏蔽绕组电路板中一者的绕组导线电性连接于静态节点。

在次一实施例中，第一屏蔽绕组电路板与第二屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

由以上实施例可知，采用本发明实施例所示的变压器，可不需额外的屏蔽层而达到降低噪声的效果，使得变压器的尺寸小，成本降低。再者，不需额外屏蔽层的变压器设计可使得原边绕组单元与副边绕组单元之间距离小，进而使变压器的漏电感小。

附图说明

图1是绘示依照本发明一实施例的变压器结构的配置示意图；

图2是绘示依照本发明另一实施例的变压器的分解示意图；

图3是绘示依照本发明实施例的变压器应用于反驰式变换器以及测量噪声的电路示意图；

图4A是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图；

图4B是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图；

图4C是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图；

图5是绘示依照本发明另一实施例的变压器的分解示意图；

图6是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图；

图7是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图。

具体实施方式

本发明在此将参考随附附图更充分地陈述如下，其中随附附图绘有本发明的实施例。然而本发明会以许多不同形式实现而不应受限于本说明书陈述的实施例。相反地，提出这些实施例将令本说明书详尽且完整，而将充分表达本发明范围予本发明所属技术领域的通常知识者。本文中相同的参考编号意指相同的元件。

本说明书所用的用语只为描述特定实施例，而无意为本发明的限制。单数形式如“一”、“这”以及“该”，如本说明书所用，同样也包含多形式。更可理解的是，当用语“包含”、“包括”或“具有”于本说明书中被使用时，其是详列所陈特征、部位、整数、步骤、操作、元件与／或部件的存在，但不排除其他特征、部位、整数、步骤、操作、元件、部件与／或其中群组的一者或以上的存在或添加。

除非另外定义，本说明书所用的所有用语（包含技术与科学用语）所具意义，与本发明所属技术领域的通常知识者的通常理解相同。更可理解的是，例如被定义于广泛使用的字典中的用语，用语应被理解为具有意义与本发明以及相关技术中文章脉络里的用语意义一致，除非在本说明书中被明确地定义，否则不应以理想或过度字面上的意思作解释。

图1是绘示依照本发明一实施例的变压器结构的配置示意图。变压器10包含原边绕组单元12、副边绕组单元14以及磁芯16。原边绕组单元12包含输入原边绕组部120以及屏蔽绕组部124，其中输入原边绕组部120用以与至少一开关元件（如图3所示的开关元件104）电性连接，输入原边绕组部120与屏蔽绕组部124电性相连。副边绕组单元14用以与原边绕组单元12感应耦合，其中屏蔽绕组部124配置于输入原边绕组部120与副边绕组单元14之间。原边绕组单元12以及副边绕组单元14装配于磁芯16。

在本实施例中，输入原边绕组部120包含多个原边绕组电路板（windingPCB）122a以及122b，原边绕组电路板122a以及122b与屏蔽绕组部124层叠配置，原边绕组电路板122a以及122b各自具有绕组导线（trace）1222。

再者，屏蔽绕组部124包含屏蔽绕组电路板124a，其配置于原边绕组电路板122b与副边绕组单元14之间，而屏蔽绕组电路板124a具有一匝绕组导线1242，绕组导线1242用以电性连接于静态节点（如：不具电压跳变的节点或端点）。

其次，副边绕组单元14包含多个副边绕组电路板142a～142d，与原边绕组电路板122a以及122b层叠配置，且副边绕组电路板142a～142d各自具有绕组导线1422。此外，屏蔽绕组电路板124a邻近副边绕组电路板142a。

在图1所示的实施例中，原边绕组电路板122a以及122b的绕组导线1222与屏蔽绕组电路板124a的绕组导线1242电性连接，且与副边绕组电路板142a～142d至少一者的绕组导线1422感应耦合。

图2是绘示依照本发明另一实施例的变压器的分解示意图。变压器90包含原边绕组单元92、副边绕组单元94以及磁芯96。原边绕组单元92包含原边绕组电路板922以及屏蔽绕组电路板924。副边绕组单元94包含副边绕组电路板942，其与原边绕组单元92感应耦合。屏蔽绕组电路板924配置于原边绕组电路板922与副边绕组电路板942之间，具有绕组导线9242。

原边绕组单元92以及副边绕组单元94装配于磁芯96上，更具体的说明，磁芯96包含磁芯上部96a以及磁芯下部96b，其中原边绕组单元92以及副边绕组单元94固定于磁芯上部96a以及磁芯下部96b之间，且于磁芯上部96a以及磁芯下部96b二者组合的情形下，原边绕组单元92以及副边绕组单元94嵌合于磁芯96。

实作上，如图2所示，原边绕组电路板922、屏蔽绕组电路板924与副边绕组电路板942压制成一块多层电路板。需要说明的是，图1所示的变压器10可以本实施例所示的变压器90类似的装配架构进行装配，故以下不再赘述。

图3是绘示依照本发明实施例的变压器应用于反驰式变换器（flybackconverter）以及测量噪声的电路示意图。本发明实施例所示的变压器不限于图3所示变压器20的应用；换言之，在本技术领域中具有通常知识者，可针对实际需求以及依本发明的精神将本发明实施例所示的变压器应用于前馈式（feed-forward）变换器、降压式（buck）变换器、升压式（boost）变换器、升降压式（buck-boost）变换器、LLC谐振变换器或者其他类似的变换器。

如图3所示，线路阻抗稳定网络102（line impedance stabilization network,LISN）常用于测量装置所产生的噪声，在本实施例中，线路阻抗稳定网络102测量变压器20所应用的反驰式变换器产生的噪声。在本实施例所示的变压器20中，原边绕组单元22的一端透过动态节点P（于操作时具电压跳变的节点）与开关元件104连接，原边绕组单元22的另一端透过静态节点S与电容元件Cin连接，原边绕组单元22与副边绕组单元24之间具有耦合电容Cps。动态节点P由于开关元件104的切换操作而具有剧烈电压变动，静态节点S与电容元件Cin连接而具有稳定电压。

以图1所示的变压器10配合图3所示的电路为例，屏蔽绕组部124电性连接于图3所示的静态节点S；更具体的说明，屏蔽绕组部124的屏蔽绕组电路板124a上的绕组导线1242电性连接于静态节点S。输入原边绕组部120透过原边绕组电路板122a以及122b上的绕组导线的其中一者与图3所示的开关元件104电性连接。因此，屏蔽绕组部124相较于输入原边绕组部120具有稳定电压。故，屏蔽绕组部124可于输入原边绕组部120以及副边绕组单元14之间提供屏蔽效果，而不需额外添加屏蔽层。

需要说明的是，在原边绕组电路板122a以及122b中，原边绕组电路板122a最远离副边绕组电路板142a，因此，原边绕组电路板122a上的绕组导线与开关元件104电性连接可使得动态节点最远离副边绕组单元14，降低原边绕组单元12传递至副边绕组单元14的噪声。

此外，图3所示的静态节点S不限于与电容元件Cin连接，举例来说，在本发明实施例所示的变压器应用于LLC谐振变换器的情形下，变压器的屏蔽绕组部或屏蔽绕组电路板的绕组导线可透过静态节点S与接地端（grounding）连接。在其他实施例中，变压器的屏蔽绕组部或屏蔽绕组电路板的绕组导线亦可透过静态节点S与直流电源母线（bus）连接。

下述将以图3说明本发明实施例所示的变压器的噪声传播路径。对应于开关元件104的切换操作，原边线路的噪声源Vp产生噪声，透过耦合电容Cps传递至副边线路，然后噪声通过地线输入予线路阻抗稳定网络102（lineimpedance stabilization network,LISN）。于此同时，副边线路的噪声源Vs产生噪声，然后噪声输入予线路阻抗稳定网络102（line impedance stabilizationnetwork,LISN），原边线路的噪声源Vp所生噪声与副边线路的噪声源Vs所生噪声的路径方向互补。因此，调整耦合电容Cps可改变原边线路与副边线路相互耦合的噪声相对强度。

在耦合电容Cps最大的情形下，原边绕组单元22的电压变化最剧烈，因此，原边线路的噪声源Vp所生噪声耦合至副边线路的噪声强度最强。在耦合电容Cps最小的情形下，原边绕组单元12的噪声被完全屏蔽，因此，副边线路的噪声源Vs所生噪声耦合至原边线路的噪声强度最强。故，在适当的耦合电容Cps值的情形下，可使得原边线路与副边线路相互耦合的噪声强度接近而相互抵消，进而降低整体的噪声。

以图1所示的变压器10为例，由于屏蔽绕组电路板124a在输入原边绕组部120以及副边绕组单元14之间提供屏蔽效果，调整绕组导线1242的线径可进而改变原边绕组单元12与副边绕组单元14之间的耦合电容（例如图3所示的耦合电容Cps），使得原边线路与副边线路相互耦合的噪声相互抵消，进而降低整体的噪声。

具体的说明，屏蔽绕组电路板124a上的绕组导线1242可具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，使得绕组导线1242占有最小面积而屏蔽效果最小，且原边绕组单元12与副边绕组单元14之间的耦合电容最大。相对地，屏蔽绕组电路板124a上的绕组导线1242可具有符合变压器10的窗口大小（变压器的窗口大小可以是变压器相邻两个铁芯柱之间的距离）的最大金属宽度的线径，使得绕组导线1242占有最大面积而屏蔽效果最大，且原边绕组单元12与副边绕组单元14之间的耦合电容最小。绕组导线1242的线径可根据实际需求（例如：变压器的设计规格）在上述的范围内调整，使得整体的噪声可相应地调整至最小。

由以上实施例可知，采用本发明实施例所示的变压器，可不需额外的屏蔽层而达到降低噪声的效果，使得变压器的尺寸小，成本降低，应用本发明技术的平面变压器可大量生产，降低生产成本。

再者，不需额外屏蔽层的变压器设计可使得原边绕组单元与副边绕组单元之间距离小，进而使变压器的漏感小。举例来说，在原边绕组单元具有24匝绕组导线且副边绕组单元具有4匝绕组导线的情形下，相较于传统增加屏蔽层的做法，本发明实施例所示的变压器的漏感可减少约百分之二十五，成本可减少约百分之二十。

图4A是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图。相较于图1，变压器30a为三明治结构的平面变压器，并同样包括原边绕组单元32、副边绕组单元34及磁芯36。如图4A所示，除了位于副边绕组单元34上方的输入原边绕组部320a以及包含屏蔽绕组电路板3246的屏蔽绕组部324a，原边绕组单元32还包含位于副边绕组单元34下方的输入原边绕组部320b以及另一个屏蔽绕组电路板3248的屏蔽绕组部324b，其中输入原边绕组部320a、屏蔽绕组部324a、屏蔽绕组部324b与输入原边绕组部320b电性相连（亦即，输入原边绕组部320a、屏蔽绕组部324a、屏蔽绕组部324b与输入原边绕组部320b上的绕组导线电性串联连接）。上述另一个屏蔽绕组部324b配置于输入原边绕组部320b与副边绕组单元34之间，且变压器30a的两个屏蔽绕组部324a和324b分别配置于副边绕组单元34的相对两侧。

在本实施例中，变压器30a的两个屏蔽绕组部324a和324b其中之一用以电性连接于静态节点（如图3所示的静态节点S），且两个屏蔽绕组部324a和324b之间电性连接。

在一实施例中，变压器30a的两个屏蔽绕组部324a和324b各自包含屏蔽绕组电路板3246以及3248，且屏蔽绕组电路板3246以及3248上分别具有绕组导线3242a以及3242b。同样地，屏蔽绕组电路板3246的绕组导线3242a以及屏蔽绕组电路板3248的绕组导线3242b可用以电性连接于静态节点，更具体的说明，绕组导线3242a以及3242b其中之一与变压器外部的直流电源母线电性连接，也可以连接变压器外部的接地端等。

输入原边绕组部320a还包含原边绕组电路板322a以及322b，原边绕组电路板322a以及322b与屏蔽绕组部324a的屏蔽绕组电路板3246层叠配置；类似的情况，输入原边绕组部320b还包含原边绕组电路板322c以及322d，原边绕组电路板322c以及322d与屏蔽绕组部324b的屏蔽绕组电路板3248层叠配置。实作上，原边绕组电路板322a、322b、322c以及322d与屏蔽绕组电路板3246、3248以及副边绕组单元34中的绕组电路板（如图4A所示的副边绕组电路板342）可层叠压制成一块多层电路板。

在图4A所的实施例中，屏蔽绕组电路板3246以及3248上的绕组导线3242a以及3242b具有符合变压器30a的窗口大小的最大金属宽度的线径，使得变压器30a的原边绕组单元32与副边绕组单元34之间的耦合电容最小。

图4B是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图。相较于图4A，屏蔽绕组电路板3246以及3248上的绕组导线3244a以及3244b具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，使得变压器30b的原边绕组单元32与副边绕组单元34之间的耦合电容最大。

图4C是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图。相较于图4A以及图4B，屏蔽绕组电路板3246以及3248上的绕组导线3243a以及3243b的线径宽度介于绕组导线3242a（如图4A所示）以及3244a（如图4B所示）的线径宽度之间。因此，绕组导线3243a以及3243b的线径宽度可根据实际需求在最大金属宽度与最小金属宽度的线径之间的范围内调整，使得变压器30c的原边绕组单元32与副边绕组单元34之间的耦合电容具有特定的值，整体的噪声可进而调整至最小。

举例来说，以采用EQ25磁芯的变压器在图3的测试环境中而言，在原边绕组单元具有14匝绕组导线且副边绕组单元具有2匝绕组导线的情形下，当屏蔽绕组电路板的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径时，原边线路的噪声较强，使得线路阻抗稳定网络102测得噪声强度超过噪声规范（例如Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques,CISPR国际无线电干扰特别委员会在第22章订立的规范要求）要求强度6dB；当屏蔽绕组电路板的绕组导线具有符合变压器窗口大小的最大金属宽度的线径时，副边线路的噪声较强，使得线路阻抗稳定网络102测得噪声强度超过噪声规范强度10dB；当屏蔽绕组电路板的绕组导线其线径宽度可平衡原边线路与副边线路的噪声时，线路阻抗稳定网络102测得噪声强度低于噪声规范强度8dB，说明了采用本发明技术的变压器可降低噪声，避免干扰周遭设备。

需要说明的是，图4A～图4C所示的屏蔽绕组电路板的绕组导线的线径变化情形亦可应用于其他本发明所示实施例的变压器（例如：图2的绕组导线9242的线径宽度），而不限于图4A～图4C所示的变压器。

图5是绘示依照本发明另一实施例的变压器的分解示意图。变压器40包含原边绕组单元42、副边绕组单元44以及磁芯46（如图5所示的磁芯46包含磁芯上部46a以及磁芯下部46b）。原边绕组单元42包含原边绕组电路板422a、原边绕组电路板422b以及屏蔽绕组电路板424。副边绕组单元44包含副边绕组电路板442，用以与原边绕组单元42感应耦合。屏蔽绕组电路板424配置于原边绕组电路板422a与副边绕组电路板442之间，用以与直流母线连接。原边绕组单元42以及副边绕组单元44装配于磁芯46的磁芯上部46a以及磁芯下部46b。

相较于图4A～图4C所示的实施例，原边绕组电路板422b与副边绕组电路板442之间未配置屏蔽绕组电路板，换句话说，本发明实施例所示的变压器可不需对称配置屏蔽绕组部（或屏蔽绕组电路板）即可降低变压器整体的噪声，使得变压器的设计具有更多弹性。

本发明的另一方面是关于一种变压器。为方便说明起见，以下实施例将以图1所示的变压器10应用于图3所示的反驰式变换器作叙述，但不限于此。

变压器10包含多个原边绕组电路板、副边绕组电路板142a～142d以及磁芯16。原边绕组电路板包含屏蔽绕组电路板124a。副边绕组电路板142a～142d与上述原边绕组电路板（包含原边绕组电路板122a、122b以及屏蔽绕组电路板124a）层叠配置，其中屏蔽绕组电路板124a的绕组导线1242用以电性连接于静态节点S（如图3所示），且屏蔽绕组电路板124a邻近副边绕组电路板142a。上述原边绕组电路板（包含原边绕组电路板122a、122b以及屏蔽绕组电路板124a）与副边绕组电路板142a～142d共同装配于磁芯16。

在一实施例中，原边绕组电路板122a、122b的绕组导线1222与屏蔽绕组电路板124a的绕组导线1242电性连接，且与副边绕组电路板142a～142d中至少一者的绕组导线1422感应耦合。

实作上，如图1所示，原边绕组电路板122a、122b、屏蔽绕组电路板124a与副边绕组电路板142a～142d压制成一块多层电路板。

在上述原边绕组电路板中，最远离副边绕组电路板142a的原边绕组电路板122a的绕组导线1222用以电性连接于开关元件104（如图3所示），使得动态节点P最远离副边绕组电路板142a～142d，以降低上述全部原边绕组电路板传递至副边绕组电路板142a～142d的噪声。

在一实施例中，屏蔽绕组电路板124a的绕组导线1242用以电性连接于静态节点，而静态节点可为接地端以及直流母线中一者，使得屏蔽绕组电路板124a具有稳定电压而可提供屏蔽效果。在图3所示的实施例中，屏蔽绕组电路板124a的绕组导线1242电性连接于电容元件Cin，即直流母线上。

在另一实施例中，屏蔽绕组电路板124a上的绕组导线1242可具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器10的窗口大小的最大金属宽度的线径，并且屏蔽绕组电路板124a上的绕组导线1242的线径宽度可在上述两个情形之间调整，借以降低变压器10的整体噪声。绕组导线1242类似图4A～图4C所示的屏蔽绕组电路板3246、3248的绕组导线，以下不再赘述。

参照图4A，相较于图1所示的变压器10，除了位于副边绕组电路板342上方的原边绕组电路板322a～322b以及屏蔽绕组电路板3246，变压器30a还包含位于副边绕组电路板342下方的多个原边绕组电路板（包含原边绕组电路板322c、322d以及屏蔽绕组电路板3248），相对于位于副边绕组单元34上方的原边绕组电路板（包含原边绕组电路板322a、322b以及屏蔽绕组电路板3246）作层叠配置，且多个副边绕组电路板342层叠配置于位于上方的原边绕组电路板（原边绕组电路板322a以及322b以及屏蔽绕组电路板3246）与位于下方的原边绕组电路板（原边绕组电路板322c以及322d以及屏蔽绕组电路板3248）中间。位于下方的原边绕组电路板包含屏蔽绕组电路板3248，屏蔽绕组电路板3248的绕组导线3242b与屏蔽绕组电路板3246的绕组导线3242a电性相连，屏蔽绕组电路板3248与屏蔽绕组电路板3246中一者的绕组导线用以电性连接于静态节点（如图3所示的静态节点S），并邻近副边绕组电路板342。

在一实施例中，原边绕组电路板322a、322b的绕组导线3222a与屏蔽绕组电路板3246的绕组导线3242a电性连接，原边绕组电路板322c、322d的绕组导线3222b与屏蔽绕组电路板3248的绕组导线3242b电性连接，且与至少一个副边绕组电路板342的绕组导线感应耦合。

在一实施例中，屏蔽绕组电路板3246与3248的绕组导线用以电性连接于接地端以及直流母线中一者，使得屏蔽绕组电路板3246与3248具有稳定电压而可提供屏蔽效果。

在另一实施例中，屏蔽绕组电路板3246与3248上的绕组导线3242a与3242b可具有符合变压器30a的窗口大小的最大金属宽度的线径，或者具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者依实际需求在最大金属宽度与最小金属宽度的线径范围中设计绕组导线3242a与3242b的线径。屏蔽绕组电路板的绕组导线线径的变化如图4A～图4C所示，以下不再赘述。

由以上实施例可知，采用本发明实施例所示的变压器，可不需额外的屏蔽层而达到降低噪声的效果，使得变压器的尺寸小，成本降低，应用本发明技术的平面变压器可大量生产，降低生产成本。

再者，不需额外屏蔽层的变压器设计可使得原边绕组单元与副边绕组单元之间距离小，进而使变压器的漏电感小。

举例来说，在原边绕组单元具有24匝绕组导线且副边绕组单元具有4匝绕组导线的情形下，相较于传统增加屏蔽层的做法，本发明实施例所示的变压器的漏感可减少约百分之二十五，成本可减少约百分之二十。

本发明的又一方面是关于一种变压器。以图6为例，图6是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图。变压器60包含原边绕组单元62、副边绕组单元64以及磁芯66。副边绕组单元64用以与原边绕组单元62感应耦合。相较于上述实施例所示的变压器，在本实施例中，副边绕组单元64包含副边绕组部640以及屏蔽绕组部624，其中副边绕组部640与屏蔽绕组部624电性相连，屏蔽绕组部624配置于副边绕组部640与原边绕组单元62之间，屏蔽绕组部624用以电性连接于静态节点（例如：与图3所示的输出端相连接，亦即电容元件Cout的一端，或接地端）。原边绕组单元62以及副边绕组单元64装配于磁芯66，原边绕组单元62与副边绕组单元64之间感应耦合。

此外，屏蔽绕组部624还包含屏蔽绕组电路板624a，但不限于此，屏蔽绕组部624可包含多个屏蔽绕组电路板。

在一实施例中，屏蔽绕组电路板624a具有绕组导线6242，且绕组导线6242用以电性连接于接地端或输出端，例如：连接于图3所示的电容元件Cout。

在另一实施例中，副边绕组部640还包含多个副边绕组电路板624a、624b以及624c，副边绕组电路板624a、624b以及624c与屏蔽绕组部624层叠配置。此外，原边绕组单元62包含输入原边绕组部620，输入原边绕组部620包含多个原边绕组电路板622a、622b以及622c。

图6所示的变压器60的操作与图1所示的变压器10的操作类似，以下不再赘述。

本发明的另一方面是关于一种变压器。以图6为例，变压器60包含原边绕组电路板622a～622c、多个副边绕组电路板以及磁芯66。上述副边绕组电路板包含屏蔽绕组电路板624a以及副边绕组电路板642a～642c。屏蔽绕组电路板624a以及副边绕组电路板642a～642c与原边绕组电路板622a～622c层叠配置，其中屏蔽绕组电路板624a的绕组导线6242用以电性连接于静态节点（如图3所示的静态节点S），且屏蔽绕组电路板624a邻近原边绕组电路板622c。原边绕组电路板622a～622c与屏蔽绕组电路板624a以及副边绕组电路板642a～642c共同装配于磁芯66。

在一实施例中，副边绕组电路板642a～642c的绕组导线6422与屏蔽绕组电路板624a的绕组导线6242电性连接，且与原边绕组电路板622a～622c中至少一者的绕组导线6222感应耦合。

实作上，如图6所示，原边绕组电路板622a～622c、屏蔽绕组电路板624a与副边绕组电路板642a～642c压制成一块多层电路板。

在上述原边绕组电路板中，最远离原边绕组电路板622c的副边绕组电路板642c的绕组导线6422用以电性连接于开关元件，以降低上述全部副边绕组电路板传递至原边绕组电路板的噪声。

在一实施例中，屏蔽绕组电路板624a的绕组导线6242所连接的静态节点为接地端以及输出端中一者，例如：图3所示的输出电容器Cout的两端其中一者。借此，屏蔽绕组电路板624a具有稳定电压而可提供屏蔽效果。

在另一实施例中，屏蔽绕组电路板624a上的绕组导线6242可具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合变压器60的窗口大小的最大金属宽度的线径，并且屏蔽绕组电路板624a上的绕组导线6242的线径宽度可在上述两个情形之间调整，借以降低变压器60的整体噪声。绕组导线6242类似图4A～图4C所示的屏蔽绕组电路板3246、3248的绕组导线，以下不再赘述。

参照图7，图7是绘示依照本发明另一实施例的变压器结构的配置示意图。变压器70包含副边绕组单元64a、64b以及磁芯66’。副边绕组单元64a包含副边绕组部640a以及屏蔽绕组部624’，副边绕组单元64b包含副边绕组部640b以及屏蔽绕组部624”。相较于图6所示的变压器60，除了位于原边绕组电路板622a～622c下方的副边绕组电路板（副边绕组电路板包含屏蔽绕组电路板624a以及副边绕组电路板642a～642c），变压器70还包含位于原边绕组电路板622a～622c上方的多个副边绕组电路板（包含副边绕组电路板642d～642f以及屏蔽绕组电路板624b），相对于位于原边绕组电路板622a～622c下方的副边绕组电路板（包含屏蔽绕组电路板624a以及副边绕组电路板642a～642c）作层叠配置，且原边绕组电路板622a～622c层叠配置于位于上方的副边绕组电路板（副边绕组电路板642d～642f以及屏蔽绕组电路板624b）与位于下方的副边绕组电路板（屏蔽绕组电路板624a以及副边绕组电路板642a～642c）中间。

在本实施例中，位于上方的副边绕组电路板包含副边绕组电路板642d～642f以及屏蔽绕组电路板624b，屏蔽绕组电路板624b的绕组导线6242b与屏蔽绕组电路板624a的绕组导线6242a电性相连，屏蔽绕组电路板624a与624b中一者的绕组导线6242a或6242b电性连接于静态节点（如图3所示的静态节点S），并邻近原边绕组电路板622a或622c。

在一实施例中，副边绕组电路板642a～624c的绕组导线6422a与屏蔽绕组电路板624a的绕组导线6242a电性连接，且与原边绕组电路板622a～622c的绕组导线6222感应耦合。副边绕组电路板642d～624f的绕组导线6422b与屏蔽绕组电路板624b的绕组导线6242b电性连接，且与原边绕组电路板622a～622c的绕组导线6222感应耦合。

在一实施例中，屏蔽绕组电路板624a与624b的绕组导线6242a与6242b所连接的静态节点可为接地端以及输出端中一者，例如：图3所示的输出电容器Cout的两端其中一者，使得屏蔽绕组电路板624a与624b具有稳定电压而可提供屏蔽效果。

在另一实施例中，屏蔽绕组电路板624a与624b上的绕组导线6242a与6242b可具有符合变压器70的窗口大小的最大金属宽度的线径，或者具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者依实际需求在最大金属宽度与最小金属宽度的线径范围中设计绕组导线6242a与6242b的线径。屏蔽绕组电路板的绕组导线类似图4A～图4C所示的屏蔽绕组电路板3246、3248的绕组导线，以下不再赘述。

由以上实施例可知，采用本发明实施例所示的变压器，可不需额外的屏蔽层而达到降低噪声的效果，使得变压器的尺寸小，成本降低，应用本发明技术的平面变压器可大量生产，降低生产成本。

再者，不需额外屏蔽层的变压器设计可使得原边绕组单元与副边绕组单元之间距离小，进而使变压器的漏电感小。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (33)

1.一种变压器，其特征在于，包含：

一原边绕组单元，包含一第一输入原边绕组部以及一第一屏蔽绕组部，其中该第一输入原边绕组部用以与至少一开关元件电性连接，该第一输入原边绕组部与该第一屏蔽绕组部电性相连；

一副边绕组单元，用以与该原边绕组单元感应耦合，其中该第一屏蔽绕组部配置于该第一输入原边绕组部与该副边绕组单元之间；以及

一磁芯，其中该原边绕组单元以及该副边绕组单元装配于该磁芯。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组部还包含至少一屏蔽绕组电路板。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，该屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于静态节点。

4.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，该屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合该变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

5.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组部用以电性连接于静态节点。

6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的变压器，其特征在于，该第一输入原边绕组部还包含多个原边绕组电路板，该些原边绕组电路板与该第一屏蔽绕组部层叠配置。

7.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，该原边绕组单元还包含：

一第二输入原边绕组部以及一第二屏蔽绕组部，其中该第二屏蔽绕组部配置于该第二输入原边绕组部与该副边绕组单元之间，该第一屏蔽绕组部与该第二屏蔽绕组部配置于该副边绕组单元的相对两侧，且该第一输入原边绕组部、该第二输入原边绕组部、该第一屏蔽绕组部与该第二屏蔽绕组部电性相连。

8.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组部以及该第二屏蔽绕组部各自包含至少一屏蔽绕组电路板。

9.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组部的屏蔽绕组电路板以及该第二屏蔽绕组部的屏蔽绕组电路板中一者的绕组导线用以电性连接于静态节点。

10.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于，该屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合该变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

11.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组部以及该第二屏蔽绕组部中一者用以电性连接于静态节点。

12.根据权利要求7至11中任一项权利要求所述的变压器，其特征在于，该第一输入原边绕组部还包含多个第一原边绕组电路板，该些第一原边绕组电路板与该第一屏蔽绕组部层叠配置，该第二输入原边绕组部还包含多个第二原边绕组电路板，该些第二原边绕组电路板与该第二屏蔽绕组部层叠配置。

13.一种变压器，其特征在于，包含：

多个第一原边绕组电路板，该些第一原边绕组电路板包含一第一屏蔽绕组电路板；

至少一个副边绕组电路板，与该些第一原边绕组电路板层叠配置，其中该第一屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于静态节点，并邻近该至少一个副边绕组电路板；以及

一磁芯，其中该些第一原边绕组电路板与该至少一个副边绕组电路板共同装配于该磁芯。

14.根据权利要求13所述的变压器，其特征在于，最远离该至少一个副边绕组电路板的该些第一原边绕组电路板中一者的绕组导线用以电性连接于至少一开关元件。

15.根据权利要求13所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合该变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

16.根据权利要求13所述的变压器，其特征在于，该静态节点为一接地端以及一直流母线中一者。

17.根据权利要求13所述的变压器，其特征在于，该些第一原边绕组电路板的绕组导线与该第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性连接，且与该至少一个副边绕组电路板的绕组导线感应耦合。

18.根据权利要求13所述的变压器，其特征在于，还包含：

多个第二原边绕组电路板，相对于该些第一原边绕组电路板作层叠配置，且该至少一个副边绕组电路板层叠配置于该些第一原边绕组电路板与该些第二原边绕组电路板中间。

19.根据权利要求18所述的变压器，其特征在于，该些第二原边绕组电路板包含：

一第二屏蔽绕组电路板，该第二屏蔽绕组电路板的绕组导线与该第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性相连，并邻近该至少一个副边绕组电路板，该第一屏蔽绕组电路板与该第二屏蔽绕组电路板中一者的绕组导线电性连接于静态节点。

20.根据权利要求19所述的变压器，其特征在于，该些第二原边绕组电路板的绕组导线与该第二屏蔽绕组电路板的绕组导线电性连接，且与该至少一个副边绕组电路板的绕组导线感应耦合。

21.根据权利要求19所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组电路板与该第二屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合该变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

22.根据权利要求19所述的变压器，其特征在于，该静态节点为一接地端以及一直流母线中一者。

23.一种变压器，其特征在于，包含：

一原边绕组单元；

一副边绕组单元，用以与该原边绕组单元感应耦合，包含一第一副边绕组部以及一第一屏蔽绕组部，其中该第一副边绕组部与该第一屏蔽绕组部电性相连，该第一屏蔽绕组部配置于该第一副边绕组部与该原边绕组单元之间，该第一屏蔽绕组部用以电性连接于静态节点；以及

一磁芯，其中该原边绕组单元以及该副边绕组单元装配于该磁芯。

24.根据权利要求23所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组部还包含至少一屏蔽绕组电路板。

25.根据权利要求24所述的变压器，其特征在于，该至少一屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于一接地端以及一输出端中一者。

26.根据权利要求23至25中任一项权利要求所述的变压器，其特征在于，该第一副边绕组部还包含多个副边绕组电路板，该些副边绕组电路板与该第一屏蔽绕组部层叠配置。

27.一种变压器，其特征在于，包含：

至少一个原边绕组电路板；

多个第一副边绕组电路板，该些第一副边绕组电路板包括一第一屏蔽绕组电路板，与该至少一个原边绕组电路板层叠配置，其中该第一屏蔽绕组电路板的绕组导线用以电性连接于静态节点，并邻近该至少一个原边绕组电路板；以及

一磁芯，其中该些第一副边绕组电路板与该至少一个原边绕组电路板共同装配于该磁芯。

28.根据权利要求27所述的变压器，其特征在于，最远离该至少一个原边绕组电路板的该些第一副边绕组电路板中一者的绕组导线用以电性连接于至少一开关元件。

29.根据权利要求27所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合该变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。

30.根据权利要求27所述的变压器，其特征在于，该静态节点为一接地端以及一输出端中一者。

31.根据权利要求27所述的变压器，其特征在于，该些第一副边绕组电路板的绕组导线与该第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性连接，且与该至少一个原边绕组电路板的绕组导线感应耦合。

32.根据权利要求27所述的变压器，其特征在于，还包含：

多个第二副边绕组电路板，相对于该些第一副边绕组电路板作层叠配置，且该至少一个原边绕组电路板层叠配置于该些第一副边绕组电路板与该些第二副边绕组电路板中间，且该些第二副边绕组电路板包含：

一第二屏蔽绕组电路板，该第二屏蔽绕组电路板的绕组导线与该第一屏蔽绕组电路板的绕组导线电性相连，并邻近该至少一个原边绕组电路板，该第一屏蔽绕组电路板与该第二屏蔽绕组电路板中一者的绕组导线电性连接于该静态节点。

33.根据权利要求32所述的变压器，其特征在于，该第一屏蔽绕组电路板与该第二屏蔽绕组电路板上的绕组导线具有对应于电路板制程上最小金属宽度的线径，或者具有符合该变压器的窗口大小的最大金属宽度的线径。