CN105304266A - 脉冲变压器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种脉冲变压器，包括由第一磁芯本体和第二磁芯本体构成的磁芯，预先将各绕线缠绕至所述第一磁芯本体上形成相应绕组线圈后，再安装第一磁芯本体于第二磁芯本体上，使两者围成闭合磁路，所述绕组线圈包括第一绕线组和第二绕线组，该第一绕线组包括两根第一绕线，两根所述第一绕线的第一端分别与所述第一、第二电极连接，第二端分别与所述第三、第四电极连接；该第二绕组包括两根第二绕线，两根所述第二绕线的第一端分别与所述第五、第六电极连接，第二端分别与所述第七、第八电极连接。两个绕组的始末端均在第一磁芯本体的同一侧，这样就可以提高初次级的绝缘能力，进一步降低对磁芯材料的要求。

Description

脉冲变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术，特别是涉及一种脉冲变压器。

背景技术

近年来，对输入侧的差分信号和输出侧的差分信号实施绝缘作用的脉冲变压器被广泛使用于连接器等电路元件。传统的脉冲变压器，为了达到较高的磁耦合效果，减小漏磁，从而提高通信带宽的目的，通常采用磁环作为磁芯本体，磁环结构可以实现较高的信号带宽，但磁环结构属于闭合结构，其本身不利于实现自动化的绕线工艺，特别是对于磁环内孔较小的磁芯。目前业界大量采用人工手工穿线，不仅生产效率低下，而且产品质量参差不齐，产品电气特性也偏差很大。此种方式不仅造成人力资源的极大浪费，而且由于特性的不稳定，对客户端的应用也会造成一定的困扰。

当前的脉冲变压器均为二合一分体式结构：将至少两个绕组缠绕在其中一个磁芯本体上，绕线的始末端分别与磁芯上的相应电极相连接，最后再将两个磁芯相连接，使二者形成一闭合磁路。但会存在绕线交叉可能导致短路的风险，或者是由于初次级绕线互相紧密靠近，不利于满足802.3中的绝缘要求的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种车载过压保护电路，旨在解决若车载的变压电路损坏将会直接对后续的低压电路和器件造成损坏的问题。

本发明提供了一种脉冲变压器，包括由第一磁芯本体和第二磁芯本体构成的磁芯，预先将各绕线缠绕至所述第一磁芯本体上形成相应绕组线圈后，再安装第一磁芯本体于第二磁芯本体上，使两者围成闭合磁路，第一磁芯本体具有两个相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部上设有依次竖向排列的第一、二、三、四电极，所述第二端部上设有依次竖向排列的第五、六、七、八电极；

所述绕组线圈包括第一绕线组和第二绕线组，该第一绕线组包括两根第一绕线，两根所述第一绕线的第一端分别与所述第一、第二电极连接，第二端分别与所述第三、第四电极连接；该第二绕组包括两根第二绕线，两根所述第二绕线的第一端分别与所述第五、第六电极连接，第二端分别与所述第七、第八电极连接。

进一步地，两根所述第一绕线从所述第一磁芯本体的第一端部同时并行缠绕至其第二端部折返并行再绕回至第一端部。

进一步地，两根所述第二绕线从所述第一磁芯本体的第二端部同时并行缠绕至第一端部折返并行再绕回至第二端部。

进一步地，所述第一磁芯本体为工字型磁芯，包括中部的柱状磁芯和设置于所述柱状磁芯两端的第一凸台和第二凸台，所述绕组线圈设于所述柱状磁芯上，所述外电极分别作为所述第一端部和第二端部。

进一步地，所述第一、二、三、四电极依次沿所述第一凸台的侧边排列设置，该侧边与所述柱状磁芯相对；所述第五、六、七、八电极依次沿所述第二凸台的侧边排列设置，该侧边与所述柱状磁芯相对

进一步地，所述第一、第四电极分别设置在所述第一凸台的侧边的相对两端的边缘，所述第五、第八电极分别设置在所述第二凸台的侧边的相对两端的边缘。

进一步地，所述第一、二、三、四电极等距排列设置，或所述第二、三电极分别紧靠所述第一、四电极设置，或所述第二、三电极紧贴设置于所述述第一凸台的侧边的中部；

所述第五、六、七、八电极等距排列设置，或所述第六、七电极分别紧靠所述第五、八电极设置，或所述第六、七电极紧贴设置于所述述第二凸台的侧边的中部。

进一步地，所述第一、二、三、四电极的大小相同；或，所述第三、四电极相对所述第一、二电极向第一磁芯本体的中部，即所述柱状磁芯方向前凸；

所述第五、六、七、八电极的大小相同；或，所述第六、七电极相对所述第五、八电极向第一磁芯本体的中部，即所述柱状磁芯方向前凸。

上述的脉冲变压器的两个绕组的始末端均在第一磁芯本体的同一侧，这样就可以提高初次级的绝缘能力，进一步降低对磁芯材料的要求。独特的电极连接顺序安排，使得所有绕组的绕线不会出现交叉，降低短路概率。独特的电极连接顺序安排，使得PCB设计与传统脉冲变压器的相近似甚至兼容，无须过多无益的布线布局设计。

附图说明

图1为脉冲变压器的结构示意图；

图2为本发明第一实施方式中的第一磁芯本体的结构示意图；

图3为本发明第二实施方式中的第一磁芯本体的结构示意图；

图4为本发明第三实施方式中的第一磁芯本体的结构示意图；

图5为本发明第四实施方式中的第一磁芯本体的结构示意图；

图6为本发明第五实施方式中的第一磁芯本体的结构示意图；

图7为本发明第六实施方式中的第一磁芯本体的结构示意图；

图2至图7的实施例中各根绕线的第一端和第二端都是从柱状磁芯的背面穿出后连接到相应的电极的。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明较佳实施例中脉冲变压器包括由第一磁芯本体1和第二磁芯本体2构成的磁芯，预先将各绕线缠绕至所述第一磁芯本体1上形成相应绕组线圈后，再安装第一磁芯本体1于第二磁芯本体2上，使两者围成闭合磁路。采用二合一分体式结构设计：由一类似“工”字形第一磁芯本体1和一类似“一”字形第二磁芯本体2构成；第一磁芯本体1用于自动化绕线、连接电极，第二磁芯本体2用于形成闭合磁路。

请参阅图2至图6，第一磁芯本体1具有两个相对设置的第一端部和第二端部。所述第一磁芯本体1为工字型磁芯，包括中部的柱状磁芯11和设置于所述柱状磁芯11两端的第一凸台12和第二凸台13，所述绕组线圈设于所述柱状磁芯11上，第一凸台12和第二凸台13分别作为所述第一端部和第二端部。

所述第一端部12上设有依次竖向排列的第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3、第四电极P4，具体地，所述第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3、第四电极P4依次沿所述第一凸台12的侧边121排列设置，该侧边131与所述柱状磁芯11相对，即沿y轴负方向依次排布。更具体地，各个电极紧贴第一凸台12的侧边121。

所述第二端部13上设有依次竖向排列的第五电极P5、第六电极P6、第七电极P7、第八电极P8。具体地，所述第五电极P5、第六电极P6、第七电极P7、第八电极P8依次沿所述第二凸台13的侧边131排列设置，该侧边131与所述柱状磁芯11相对，即沿y轴负方向依次排布。更具体地，各个电极紧贴第二凸台13的侧边131。

绕组线圈包括第一绕线组和第二绕线组，该第一绕线组包括两根第一绕线S1、S2，两根所述第一绕线S1、S2的第一端S1a、S2a分别与所述第一电极P1、第二电极P2连接，两根所述第一绕线S1、S2的第二端S1b、S2b分别与所述第三电极P3、第四电极P4连接；该第二绕组包括两根第二绕线S3、S4，两根所述第二绕线S3、S4的第一端S3a、S4a分别与所述第五电极P5、第六电极P6连接，两根所述第二绕线S3、S4的第二端S3b、S4b分别与所述第七电极P7、第八电极P8连接。

两根所述第一绕线S1、S2从所述第一磁芯本体1的第一端部12同时并行缠绕至其第二端部13折返并行再绕回至第一端部12。两根所述第二绕线S3、S4从所述第一磁芯本体1的第二端部13同时并行缠绕至第一端部12折返并行再绕回至第二端部13。两根所述第一绕线S1、S2组成脉冲变压器初级绕组，两根所述第二绕线S3、S4组成脉冲变压器次级绕组。

优选地，参考图2至图6，所述第一电极P1、第四电极P4分别设置在所述第一凸台12的侧边121的相对两端的边缘，所述第五电极P5、第八电极P8分别设置在所述第二凸台13的侧边131的相对两端的边缘。

关于电极的排布方式有以下三种实施方式：

第一种，参考图2和图5，所述第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3、第四电极P4等距排列设置，所述第五电极P5、第六电极P6、第七电极P7、第八电极P8等距排列设置。

第二种，参考图3和图6，所述第二电极P2、第三电极P3紧贴设置于所述述第一凸台12的侧边121的中部，使得第二电极P2、第三电极P3分别远离第一电极P1和第四电极P4；所述第六电极P6、第七电极P7紧贴设置于所述述第二凸台13的侧边的中部131，使得第六电极P6、第七电极P7分别远离第五电极P5、第八电极P8。

第三种中，参考图4和图7，所述第二电极P2、第三电极P3分别紧靠所述第一电极P1、第四电极P4设置，使得第二电极P2和第三电极P3相互远离；第六电极P6、第七电极P7分别紧靠所述第五电极P5、第八电极P8设置，使得第六电极P6和第七电极P7相互远离。

关于电极的大小有以下两种实施方式：

第一种，参考图2至图4，所述第一电极P1、第二电极P2、第三电极P3、第四电极P4的大小相同；第五电极P5、第六电极P6、第七电极P7、第八电极P8的大小相同。

第二种，参考图5至图7，所述第三电极P3、第四电极P4相对所述第一电极P1、第二电极P2向第一磁芯本体1的中部，即所述柱状磁芯11方向前凸；所述第六电极P6、第七电极P7相对所述第五电极P5、第八电极P8向第一磁芯本体1的中部，即所述柱状磁芯11方向前凸。

绕组线圈的实施过程如下：

1.两根第一绕线S1、S2组成的初级绕组从第一磁芯本体1的第一凸台12的第一电极P1、第二电极P2并行起绕(第一绕线S1的第一端S1a连接第一电极P1，第一绕线S2的第一端S2a连接第二电极P2)，沿着第一磁芯本体1部分并行同向绕线至第二凸台13时再并行折返至起绕端第一凸台12，并与相应的电极连接(第一绕线S1的第二端S1b连接第三电极P3，第一绕线S2的第二端S2b连接第四电极P4)。

2.两根第二绕线S3、S4组成的次级绕组从第一磁芯本体1的第二凸台13的第五电极P5、第六电极P6并行起绕(第二绕线S3的第一端S3a连接第五电极P5，第二绕线S4的第一端S4a连接第六电极P6)，沿着第一磁芯本体12部分并行同向绕线至第一凸台12部时再并行折返至起绕端第二凸台13(绕第一磁芯本体1部分的方向与第1步骤完全相同)，并与相应的电极连接(第二绕线S3的第二端S3b连接第七电极P7，第二绕线S4的第二端S4b连接第八电极P8)。

3.将第二磁芯本体2与第一磁芯本体1结合，使得二者形成一闭合磁路。

4.磁芯类型、尺寸及绕线匝数、线径等视运用场合而不同。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

初级绕组的始末端均在第一磁芯本体1的同一侧，次级绕组的始末端也均在第一磁芯本体1的同一侧，这样就可以提高初次级的绝缘能力，进一步降低对磁芯材料的要求。

独特的电极连接顺序安排，使得所有绕组的绕线不会出现交叉，降低短路概率。

独特的电极形状设计，使得所有绕线与相邻电极相隔离，避免误连的可能性。

独特的电极连接顺序安排，使得PCB设计与传统脉冲变压器的相近似甚至兼容，无须过多无益的布线布局设计。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种脉冲变压器，包括由第一磁芯本体和第二磁芯本体构成的磁芯，预先将各绕线缠绕至所述第一磁芯本体上形成相应绕组线圈后，再安装第一磁芯本体于第二磁芯本体上，使两者围成闭合磁路，其特征在于，第一磁芯本体具有两个相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部上设有依次竖向排列的第一、二、三、四电极，所述第二端部上设有依次竖向排列的第五、六、七、八电极；

所述绕组线圈包括第一绕线组和第二绕线组，该第一绕线组包括两根第一绕线，两根所述第一绕线的第一端分别与所述第一、第二电极连接，第二端分别与所述第三、第四电极连接；该第二绕组包括两根第二绕线，两根所述第二绕线的第一端分别与所述第五、第六电极连接，第二端分别与所述第七、第八电极连接。

2.如权利要求1所述的脉冲变压器，其特征在于，两根所述第一绕线从所述第一磁芯本体的第一端部同时并行缠绕至其第二端部折返并行再绕回至第一端部。

3.如权利要求1或2所述的脉冲变压器，其特征在于，两根所述第二绕线从所述第一磁芯本体的第二端部同时并行缠绕至第一端部折返并行再绕回至第二端部。

4.如权利要求1所述的脉冲变压器，其特征在于，所述第一磁芯本体为工字型磁芯，包括中部的柱状磁芯和设置于所述柱状磁芯两端的第一凸台和第二凸台，所述绕组线圈设于所述柱状磁芯上，所述第一凸台和第二凸台分别作为所述第一端部和第二端部。

5.如权利要求1所述的脉冲变压器，其特征在于，所述第一、二、三、四电极依次沿所述第一凸台的侧边排列设置，该侧边与所述柱状磁芯相对；所述第五、六、七、八电极依次沿所述第二凸台的侧边排列设置，该侧边与所述柱状磁芯相对。

6.如权利要求4或5所述的脉冲变压器，其特征在于，所述第一、第四电极分别设置在所述第一凸台的侧边的相对两端的边缘，所述第五、第八电极分别设置在所述第二凸台的侧边的相对两端的边缘。

7.如权利要求6所述的脉冲变压器，其特征在于，所述第一、二、三、四电极等距排列设置，或所述第二、三电极分别紧靠所述第一、四电极设置，或所述第二、三电极紧贴设置于所述述第一凸台的侧边的中部；

所述第五、六、七、八电极等距排列设置，或所述第六、七电极分别紧靠所述第五、八电极设置，或所述第六、七电极紧贴设置于所述述第二凸台的侧边的中部。

8.如权利要求1、4或5所述的脉冲变压器，其特征在于，所述第一、二、三、四电极的大小相同；或，所述第三、四电极相对所述第一、二电极向所述第一磁芯本体的中部方向前凸；

所述第五、六、七、八电极的大小相同；或，所述第六、七电极相对所述第五、八电极向所述第一磁芯本体的中部方向前凸。