CN105655113A - Pcb平面变压器及使用这种变压器的变换器 - Google Patents

Abstract

一种PCB平面变压器，包括：初级侧线圈层，其中形成有初级侧线圈，并且构成所述初级侧线圈的线束具有第一水平宽度；次级侧线圈层，其中形成有次级侧线圈，并且构成所述次级侧线圈的线束具有第二水平宽度；以及屏蔽层，位于所述初级侧线圈层与所述次级侧线圈层之间，所述屏蔽层中形成有导体，并且所述屏蔽层中的导体具有第三水平宽度，其中，所述初级侧线圈的线束的第一水平宽度和所述次级侧线圈的线束的第二水平宽度中的至少一个小于所述屏蔽层中的导体的第三水平宽度。一种变换器，包括：所述PCB平面变压器；输入电路；以及输出电路。

Description

PCB平面变压器及使用这种变压器的变换器

技术领域

本发明涉及一种印刷电路板(PCB)平面变压器，以及使用这种PCB平面变压器的变换器。

背景技术

在科学技术高速发展的今天，高端的电源产品朝着高效、高功率密度的方向发展。随着开关电源对功率密度的追求，工作频率高频化和变压器平面化的应用越来越广泛。工作频率越高，变压器的体积越小，平面变压器相对传统变压器而言在体积和灵活性上具有明显优势。

变压器初、次级侧之间的分布电容对开关电源的电磁干扰(EMI)有着重要的影响。PCB平面变压器相对于传统的绕线型变压器一致性较好，但多层PCB平面变压器的制作过程中的蚀刻、压合等环节都会引入误差，从而造成PCB平面变压器个体之间的初、次级侧之间的分布电容存在差异，进而造成开关电源个体间的EMI性能存在差异，严重影响了量产开关电源产品的EMI性能的一致性。

发明内容

本申请是考虑到至少一部分上述问题而做出的。

本发明的另一个目的是提供一种PCB平面变压器，包括：初级侧线圈层，其中形成有初级侧线圈，并且构成所述初级侧线圈的线束具有第一水平宽度；次级侧线圈层，其中形成有次级侧线圈，并且构成所述次级侧线圈的线束具有第二水平宽度；以及屏蔽层，位于所述初级侧线圈层与所述次级侧线圈层之间，所述屏蔽层中形成有导体，并且所述屏蔽层中的导体具有第三水平宽度，其中，所述初级侧线圈的线束的第一水平宽度和所述次级侧线圈的线束的第二水平宽度中的至少一个小于所述屏蔽层中的导体的第三水平宽度。

本发明的另一个目的是提供一种变换器，包括：PCB平面变压器，包括：初级侧线圈层，其中形成有初级侧线圈，并且构成所述初级侧线圈的线束具有第一水平宽度；次级侧线圈层，其中形成有次级侧线圈，并且构成所述次级侧线圈的线束具有第二水平宽度；以及屏蔽层，位于所述初级侧线圈层与所述次级侧线圈层之间，所述屏蔽层中形成有导体，并且所述屏蔽层中的导体具有第三水平宽度，其中，所述初级侧线圈的线束的第一水平宽度和所述次级侧线圈的线束的第二水平宽度中的至少一个小于所述屏蔽层中的导体的第三水平宽度；输入电路，耦接到所述PCB平面变压器的所述初级侧线圈的两端，用以提供输入电压；以及输出电路，耦接到所述PCB平面变压器的所述次级侧线圈的两端，用以对所述PCB平面变压器的所述次级侧线圈的两端的输出电压进行变换。

按照本申请的PCB平面变压器的技术方案，即使在压合误差最大的情况下，也能够减小成品PCB平面变压器的次级侧与屏蔽层之间相重合的面积以及初级侧和屏蔽层之间相重合的面积分别和设计重合面积之间的偏差或能够保证成品PCB平面变压器的次级侧与屏蔽层之间相重合的面积以及初级侧和屏蔽层之间相重合的面积分别和设计重合面积相等，从而减小了压合误差所引起的初、次级侧之间的分布电容的误差。按照本申请的变换器的技术方案，由于其中所使用的PCB平面变压器个体之间的初、次级侧之间的分布电容差异较小，所以变换器个体间的EMI性能差异较小，从而改善了量产开关电源产品的EMI性能的一致性。

附图说明

本发明的上述和其它目的、特征以及其它优点将从如下结合附图的详细描述中变得更加清晰易懂，其中：

图1是示意性说明现有技术中PCB平面变压器的剖面图的一个示例；

图2是示意性说明现有技术中PCB平面变压器的剖面图的另一个示例；

图3是示意性说明现有技术中PCB平面变压器中存在分布电容的示意图；

图4是示意性说明现有技术中PCB平面变压器中存在工艺误差的示意图；

图5是示意性说明根据本申请的一个实施例的PCB平面变压器的剖面图；

图6是示意性说明根据本申请的另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图；

图7是示意性说明根据本申请的又另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图；

图8A是示意性说明根据本申请的又另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图；

图8B是示意性说明相应于图8A的技术方案的一个PCB平面变压器的效果图；

图8C是示意性说明相应于图8A的技术方案的另一个PCB平面变压器的效果图；

图8D是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图；

图8E是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图；

图8F是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图；

图8G是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图；

图8H是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图；

图9是示意性说明根据本申请的又另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图；

图10是示意性说明根据本申请的一个实施例的变换器的框图；以及

图11是示意性说明根据本申请的一个实施例的反激变换器的框图。

具体实施方式

下面将结合图1至图11详细描述本申请，其中，相同的附图标记表示相同或相似的设备或信号，各元件的符号不但代表该元件自身，还可以表示该元件的容量的代数符号。

为了至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种PCB平面变压器，以及使用这种PCB平面变压器的变换器，可以极大地减小PCB工艺误差对PCB平面变压器初、次级侧分布电容的影响，从而提高开关电源EMI性能的一致性。

为便于理解本申请，首先从现有技术中PCB平面变压器开始描述。

图1是示意性说明现有技术中PCB平面变压器的剖面图的一个示例。如图1中所示，现有技术中PCB平面变压器包括：初级侧线圈层1，其中形成有初级侧线圈，并且构成初级侧线圈的线束具有第一水平宽度D1，为便于说明，这里假定有两个初级侧线圈层1，并且在初级侧线圈层1中，由排列的6匝导线构成初级侧线圈的线束，初级侧线圈层1中的每个小矩形代表一匝导线的横截面，排列的6匝导线及其中间的间隙(为便于说明，忽略该间隙)构成的初级侧线圈的线束具有第一水平宽度D1；次级侧线圈层2，其中形成有次级侧线圈，并且构成次级侧线圈的线束具有第二水平宽度D2，为便于说明，这里假定有两个次级侧线圈层2，分别位于最上层和最下层，并且在每一个次级侧线圈层2中，由1匝导线圈构成次级侧线圈的线束，次级侧线圈层2中的每个长矩形代表一匝导线的横截面，1匝导线构成的次级侧线圈的线束具有第二水平宽度D2；以及屏蔽层3，位于初级侧线圈层1与次级侧线圈层2之间，屏蔽层3中形成有导体，并且屏蔽层中的导体具有第三水平宽度D3，屏蔽层3中的每个长矩形代表导体的横截面，具有第三水平宽度D3，其中，初级侧线圈层1与相邻的屏蔽层3之间具有间距L1，次级侧线圈层2与相邻的屏蔽层3之间具有间距L2，屏蔽层3中的导体宽度与初级侧线圈层1中的构成初级侧线圈的线束的宽度基本相同，即D1基本上等于D3，恰好屏蔽初级侧线圈层1中的构成初级侧线圈的线束。

图2是示意性说明现有技术中PCB平面变压器的剖面图的另一个示例。图2中所示的现有技术中PCB平面变压器与图1中所示的现有技术中PCB平面变压器的差别仅在于，屏蔽层3中的导体宽度D3小于初级侧线圈层1中的构成初级侧线圈的线束的宽度D1，只部分屏蔽初级侧线圈层1中的构成初级侧线圈的线束，其余部分的描述相同，不再赘述。

图3是示意性说明现有技术中PCB平面变压器中存在分布电容的示意图，如图3中所示，在图1和图2中所示的现有技术中PCB平面变压器中，初、次级侧之间总的分布电容Cps由初级侧线圈层10(即本文中的初级侧线圈层1，以下同)与屏蔽层30(即本文中的屏蔽层3，以下同)之间的分布电容C1、次级侧线圈层20(即本文中的次级侧线圈层2，以下同)与屏蔽层30之间的分布电容C2、以及初级侧线圈层10与次级侧线圈层20之间的分布电容C3组成，G是地，其中：

$\mathrm{Cps}=C3+\frac{C1\×C2}{C1+C2}$ 方程1。

由于PCB平面变压器为多层板，制作过程中不同层的线圈的相对位置会不可避免地出现一定的误差，从而造成Cps的三个组成部分C1、C2和C3中的一个、两个或者三个的改变，从而造成最终Cps出现误差。

举例说明，若PCB平面变压器的设计方案如图1中所示，假设：

(1)PCB介质的介电常数为ε，

(2)初级侧线圈层1与屏蔽层3之间具有间距L1，

(3)次级侧线圈层2与屏蔽层3之间具有间距L2，其中L2＝n×L1，

(4)次级侧线圈层2与屏蔽层3之间相重合的面积为S2，

(5)初级侧线圈层1与屏蔽层3之间相重合的面积为S1，为便于说明，这里忽略初级侧线圈1或次级侧线圈层2的各匝之间的间隙，即S2约等于S1，

那么，根据如图1所示的设计方案，C1、C2和C3的公式分别为如下：

$C1=\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{L1}$ 方程2。

$C2=\mathrm{\ϵ}\frac{S2}{L2}=\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{n\×L1}$ 方程3。

C3＝0方程4。

于是，PCB平面变压器初、次级侧之间总的分布电容为：

$\mathrm{Cps}=C3+\frac{C1\×C2}{C1+C2}=\frac{1}{n+1}\×\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{L1}$ 方程5。

由于工艺误差，根据如图1所示的设计方案，所得到的实际制成品可能会成为如图4中所示的那样。

图4是示意性说明现有技术中PCB平面变压器中存在工艺误差的示意图。如图4中所示，例如，由于工艺误差，初级侧线圈层1整体与屏蔽层3的对准发生了误差，初级侧线圈层1的一边相对屏蔽层3突出了宽度e，另一边也大致缩进了宽度e(未示出)，使得初级侧线圈层1与屏蔽层3之间相重合的面积为S1减去ΔS1，这里的ΔS1是宽度e造成的，那么，这时，初级侧线圈层1与屏蔽层3之间的分布电容C’1、次级侧线圈层2与屏蔽层3之间的分布电容C’2、以及初级侧线圈层1与次级侧线圈层2之间的分布电容C’3、以及PCB平面变压器初、次级侧之间总的分布电容C’ps分别为：

$C\′1=\mathrm{\ϵ}\frac{(1-\mathrm{\Δ})S1}{L1}$ 方程6。

$C\′2=\mathrm{\ϵ}\frac{S2}{L2}=\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{n\×L1}$ 方程7。

$C\′3=\mathrm{\ϵ}\frac{\mathrm{\ΔS}1}{L1+L2}=\frac{\mathrm{\Δ}}{n+1}\×\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{L1}$ 方程8。

$C\′\mathrm{ps}=C\′3+\frac{C\′1\×C\′2}{C\′1+C\′2}=(\frac{\mathrm{\Δ}}{n+1}+\frac{1-\mathrm{\Δ}}{n(1-\mathrm{\Δ})+1})\×\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{L1}$ 方程9。

考虑到Δ远小于1，那么：

$C\′\mathrm{ps}=C\′3+\frac{C\′1\×C\′2}{C\′1+C\′2}=\frac{\mathrm{\Δ}}{n+1}\×\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{L1}+\frac{1}{n+1}\×\mathrm{\ϵ}\frac{S1}{L1}=\mathrm{\ΔCps}+\mathrm{Cps}$ 方程10。

由以上推导可知，PCB平面变压器初、次级侧之间总的分布电容Cps的误差和PCB板工艺误差近似呈线性关系。

为了克服由于多层PCB板压合误差而造成PCB平面变压器初、次级侧分布电容的误差，作为本申请的一个方面，本申请提供了一种全新的PCB平面变压器，可以极大地减小PCB工艺误差对PCB平面变压器初、次级侧之间总的分布电容的影响，从而提高开关电源EMI性能的一致性。

图5是示意性说明根据本申请的一个实施例的PCB平面变压器的剖面图。如图5中所示，本申请的PCB平面变压器，包括：初级侧线圈层1，其中形成有初级侧线圈，并且构成初级侧线圈的线束具有第一水平宽度D1，即，在初级侧线圈层1中，由排列的导线及其中间的间隙(为便于说明，忽略该间隙)构成初级侧线圈的线束，初级侧线圈层1中的每个小矩形代表一匝导线的横截面，排列的导线构成的初级侧线圈的线束具有第一水平宽度D1；次级侧线圈层2，其中形成有次级侧线圈，并且构成次级侧线圈的线束具有第二水平宽度D2，即，在次级侧线圈层2中，排列的导线构成次级侧线圈的线束，次级侧线圈层2中的每个长矩形代表一匝导线的横截面，排列的导线构成的次级侧线圈的线束具有第二水平宽度D2；以及屏蔽层3，位于初级侧线圈层1与次级侧线圈层2之间，屏蔽层3中形成有导体，并且屏蔽层中的导体具有第三水平宽度D3，即，屏蔽层3中的每个长矩形代表导体的横截面，具有第三水平宽度D3，其中，初级侧线圈层1与相邻的屏蔽层3之间具有间距L1，次级侧线圈层2与相邻的屏蔽层3之间具有间距L2，其中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1和次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2中的至少一个小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3。

需要说明的是，仅仅是为便于说明，这里假设在图5中所示的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如初级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都至少缩进去一个预定值δ，然而次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2大于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如次级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都可以突出一个任意值d。

需要说明的是，仅仅是为便于说明，在图5中假定有两个初级侧线圈层1，并且在每一个初级侧线圈层1中，由排列的6匝导线构成初级侧线圈的线束，初级侧线圈层1中的每个小矩形代表一匝导线的横截面，排列的6匝导线构成的初级侧线圈的线束具有第一水平宽度D1，实际中初级侧线圈层1的匝数和层数可根据需要而定。

同时需要说明的是，仅仅是为便于说明，在图5中假定有两个次级侧线圈层2，分别位于最上层和最下层，并且在每一个次级侧线圈层2中，由1匝导线圈构成初级侧线圈的线束，次级侧线圈层2中的每个长矩形代表一匝导线的横截面，1匝导线构成的次级侧线圈的线束具有第二水平宽度D2，实际中次级侧线圈层1的匝数和层数可根据需要而定。

作为一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，预定值δ的数值不小于PCB制造误差，也就是说，上述初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1和次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2中的至少一个比屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3至少小2δ，即不小于PCB制造误差的两倍。也即，上述第三水平宽度D3与上述第一水平宽度D1的差值及上述第三水平宽度D3与上述第二水平宽度D2的差值中的至少一个差值不小于预定值的两倍。

作为一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，任意值d和预定值δ都不小于PCB制造误差，也就是说，上述初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1比屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3至少小2δ，次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2比屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3至少大2δ，即不小于PCB制造误差的两倍。

作为另一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，预定值δ的数值不小于0.15mm。也就是说，上述初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1和次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2中的至少一个比屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3至少小2δ，即小0.3mm。

作为另一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，任意值d和预定值δ的数值都不小于0.15mm。也就是说，上述初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1比屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3至少小2δ，即小0.3mm。次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2比屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3至少大2δ，即大0.3mm。

作为其它实施例，在本申请的PCB平面变压器中，任意值d和预定值δ的数值也可以根据实际工程的需要来选择，可为大于0的任何值。这样即使在压合PCB平面变压器的各层时某一绕组因偏移而突出屏蔽层，也能达到缩小各变压器产品之间分布电容的差值的效果。

作为一个实施例，如图5中所示，在本申请的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束、次级侧线圈的线束和屏蔽层3中的导体这三者尽量彼此居中对齐。然而，按照本申请的PCB平面变压器的技术方案，即使在压合误差最大的情况下，也能够保证成品PCB平面变压器的次级侧与屏蔽层之间相重合的面积以及初级侧和屏蔽层之间相重合的面积分别和设计重合面积相等，从而减小了压合误差所引起的初、次级侧之间总的分布电容的误差。也就是说，虽然由于存在压合误差，根据本申请的技术方案最终生产出来的PCB平面变压器的各层之间的位置不能确保正好使初级侧线圈的线束、次级侧线圈的线束和屏蔽层3中的导体这三者恰好彼此居中对齐，也能够保证成品PCB平面变压器的次级侧与屏蔽层之间相重合的面积以及初级侧和屏蔽层之间相重合的面积分别和设计重合面积相等。

图6是示意性说明根据本申请的另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图。图6与图5的不同在于，在图6中所示的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1大于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如初级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都可以突出一个任意值d，然而次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如次级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都至少缩进去一个预定值δ。

图7是示意性说明根据本申请的又另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图。图7与图5的不同在于，在图7中所示的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如初级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都至少缩进去一个预定值δ，而且，次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2也小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如次级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边也都至少缩进去一个预定值δ。

图6和图7中任意值d和预定值δ的取值范围和图5相同，在此不再描述。

作为另一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束或次级侧线圈的线束中的小于第三水平宽度D3的线束在屏蔽层3上的投影不超出屏蔽层3中的导体。也即，如图5至图7所示，初级侧线圈的线束或次级侧线圈的线束中的小于第三水平宽度D3的线束在屏蔽层3上的投影落在屏蔽层3中的导体上。

作为另一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束与次级侧线圈的线束彼此不直接面对。如图5所示，初级侧线圈的线束1完全被屏蔽层3遮挡。如图6所示，次级侧线圈层的线束2完全被屏蔽层3遮挡。如图7所示，初级侧线圈的线束1和次级侧线圈层的线束2都完全被屏蔽层3遮挡。也即初级侧线圈的线束与次级侧线圈的线束彼此不直接面对。

在本申请的PCB平面变压器中，初级侧线圈层1和次级侧线圈层2都可以为单层。但作为另一个实施例，多层初级侧线圈层1和次级侧线圈层2中的至少一个超过一层，即初级侧线圈层1和次级侧线圈层2都可以为多层。

作为另一个实施例，在本申请的PCB平面变压器中，次级侧线圈层2为两层，并分别位于初级侧线圈层1的上方和下方，屏蔽层3为两层，并分别位于初级侧线圈层1与次级侧线圈层2之间，图5至图7中所示的PCB平面变压器正是这种情况。

图8A是示意性说明根据本申请的另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图。图8A与图5的不同在于，在图8A中所示的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1基本等于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，然而次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如次级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都至少缩进去一个预定值δ。

图8B是示意性说明相应于图8A的技术方案的一个PCB平面变压器的效果图。如图8B中所示，上下两层的次级侧线圈层2的次级侧线圈由于压合误差都偏向了一侧。

图8C是示意性说明相应于图8A的技术方案的另一个PCB平面变压器的效果图。如图8C中所示，上下两层的次级侧线圈层2的次级侧线圈由于压合误差而分别偏向了不同的一侧。

图8D是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图。如图8D中所示，上层的次级侧线圈层2的次级侧线圈由于压合误差而偏向了一侧。

图8E是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图。如图8E中所示，初级侧线圈层1的初级侧线圈由于压合误差而偏向了一侧。

图8F是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图；如图8F中所示，不但上下两层的次级侧线圈层2的次级侧线圈由于压合误差都偏向了一侧，而且初级侧线圈层1的初级侧线圈由于压合误差也向一侧突出了宽度m。

图8G是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图。如图8G中所示，不但上下两层的次级侧线圈层2的次级侧线圈由于压合误差而分别偏向了不同的一侧，而且初级侧线圈层1的初级侧线圈由于压合误差也向一侧突出了宽度m。

图8H是示意性说明相应于图8A的技术方案的又另一个PCB平面变压器的效果图。如图8H中所示，不但上层的次级侧线圈层2的次级侧线圈由于压合误差而偏向了一侧，而且初级侧线圈层1的初级侧线圈由于压合误差也向一侧突出了宽度m。

可以看到，虽然由于存在压合误差，根据如图8A-图8H所示的本申请的PCB平面变压器产品的各层之间的位置不能确保正好使初级侧线圈的线束、次级侧线圈的线束和屏蔽层3中的导体这三者恰好彼此居中对齐，也能够减小成品PCB平面变压器的次级侧与屏蔽层之间相重合的面积以及初级侧和屏蔽层之间相重合的面积分别和设计重合面积之间的偏差，进而达到缩小PCB平面变压器初、次级侧分布电容的误差的效果。

另外，除了如图8A-图8H所示的本申请的PCB平面变压器产品的各层之间的位置关系之外，本领域普通技术人员也可以根据本申请的技术方案得到各层之间具有其它各种位置关系的PCB平面变压器产品。

图9是示意性说明根据本申请的又另一个实施例的PCB平面变压器的剖面图。图9与图5的不同在于，在图9中所示的PCB平面变压器中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1小于屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3，例如初级侧线圈的线束两边比屏蔽层3中的导体的两边都至少缩进去一个预定值δ，然而次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2与屏蔽层3中的导体的第三水平宽度D3基本相同。

与图8A类似，相应于图5、6、7、9所示的技术方案可以得到与图8A-图8H类似的多种带有压合偏差的PCB平面变压器产品(为避免重复而省略其具体描述)。

在本申请的PCB平面变压器中，预定值δ的数值也可以根据实际工程的需要来选择，可为大于0的任何值。这样即使在压合PCB平面变压器的各层时某一绕组因偏移而突出屏蔽层，也能达到缩小各变压器产品之间分布电容的差值的效果，如图8E-8H所示。而如图5、6、7、8A-8D的产品几乎可以完全避免因压合偏差而引起的分布电容偏差的问题。也就是说，本申请的PCB平面变压器使得即使在压合误差最大的情况下，也能够保证成品PCB平面变压器的次级侧与屏蔽层之间相重合的面积以及初级侧和屏蔽层之间相重合的面积分别和设计重合面积相等，从而减小了压合误差所引起的初、次级侧之间总的分布电容的误差。

相应于本申请的PCB平面变压器，作为本申请的另一个方面，本申请还提供了一种使用这种PCB平面变压器的变换器。

图10是示意性说明根据本申请的一个实施例的变换器的框图。如图10中所示，根据本申请的一个实施例的变换器包括：如上结合图5至图9所描述的本申请的PCB平面变压器100，包括：初级侧线圈层10，其中形成有初级侧线圈，并且构成所述初级侧线圈的线束具有第一水平宽度D1；次级侧线圈层20，其中形成有次级侧线圈，并且构成所述次级侧线圈的线束具有第二水平宽度D2；以及屏蔽层30，位于初级侧线圈层10与次级侧线圈层20之间，屏蔽层30中形成有导体，并且屏蔽层30中的导体具有第三水平宽度D3，其中，初级侧线圈的线束的第一水平宽度D1和次级侧线圈的线束的第二水平宽度D2中的至少一个小于屏蔽层30中的导体的第三水平宽度D3；输入电路200，耦接到PCB平面变压器100的初级侧线圈的两端，以便为PCB平面变压器100的初级侧线圈提供输入电压；以及输出电路200，耦接到PCB平面变压器100的次级侧线圈的两端，以便对PCB平面变压器100的次级侧线圈的两端的输出电压进行变换以提供能量给变换器的负载。

作为另一个实施例，图10中所示的变换器为反激变换器。图11是示意性说明根据本申请的一个实施例的反激变换器的框图。如图11中所示，根据本申请的一个实施例的反激变换器包括：如图10中所示的PCB平面变压器100，其中的黑点表示同名端；输入电路200，包括输入电源滤波电容Cin和开关元件S，其连接关系如图11中所示，用于将输入直流电压Vi变换为提供给PCB平面变压器100的初级侧线圈的输入电压Vin；以及输出电路300，包括二极管D和输出电源滤波电容Cout，其连接关系如图11中所示，用于对PCB平面变压器100的次级侧线圈两端的输出电压Vout进行变换以提供能量，即提供直流电压Vo给变换器的负载。输入电路200和输出电路300可采用本领域公知的各种电路来实现，因此不再赘述。

按照本申请的变换器的技术方案，由于其中所使用的PCB平面变压器个体之间的初、次级侧之间的分布电容差异较小，所以变换器个体间的EMI性能差异较小，从而改善了量产开关电源产品的EMI性能的一致性。

虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，这里所用的术语是说明性和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等同范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (22)

1.一种PCB平面变压器，包括：

初级侧线圈层，其中形成有初级侧线圈，并且构成所述初级侧线圈的线束具有第一水平宽度；

次级侧线圈层，其中形成有次级侧线圈，并且构成所述次级侧线圈的线束具有第二水平宽度；以及

屏蔽层，位于所述初级侧线圈层与所述次级侧线圈层之间，所述屏蔽层中形成有导体，并且所述屏蔽层中的导体具有第三水平宽度，

其中，所述初级侧线圈的线束的第一水平宽度和所述次级侧线圈的线束的第二水平宽度中的至少一个小于所述屏蔽层中的导体的第三水平宽度。

2.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述初级侧线圈的线束或所述次级侧线圈的线束中的小于所述第三水平宽度的线束在所述屏蔽层上的投影不超出所述屏蔽层中的导体。

3.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述初级侧线圈的线束与所述次级侧线圈的线束彼此不直接面对。

4.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述第一水平宽度小于所述第三水平宽度，且所述第二水平宽度大于或等于所述第三水平宽度。

5.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述第二水平宽度小于所述第三水平宽度，且所述第一水平宽度大于或等于所述第三水平宽度。

6.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述第一水平宽度和所述第二水平宽度都小于所述第三水平宽度。

7.根据权利要求1-6中任何一个所述的PCB平面变压器，其中所述第三水平宽度与所述第一水平宽度的差值及所述第三水平宽度与所述第二水平宽度的差值中的至少一个差值不小于预定值的两倍。

8.根据权利要求7所述的PCB平面变压器，其中所述预定值不小于PCB制造误差。

9.根据权利要求8所述的PCB平面变压器，其中所述预定值不小于0.15mm。

10.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述初级侧线圈的线束、所述次级侧线圈的线束和所述屏蔽层中的导体彼此居中对齐。

11.根据权利要求1所述的PCB平面变压器，其中所述初级侧线圈层和所述次级侧线圈层中的至少一个超过一层。

12.根据权利要求11所述的PCB平面变压器，其中所述次级侧线圈层为两层，并分别位于所述初级侧线圈层的上方和下方，所述屏蔽层为两层，并分别位于所述初级侧线圈层与所述次级侧线圈层之间。

13.一种变换器，包括：

PCB平面变压器，包括：

初级侧线圈层，其中形成有初级侧线圈，并且构成所述初级侧线圈的线束具有第一水平宽度；

次级侧线圈层，其中形成有次级侧线圈，并且构成所述次级侧线圈的线束具有第二水平宽度；以及

屏蔽层，位于所述初级侧线圈层与所述次级侧线圈层之间，所述屏蔽层中形成有导体，并且所述屏蔽层中的导体具有第三水平宽度，

其中，所述初级侧线圈的线束的第一水平宽度和所述次级侧线圈的线束的第二水平宽度中的至少一个小于所述屏蔽层中的导体的第三水平宽度；

输入电路，耦接到所述PCB平面变压器的所述初级侧线圈的两端，用以提供输入电压；以及

输出电路，耦接到所述PCB平面变压器的所述次级侧线圈的两端，用以对所述PCB平面变压器的所述次级侧线圈的两端的输出电压进行变换。

14.根据权利要求13所述的变换器，其中所述初级侧线圈的线束或所述次级侧线圈的线束中的小于所述第三水平宽度的线束在所述屏蔽层上的投影不超出所述屏蔽层中的导体。

15.根据权利要求13所述的变换器，其中所述初级侧线圈的线束与所述次级侧线圈的线束彼此不直接面对。

16.根据权利要求13所述的变换器，其中所述第一水平宽度小于所述第三水平宽度，且所述第二水平宽度大于或等于所述第三水平宽度。

17.根据权利要求13所述的变换器，其中所述第二水平宽度小于所述第三水平宽度，且所述第一水平宽度大于或等于所述第三水平宽度。

18.根据权利要求13所述的变换器，其中所述第一水平宽度和所述第二水平宽度都小于所述第三水平宽度。

19.根据权利要求13-18中任何一个所述的变换器，其中所述第三水平宽度与所述第一水平宽度的差值及所述第三水平宽度与所述第二水平宽度的差值中的至少一个差值不小于预定值的两倍。

20.根据权利要求19所述的变换器，其中所述预定值不小于PCB制造误差。

21.根据权利要求13所述的变换器，其中所述初级侧线圈的线束、所述次级侧线圈的线束和所述屏蔽层中的导体彼此居中对齐。

22.根据权利要求13所述的变换器，其中所述变换器为反激变换器。