CN1059231A - 用于离线开关电源的小剖面平板变压器 - Google Patents

Abstract

一种具有独特的绕组架结构和最小的其他部件 的小剖面平板变压器。把除了芯体部件之外的其他 全部部件直接叠放在一个夹心状层压体中，再用两个 适当形状的铁氧体芯体包住该层压体，从而装配成变 压器。围绕该层压体装上两个E形铁氧体芯体，其 “E”的中间臂穿过层压体中部的孔，使第二平板部件 的绕组电流与第一和第三平板部件的绕组形成磁耦 合。

Description

本发明涉及高频变压器的设计，特别是涉及小剖面平板型或印刷电路板型的变压器，该变压器能满足AC电源的变压器绝缘标准，例如在离线开关电源中的绝缘标准。

由于开关电源相对于其线性对应物的紧凑尺寸，长期以来一直受到产品设计人员的重视。然而，直到1980年代后半期，开关电源（如转换开关）才成为许多电子设备设计中所选择的电源。它的普及主要是由于转换开关的有效性，尽管比相同功率额定值的线性结构略贵一点，这种开关具有更紧凑的结构，较轻的重量及同等的可靠性。

实现高可靠性和紧凑的开关结构的关键是高频开关晶体管的有效性，该晶体管能承受出现在AC电源上的高压暂态。随着FET和其他类型的能可靠地运行在AC电源环境中的高速开关晶体管的发展，以小型变压器为基础设计的离线型开关电源成为现实。因此，在传统的线性电源中需要的50和60Hz大铁芯变压器由尺寸和重量大大缩小的高频变压器所替代。结果，今日的开关电源比以往的线性结构尺寸小，重量轻，并且更有效。

然而，随着电子产品小型化的紧迫要求，对于更小和更轻的电源的需要是无止境的。这种需求转化成对较小的变压器的需求，因为既使是在今日的开关电源中，变压器仍是最大，最重的部件。

在兆赫兹频率上的小型变压器是完全可以实现的，这一点很容易理解。然而离线开关中的变压器必须运行在AC电源条件下，这意味着任何这种变压器的设计必须满足严格的隔离要求。因为隔离主要是导线，绕组，绕组层和接线之间的分隔和绝缘问题，这种隔离的要求显然不利于尺寸的小型化。折衷的方案是有效的质量控制，检查以及成本问题。

设计小型、高频变压器的最有前途的技术之一是小剖面平板型或印刷电路板型（如PCB）变压器。在此类变压器中，把绕组封闭在一个磁性外壳中，使处在一个平面上的图样为螺线形的初级绕组与处在另一分开的平面上的不同螺线形图样的次级绕组相耦合。典型的磁性外壳由铁氧体，Sumarium或其他合成材料制成，它被制成一筒型芯，R-M型芯，E型芯，I型芯等等，但只要是易于安装在绕组周围并能有效地限定绕组周围区域的磁场，它也可以是几乎任何形状。

平面图样的使用对高频变压器来说比传统的绕在线圈架上的绕组是一个重要的进步。然而，有关绕组间绝缘的国际安全标准对采用这种结构技术来实现离线开关变压器的小型化形成了阻碍。在本发明之前，绝缘要求所需的绕组距离仅能通过使用厚线圈架形成的强力和很多层绝缘垫片来实现。由于需要相对较大的磁性元件来补偿初级和次级绕组间的不良耦合，仍不能制成有效力的变压器。其结果是，在小型、轻便及有效的结构方面无法满足国际安全要求，使得小剖面平板变压器不能应用于消费产品和AC电源。

小剖面平板变压器已被有限地用于军用产品，其中绝缘的要求较低，以及用于DC-DC开关，其中的输入是一个低DC电压而不是AC电源。然而，对平板变压器的真正的挑战还要看它能否被允许用于消费者需要的离线开关。但是，为了获得这种应用的许可，它必须满足特殊的绝缘要求。世界各国的安全鉴定机构都有这种要求，这些机构决定如何检查所有消费产品的实际安全性，并根据他们公布的安全规格来批准或拒绝电气和机械产品。

几乎所有国家都有其自己的安全机构;但是最有影响和普遍性的最重要的国际机构是美国的温特瓦尔特斯（Unterwriters）实验室，德国的V.D.E.以及加拿大的C.S.A。对于运行在110VAC和220VAC条件下的电力变压器来说，上述U.L，V.D.E和C.S.A对变压器设计人员提出的标准为：（A）.初级绕组与SELV绕组（安全超低压绕组）间的绝缘厚度必须是下述两种绝缘体之一，即厚度至少为2mm（0.080″），或每层至少为1mm（0.040″）厚的（以三层为例）三层绝缘;（B）.低压次级绕组与AC线或中性线之间的“漏电”及“间隙”至少为6mm（0.240″）;以及（C）.芯体与线或中性线之间的“漏电”及“间隙”至少为2mm（0.080″）。对导体之间，导体与端子之间，接地及不接地导体部件之间，元件与元件引线之间的“漏电”和“间隙”进行试验。“漏电”被定义为两个导体部件之间或一个导体部件与设备的接地面之间沿着绝缘表面所测量到的最短路径。“间隙”是两个导体之间测量到的最小空间距离。如果有一个障碍物插在中间，则围绕该障碍物测量距离，或者，如果该障碍物包括两个或更多不胶接的片，则通过一个接合点或围绕该障碍物测量距离，至少如此。

在把小剖面并且高效率的PC板（如小剖面板）型变压器用于离线开关的时候，要满足上述要求是有困难的。

因此，本发明的目的是提供一种小剖面的变压器结构，以及容易满足上述对商品化离线开关的使用所提出的绝缘要求的物理结构概念。

本发明的进一步目的是提供一种造价便宜的小剖面平板变压器，它具有小的体积和重量，并且其漏电和间隙数值容易满足上述VDE标准。

本发明的另一目的是提供一种用于平板变压器的绕组架结构，在为初级和次级绕组提供必要的漏电和间隙的条件下把绕组固定在一个最小剖面的外壳中。

本发明的再一个目的是提供一种高频变压器，它可以用在必须与AC电源绝缘的消费产品中。

本发明的更进一步的目的是提供一种变压器，它是使离线开关的成本-效果适合消费者需要的基础。

本发明还有一个目的，就是提供一种造价便宜的高频变压器。

这些目的和其他目的是通过一个具有独特的绕组架结构以及最小的其他部件的小剖面平板变压器来实现的。把除了铁芯之外的其他全部部件直接叠放在一个夹心状层压体中，再用两个适当形状的铁氧体芯体包住该层压体，从而装配成变压器。

在优选实施例中，层压体由下列层构成，依次排列为：（a）第一薄介电垫片;（b）一个含有第一绕组的第一平板部件;（c）两个薄介电绝缘体;（d）一个第一尼龙绕组架部件;（e），一个含有第二绕组的第二平板部件;（f）一个第三薄介电绝缘体;（g）一个含有第三绕组架部件的第三平板部件;（h）一个第二尼龙绕组架部件;（i）两个薄介电绝缘体;（j）一个包含第四绕组的第四平板部件，以及（k）一个第七薄介绝缘体。围绕该层压体装上两个E形铁氧体芯体，其“E”的中间臂穿过层压体中部的孔，使第二平板绕组中的电流与第一和第三平板部件中的绕组形成磁耦合。

使用装在一个盘形绕组架内部的平板绕组来代替围着一个缝隙式绕组架绕线的传统变压器，使整体装配具有小剖面，并且适合低成本大批量的生产。结构的简化使这种变压器非常易于手工或机械装配。此外，在装配变压器时，上述结构保证了变压器能满足上述安全机构的绝缘要求。更特别的是，绕组架部件的结构保证了变压器符合绝缘要求。

实际上，是沿着每个绕组架部件表面上从其顶面到底面的路径使得变压器满足了漏电和间隙的要求。每个绕架组部件包括一个有中心窗口的扁平面（例如，平板部件），在平板部件的每个表面上，有一个隔层围绕着设有绕组的区域延伸。隔层还从平板部件的顶面和底面围绕着中心窗口扩展。该隔层形成一个盘状结构，起到一个漏电和间隙的路径延伸器的作用，并且几乎不影响变压器的剖面。

因此，本发明的变压器造价便宜，具有一个小的剖面，并且（以适当的尺寸）满足了电气绝缘的国际安全标准。

为了使本发明得到充分的理解，以下通过实例并结合相应的附图来描述：

图1是按照本发明的变压器组件最佳实施例的部件分解图;

图2A是顶面图;图2B是正面图，以及图2C是图1中装配好的变压器的侧面图;

图3A和3B分别是用于变压器组件的第一绕组架部件的顶部和底部的立体图;

图4A和4B分别是第一绕组架部件（绕组架A）的顶部和底部的平面图;图4C是前视图，图4D为左视图，图4E是沿着图4A中线B-B的侧剖视图，以及图4F是沿图4A中线A-A的剖视图;

图5A和5B分别是图1，2A和2B所示的第二绕组架部件的顶部和底部立体图;

图6A和6B是第二绕组部件的顶部和底部平面图。图6C是前视图，图6D为左视图，图6E是沿图6A中线B-B的侧剖视图，以及图6F是沿图6A中线A-A的剖视图;

图7是装配在一起的两个绕组架（绕组架A和绕组架B）的立体视图;

图8A是装配在一起的绕组架A和绕组架B的侧截面图，沿着图4A中的线B-B和图6中的线B-B;

图8B是装配在一起的绕组架A和绕组架B的截面图，沿着图4A中的线A-A和图6A中的线A-A;

图9是包括变压器绕组的PC板的顶部平面图，该绕组用作图1中变压器的部分次级绕组;

图10是包括用作部分初级绕组的变压器绕组的另一块PC板的顶部平面图;

图11是用于变压器中的一个介电绝缘体的顶部平面图;

图12是半个变压器E形磁芯的立体图;

图13是表示以电子部件的一般布置为例来测量“漏电”和“间隙”的端部视图;

图14是图8视图放大后的再现，特别用来表示本发明变压器的漏电和间隙测量。

图1到图12表示一个按照本发明的PCB变压器的典型实施例，并且表示出了构成元件和选定的尺寸。然而，任何一个本领域的专业人员都懂得，很多尺寸和形状都取决于变压器的低频截止特性和其他设计参数，标示的尺寸是用于运行在100K-1MHz之间，功率为100至250W的变压器。

图1描绘最佳实施例的部件分解图。变压器的元件是：一个第一薄介电绝缘体1a;一个第一平板部件（可以是PC板，未明确示出），它包含一个第一平板绕组10;第二和第三薄介电绝缘体1b和1C装在绕组10下面;一个第一绝缘绕组架部件20;一个含有第二平板绕组30a的第二平板部件（可以包括一块PC板，未明确示出）;一个第四薄介电绝缘体1d;一个含有第四平板绕组30b的第三平板部件（也可以包括一块PC板，未明确示出）;一个第二绝缘绕组架部件40;第五和第六薄介电绝缘体1e和1f;一个含有第四平板绕组50的第四平板部件（仍可能是一块PC板，未明确示出）;一个第七薄介电绝缘体1g;以及两个E形铁氧体芯体部件70a和70b。

图2A-2C提供了图1所示变压器全部装配好以后的顶部，前部和侧面视图。

参照图3A和3B，第一绕组架部件20（有时称为“绕组架A”）的顶部和底部分别以立体视图来表示。在图3B中，绕组架部件相对于图3A的位置被翻转过来。绕组架部件20的整体形状为矩形，并具有盘状边23和24，它们与顶部平面21和底部平面22都是垂直的。绕组架部件20的中间还有一个矩形孔25，孔25全部由位于顶面和底面上的壁26和27环绕。如图所示，壁26和27与绕组架部件的顶面和底面上的盘状边23和24都是平行的。当然，这种结构仅是一种示例，其他结构也有可能满足第一绕组架部件的要求。

图4A-4D提供了第一绕组架部件20的顶部，底部，正面及左侧的平面图。图4E和4F为横截面图。

参见图5A和5B，分别以立体图表示第二绕组架部件40（还称为“绕组架B”）的顶部和底部（相对于图5A中的位置，图5B中的绕组架部件是翻转的）。绕组架部件40的整体形状为矩形，并具有盘状边43和44，它们垂直于顶部平面41和底部平面42，绕组架部件40的中间也有一个矩形孔45，孔45全部由位于顶面和底面上的壁46和47环绕。如图所示，壁46和47与绕组架部件的顶面和底面上的盘状边43和44都是平行的。如果第一绕组架部件采用不同的结构，第二绕组架也应做相应的变更。

绕组架部件20和40是相似的，但不必完全相同。围绕绕组架部件40上孔45的0.100″高、0.020″厚的上垂壁46被加工成能紧密装入绕组架部件20上高为0.100″、厚为0.020″的下垂壁27内侧的尺寸。

绕组架部件最好是压模成形的，但也可以是由机加工成形的。尽管可以使用各种绝缘材料，但尼龙是最好的。

图6A-6D提供了第二绕组架部件40的顶部、底部，正面和左侧视图。图6E和6F是绕组架40的截面图。

图7是表示两个绕组架部件如何紧密装配在一起的立体图。绕组架部件的“底面”是相互面对的。

图8A和8B分别表示装配在一起的两个绕组架部件的正向截面图和左侧截面图。

图9表示分别设在第一平板部件11和第四平板部件51上的第一平板绕组10和第四平板绕组50。在本实施例中，每个平板部件（11和51包含半个次级绕组的导体图形（例如绕组10和50。把绕组10和50串联连接，构成次级绕组。当然，在本实施例中绕组10和50是相同的，但它们通常也可以是不同的。平板绕组10和50分别装设在绕组架20和40的周界内，与平板部件11和51的任何一个边沿的距离均为0.030″。

图10表示平板部件30a和30b，以及31a和31b的顶部图。平板部件30a和30b的尺寸和形状被制成能装入绕组架部件20的“盘”内空间的尺寸。平板部件30a和30b可以具有能运载变压器电流的螺旋形导体图形，或其他导线图形。在本实施例中，绕组31a和31b串联连接，形成变压器中的一个连续的初级绕组。绕组31a和31b的螺旋图形运载该变压器的AC电源电流。该图形具有足够的容量来承受这一电流，并且该图形位于点划线33a和33b所界定的区域内，因此，导体图形与绕组架20和40的周界内的平板部件（例如PCB衬底）的任何一个边沿的距离均不会小于0.020″。

图11表示薄绝缘垫片1a，1b，1c及1d，1e，1f和1g。它们可以由0.005″±0.001″的介电材料（例如聚脂薄膜或Polyemide）冲成，因此其厚度为0.004″或稍厚一点。这七个垫片1a，1b，1c，1d，1e，1f和1g通常具有同样的外形尺寸和与部件11，30a，30b及51相同的中心孔图形。一个垫片装在平板部件11的顶面上，另一个装在平板部件51的顶面上，用于使平板部件11和51与铁芯绝缘，同时其他垫片被用于顺利地满足初级绕组与SELV绕组绝缘的三层规格。

图12是表示用在本实施例中的两个同样的“E”形铁氧体芯体部件70a和70b其中之一的立体图。中间的凸起部分为0.250″宽，每端的凸起部分为0.125″宽。芯体部件的三个凸起部分（71，72，和73）的长度从顶面算起为0.250″，使芯体70a和70b以它们的相互接触的E形凸起部分围绕着组件的绕组架部件，平板元件和垫片紧密地配合，两个芯体部件可以粘合在一起。

为了充分地理解上述部件层迭装配的独特性和重要性，重要的是要知道安全机构是如何测量导体与导体间的绝缘性能的，以及在测量电力变压器时所采用的最小距离。

有两个重要的尺寸被用来确定导体之间的电气绝缘，它们是“漏电”和“间隙”。如上所述，“漏电”被定义为两个导体部件之间，或沿着绝绕表面测得的一个导体部件与设备的接地面之间的最短路径。特别应注意到漏电是沿着两个导体之间的绝缘表面来测量的。图13定义了两种不同情况下的路径91和92，漏电测量是沿着这些路径进行的。“间隙”是一种导体与导体分离的相似的测量，但它是通过空间沿着导体间的最短路径测量的。“间隙”是通过空间测得的两个导体部件之间的最短距离，如路径94。如果在中间插入一个障碍物（例如90），该空间则是绕着障碍物测量的，如路径95。如果导体间的障碍物包括两个或多个不连接的片，则通过连接缝或绕着该障碍物测量空间，至少总是如此。

在一台变压器中，“漏电”和“间隙”是在所有导体之间，导体与端子之间，接地或不接地导体部件之间，以及元件与元件引线之间进行测量的。

在针对离线变压器的V.D.E，UL，和C.S.A标准中，对电力变压器在最坏情况下的安全要求是：（A）初级绕组至SELV绕组（安全超低压绕组）的绝缘厚度必须是一个至少为2mm（0.080″）厚的绝缘体，或是每层厚度至少为0.1mm（0.004″）的三层绝缘（以三层为例）;（B）次级绕组与导线或中线之间的“漏电”和“间隙”至少必须有6mm（0.240″）;（C）芯体与导线或中线之间的“漏电”和“间隙”至少必须为2mm（0.080″）。

为了理解本发明的变压器结构是如何在保持小剖面的同时满足上述规格的，现在回过头来看看组件本身。

再参见图1，可以看出变压器可以按以下的典型步骤装配：首先，把平板部件（PM）31a（它载有绕组30a，但为了避免不必要的困惑，此处未明确示出）装在绕组架部件20的底侧22上。围绕着绕组架20的内孔25的凸缘27使该PM板定位并夹在该位置上。接下来，把一个薄介电绝缘体1d盖在PM31a的上面，再把PM31b（载有绕组30b，但为了避免不必要的困惑，同样没有明确示出）装在其顶上。用绕组架部件40盖住PCB31b安放在绕组架20上面，使绕组架部件40的孔45和凸缘47紧密地装入绕组架部件20的孔25和凸缘27。

此时，绕组30a和30b被夹在绕组架部件20和40之间，这些绕组的连接点32a和32b（例如焊点）从紧密装配的绕组架左端凸出来（见图1）。接着，把两个介电绝缘体1c和1b装在绕组架部件20的顶上，再把PM11（含有绕组10）装在由绕组架部件20的盘体21的顶部形成的夹层的外表面上。接下来，把两个介电绝缘体装在绕组架部件40的外表面上，再把PM51（含有绕组50）装在由绕组架部件40的盘体41的顶部构成的夹层的外表面上。分别把垫片1a和1g盖在PM板11和51上，形成该夹层结构的两个新外层。PM板11和51具有绕组10和50的连接点12和52（例如焊点），它们从绕组架盘体的右端伸出（见图1）。此时用两个E形铁氧体芯体部件70a和70b包住整个夹层结构，使它们的中间凸缘紧紧装入PM-绕组架夹层结构的中孔（26，46）中。这种芯体-PM-一绕组架的夹层结构可以压装在一起，或者，为了抗损害的目的，可以在芯体部件的吻合面上涂上一种普通的工业粘合剂，并在粘合剂凝固时施加压力。把绕组10和50的适当的焊点焊在一起，使次级绕组的两半连成一个连续的绕组。或者把焊点焊成使绕组10与绕组50相并联。把绕组31a和31b的适当的焊点也焊在一起，使初级绕组的两半串联连接。按照需要还可以增加其他绕组（装在同样的PM板上，或其他PM板上）和垫片。

这里已经描述了变压器的装配，很明显，装配所需的工作是很少的。此外，对本领域的技术人员来说，如果需要，装配程序显然可以自动地进行。

上述典型的小剖面变压器的高度大约为0.500″。

在本文前面所述的，任何变压器都必须满足的三个临界规格的概要在消费者应用中是有效的。

第一种规格要求初级绕组与SELV绕组间的绝缘在单层时为0.080″，或每层至少为0.004″的三层绝缘。在PM11的底侧与PM31a的顶侧之间，图14中表示出了两个各为0.005″±0.001″的绝缘体（例如垫片），以及0.020″至0.025″的绕组架A，由此遵守了三层绝缘的要求。第二种规格要求初级绕组与次级绕组之间的漏电和间隙至少为0.240″，上述关于图13的讨论表示出了漏电和间隙通常是如何测量的。参见图14来看本实施例中的漏电和间隙，通路101表示初级与次级间通过中心孔的漏电和间隙，在这个变压器中，该路径是最坏情况下（例如，最小的）的漏电和间隙。漏电和间隙路径101起始于点A，该点是PM31b上蚀刻线的最外层范围，在本实施例中该点被制做成与PM板边沿的距离不小于0.030″。路径101在壁27下面走过，通到点B，壁27厚度为0.020″。假设从一个指定起始点（在本例中，该点是PM31b上蚀刻线的外沿）沿着该路径到达某一点的路径X的长度为“LEN（X）”-，并设沿着该路径从A点到B点的长度为“AB”。使用这种标记时，在B点处的LEN（71）＝0.030″+0.020″＝0.050″。现在，漏电和间隙路径101通过壁27与47之间到达C点。在C点，LEN（101）＝0.050″+0.100″＝0.150″。该路径继续由C到D，因此又增加了0.020″，然后到达E点。在E点，路径长度为LEN（101）＝0.030″+0.020″+0.100″+0.020″+0.070″。从E到F增加0.045″，从F到G又加了0.030″。因此，

LEN（101）＝AB+BC+CD+DE+EF+FG

＝0.050+0.100″+0.020″+0.070″

+0.045″+0.020″

＝0.305″

该距离大于第二种规格所要求的0.240″。

第三种规格要求芯体与初级（导线或中线）之间的漏电和间隙至少为0.080″。路径100与路径101一样从A点到E点。这一路径表明从芯体到PM30a上的初级绕组之间的最小漏电和间隙路径。因此：

LEN（100）＝LEN（101-EF-FG）

＝0.305″-0.045″-0.020″

＝0.230″

因此，路径100大于0.080″。变压器满足了上述三个要求。

此外，最终的封装可以容易地满足所有绝缘要求，但仍是一个剖面很小，并且非常紧凑的变压器。从而，本发明展示出了一种制造小剖面平板变压器的优良方式，它可以容易并廉价地制造，并且成功地用在运行于兆赫兹频率上的离线开关电源中，做为一个线路变压器。

对任何在该技术领域中有经验的人来讲，显而易见的是，虽然在此只提出了一个实施例，在不脱离本发明的构思的条件下可以做出许多变形。一种变形是把初级和次级绕组的位置互换（这可能需要附加的或较厚的绝缘衬垫）。另一种变形可以是把两个次级绕组做成独立的次级绕组。还有一种变形可以是省去位于PM11和PM51的每一侧的分开的绝缘体。再一个变形是在遵守三层绝缘规格的条件下改变每个腔体内绝缘体的数目。其他的方案有，采用不固定在衬底上的一种导体金属片冲压成形的金属部件，而不用PC板来构成任何一个或全部绕组10，30a，30b和50。另一种替换可以是采用圆形或椭圆形或其他形状的绕组架部件，配上类似外形的PM板，绕组以及垫片，而不用矩形的元件。还有一种替换方式是仅使用两个PM和两个绕组架部件。此外，该变压器也可以制成具有多于两个绕组架部件的多腔体型结构。借助于E形芯体，I形芯体，R形芯体，筒形芯体和前述的芯体构成的磁性元件的不同组合，还可以对本发明做出许多变更。在特定地用于制造高压变压器，或是制造不一定需要满足UL/VDE/CSA标准的隔离变压器的情况下，也可以有其他变形。本发明并非由所示的实施例来限定，而是仅由下述权利要求及它们的等价物来限定。

Claims (10)

1、一种变压器组件，其特征是：

a.绝缘材料的第一和第二绕组架部件，每个上述绕组架部件具有一对相对的平表面，该表面限定了其中的一个中心窗口，至少一个上述绕组架部件具有一个凸壁从每个表面伸出并环绕上述窗口；

b.与绕组架部件的一个第一表面相邻布置的一个第一平板导电绕组；

c.与绕组架部件的一个第二表面相邻布置的一个第二平板导电绕组；

d.第一和第二芯体部件；

e.第一绕组与第一芯体部件之间的绝缘装置；以及

f.第一和第二芯体部件限定了穿过中心窗口的磁路径，并耦合第一和第二绕组。

2、一种变压器组件，其特征是：

a.绝缘材料的第一和第二绕组架部件，每个上述绕组架部件具有一对相对的平表面，该表面限定了其中的一个中心窗口，以及一个凸壁从每个表面伸出并环绕上述窗口;

b.与绕组架部件的一个第一表面相邻布置的一个第一平板导电绕组;

c.与绕组架部件的一个第二表面相邻布置的一个第二平板导电绕组;

d.第一和第二芯体部件;

e.第一绕组与第一芯体部件之间的绝缘装置垫片;

f.第二绕组与第二芯体部件之间的绝缘装置;

g.在每个绕组与绕组架部件之间至少有一个绝缘垫片;以及

h.第一和第二芯体部件限定穿过中心窗口的磁路径，并耦合第一和第二绕组。

3、根据权利要求2的变压器，其特征是，导电绕组，绕组架部件以及绝缘装置被定为如下尺寸：

（1）从第一绕组至第二绕组的绝缘至少有三层，每层厚度至少为0.004″。

（2）第一和第二绕组之间的漏电和间隙至少为0.240″;以及

（3）芯体部件与初级绕组之间的漏电和间隙至少为0.080″;第一和第二绕组中用作连接a.c.电源的那个绕组为初级绕组。

4、一种变压器组件，其特征是：

a.绝缘材料的第一和第二绕组部件，它们相互本质上平行地布置，并留有间隔，其中第一绕组架部件具有一个伸向第二绕组架部件的凸壁，并且第二绕组架部件具有一个伸向第一绕组架部件的凸壁，从而由上述凸壁在第一和第二绕组架部件之间的空间内围起一个容积;

b.在围起的容积外侧的第一和第二绕组架部件之间的空间内布置一个第一平板导电绕组;

c.在每个绕组架部件的不面对另一绕组架部件的表面上相邻布置一个第二平板导电绕组;

d.第一和第二芯体部件;

e.在上述每个第一和第二绕组以及第一和第二芯体部件之间的绝缘装置;以及

f.第一和第二芯体部件限定了围绕第一和第二绕组架部件的一条磁路径，并且用磁场作用把第一平板导电绕组耦合到第二平板导电绕组。

5、一种变压器组件，其特征是：

a.绝缘材料的第一和第二绕组架部件，每个上述绕组架部件具有一对相对的平表面，该表面限定了其中的一个中心窗口，以及一个凸壁从每个表面伸出并环绕上述窗口;

b.与绕组架部件的一个第一表面相邻布置的一个第一平板导电绕组;

c.与绕组架部件的一个第二表面相邻布置的一个第二平板导电绕组;

d.第一和第二芯体部件;

e.第一绕组与第一芯体部件之间的绝缘装置垫片;

f.第二绕组与第二芯体部件之间的绝缘装置;

g.在每个绕组和绕组架部件之间至少有一个绝缘垫片;以及

h.第一和第二芯体部件限定穿过中心窗口的磁路径，并耦合第一和第二绕组。

i.上述导电绕组，绕组架部件以及绝缘装置被定为如下尺寸：

（1）从第一绕组到第二绕组的绝缘至少有三层，每层厚度至少为0.004″，或者是厚度至少为0.080″的一层绝缘，

（2）第一和第二绕组之间的漏电和间隙至少有0.240″，以及

（3）芯体部件与初级绕组之间的漏电和间隙至少有0.080″，第一和第二绕组中用于连接AC电源的那个绕组为初级绕组。

6、根据权利要求4或5的变压器组件，其特征是第一和第二绕组架部件是用一种绝缘材料压制而成的。

7、根据权利要求4或5的一种变压器组件，其特征是第一和第二平板导电绕组中的至少一个绕组是一条印刷电路板上的图形。

8、根据权利要求4或5的一种变压器组件，其特征是第一和第二平板导电绕组中的至少一个绕组是由不固定在一个衬底上的导电金属片构成的。

9、根据权利要求4或5的一种变压器组件，其特征是第一和第二芯体部件中的至少一个是相同的。

10、一种变压器组件，其特征是：

a.绝缘材料的第一和第二绕组架部件，它们相互本质上平行地布置，并留有间隔，其中第一绕组架部件具有一个伸向第二绕组架部件的凸壁，并围起一个窗口，并且第二绕组架部件具有一个伸向第一绕组架的凸壁，也围起一个窗口，两个部件中的窗口具有本质上相同的尺寸和形状，并且两个部件的凸壁啮合布置;

b.一个第一平板导电绕组布置在上述两个绕组架部件之间，并且不在上述窗口之内;

c.一个第二平板导电绕组与每个绕组架部件的一个表面相邻布置，但不是布置在上述绕组架部件之间，并且也不在上述窗口之内;

d.第一和第二芯体部件;

e.在第一和第二平板导电绕组之间及第一和第二芯体部件之间的绝缘装置;以及

f.第一和第二芯体部件限定了穿过上述窗口的一条磁路径，并且耦合第一和第二平板导电绕组。

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