CN109712792A - 平衡-不平衡变压器 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种平衡‑不平衡变压器。平衡‑不平衡(换衡器)变压器可以包括在基底上的两个金属层、在第一绕组路径之后的第一绕组以及在第二绕组路径之后的第二绕组,其中每个绕组形成在两个金属层中的一个或多个中。绕组路径可以包括绕组段,每个绕组段围绕换衡器变压器的中心轴设置,其中连接器连接相邻的绕组段,使得绕组路径在绕组的端部之间是连续的。第二绕组路径可以与第一绕组路径交织,但是独立于第一绕组路径,以形成基本对称的所得的图案。第二绕组可以包括多个(n个)子绕组,其中n>1,使得第二绕组的绕组段的所得数量比第一绕组的绕组段的所得数量大n倍。
Description
技术领域
本公开涉及电子技术领域。更具体的,本公开涉及一种平衡-不平衡(balun)变压器。
背景技术
通常,变压器包括将电能从一个电路传输到另一个电路(或多个电路)以增加(即“递升”)或减小(即“递降”)电压的电子装置。能量的传递可以通过电磁互感实现,即,通过初级导体的时变电流产生通过二次导体的时变磁通量。由于法拉第感应定律,变化的磁通量会在二次导体中产生电动势,该电动势产生电流。二次导体中的电压通常由二次导体的绕组数量相对于初级导体中的绕组数量的比率乘以初级导体的电压来提供-其中该比率通常被称为“匝数比”。通常,如果次级与初级的匝数比大于1,则结果是递升变压器,并且如果次级与初级的匝数比小于1,则结果是递降变压器。
平衡-不平衡变压器,在本领域和本文中也称为“换衡器(balun)”变压器,是用于使不平衡线路与平衡负载匹配的装置。普通类型的换衡器变压器是一种磁通耦合换衡器变压器,它是通过绕磁芯缠绕两根单独的导线并将一次绕组的一侧接地而形成的。这会在初级侧产生不平衡状态,在次级侧产生平衡状态。另外,次级侧可以具有相对于初级侧的任意匝数比(即,匝数比为n:1),从而产生阻抗比。磁通耦合换衡器变压器将在次级中产生初级的电压的n倍的交流电(AC)电压,而电流将比初级的电流小n倍,从而得到输出阻抗n2,其中n是次级匝数与初级匝数的比率。
因此,换衡器变压器可用于改变多个阶段之间的阻抗水平,同时维持差分电路的阶段之间的直流(DC)隔离。换衡器变压器也可以或替代地用于发射器,其中它们可以在本地振荡器与平衡升频器的射频(RF)和中频(IF)部分之间提供信号隔离,或者耦合推挽功率放大器的输出级。换衡器变压器的其他应用可以包括鉴别器、相位检测器、天线馈电器等。
如上所述,变压器的电感器,比如换衡器变压器,可以缠绕在磁芯上,从而直接影响初级电感与次级电感器之间的互感,并且因此影响变压器的性能。换衡器变压器可以通过将初级和二次绕组放置在基底的金属层(例如,砷化镓基底)内来形成,例如,可以通过在基底中放置平面金属迹线来形成绕组。可能有利的是,提供具有尽可能少的金属层的基本对称的换衡器变压器,因为这可以降低制造复杂性、尺寸和成本。此外,高度的电对称性可以帮助维持电路隔离,并且提供改进的宽带频率响应。然而,某些几何形状会产生大量的绕组间电容,这会限制装置的工作带宽。另外,换衡器变压器中的中心抽头通常设置在不期望的位置,导致不对称的几何形状、增加金属层或由于高电阻引起的额外的直流(DC)电压损失。仍然需要改进的换衡器变压器。
发明内容
根据本公开的一个方面,提供了一种一种平衡-不平衡变压器,包括:第一金属层和第二金属层,彼此共面地设置在基底上;第一绕组路径,形成在第一端和第二端之间,第一绕组路径包括:多个第一绕组段,多个第一绕组段中的每一个围绕平衡-不平衡变压器的中心轴设置;以及多个第一连接器,其中多个第一连接器中的每一个连接相邻的第一绕组段,使得第一绕组路径在第一端与第二端之间连续;第二绕组路径,形成在第三端与第四端之间,第二绕组路径至少部分地与第一绕组路径交织,但独立于第一绕组路径,第二绕组路径包括:多个第二绕组段,多个第二绕组段中的每一个绕中心轴设置;以及多个第二连接器,其中多个第二连接器中的每一个连接相邻的第二绕组段,使得第二绕组路径在第三端与第四端之间连续,并且其中第一绕组路径和第二绕组路径形成相对于与中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案;第一绕组,形成在第一金属层和第二金属层中的一个或多个中,第一绕组遵循第一绕组路径;以及第二绕组,形成在第一金属层和第二金属层中的一个或多个中,第二绕组遵循第二绕组路径,第二绕组包括n个子绕组,其中n>1使得第二绕组的第二绕组段的所得数量比第一绕组的第一绕组段的所得数量大n倍。
根据本公开的又一方面,提供了一种制造平衡-不平衡变压器的方法,包括:使第一绕组路径和第二绕组路径交织,以形成相对于与平衡-不平衡变压器的中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案,第一绕组路径和第二绕组路径各自在其端部之间连续,第一绕组路径和第二绕组路径中的每一个包括围绕中心轴设置的多个绕组段以及绕组段之间的搭接线,通过使用连接器形成搭接线,连接器桥接平衡-不平衡变压器的两个导电层,以保持两个导电层之间的第一绕组路径和第二绕组路径的分离;将第二绕组路径分成n个子路径,其中n>1使得第二绕组路径的绕组段的所得数量比第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍,并且其中第二绕组路径的端部连接到多个子路径的最外侧的子路径;将与最外侧子路径相邻的一个或多个子路径的端部彼此连接,使得第二绕组路径在第二绕组路径的端部之间保持连续路径。
根据本公开的又另一方面,提供了一种制造平衡-不平衡变压器的方法,包括:围绕中心轴基本上彼此同心地布置多个形状;去除多个侧上的所述形状中的每一个的中间部分;连接相邻形状的中间部分端部以形成在第一端与第二端之间连续的第一绕组路径,所述第一绕组路径被设置在最外侧形状的第一侧,所述第一绕组路径从最外侧的形状横穿到最内侧的形状并且返回,其中当从所述第一端部沿第一方向横穿时:沿着所述第一方向到达的每个中间部分端部连接到相邻形状上的相对的中间部分端部,直到到达最内侧形状;在最内侧的形状的中间部分形成连接;并且当在所述连接横跨最内侧形状的中间部分之后继续沿第一方向横穿时,沿着所述第一方向到达的每个中间部分端部连接到相邻形状上的相对的中间部分端部,直到到达最外侧形状,从而通向所述第二端部;连接相邻形状的中间部分端部以形成在最外侧的形状的与第一侧相对的第二侧上的第三端与第四端之间连续的第二绕组路径,所述第二绕组路径从最外侧的形状横穿到最内侧的形状并且返回,其中所述第二绕组路径与所述第一绕组路径对称;将所述第二绕组路径分成n个子路径,其中n>1,使得所述第二绕组路径的绕组段的所得数量比所述第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍;并且连接与所述第二侧上的最外侧的形状状相邻的一个或多个子路径的端部,使得所述第二绕组路径在所述第三端与所述第四端之间保持连续。
附图说明
附图提供了视觉表示,这些视觉表示将用于更全面地描述各种代表性实施例,并且本领域技术人员可以使用这些视觉表示来更好地理解所公开的代表性实施例及其固有优点。附图未必按比例绘制,而是将重点放在说明本文所述的装置、系统和方法的原理上。在这些附图中,相同的附图标记可以表示相应的元件。
图1-3示出了换衡器变压器。
图4示出了根据代表性实施例的换衡器变压器。
图5-12示出了根据代表性实施例的制造换衡器变压器的方法的各个阶段。
图13示出了根据代表性实施例的换衡器变压器,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的一次绕组。
图14示出了根据代表性实施例的换衡器变压器,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的二次绕组。
图15示出了根据代表性实施例的换衡器变压器。
图16示出了根据代表性实施例的换衡器变压器,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的一次绕组。
图17示出了根据代表性实施例的换衡器变压器,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的二次绕组。
图18示出了根据代表性实施例的具有锥形绕组的换衡器变压器。
图19示出了根据代表性实施例的换衡器变压器的俯视图。
图20示出了根据代表性实施例的换衡器变压器的透视图。
图21是根据代表性实施例的制造换衡器变压器的方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述的各种方法、系统、设备和装置大体提供用于平衡-不平衡(换衡器)变压器。
虽然本发明可以有许多不同形式的实施例,附图中示出并且将在本文中详细描述具体实施例,应理解本公开内容将被视为本发明原理的示例,并非旨在将本发明限制于所示和所述的特定实施例。在下面的描述中,相同的附图标记可用于描述附图的若干视图中的相同、相似或对应的部分。
在本文中,比如第一和第二、顶部和底部等的关系术语可以仅用于使一个实体或动作与另一个实体或动作区分开,而不必要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”、“有”、“具有”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含,使得包括元件列表的过程、方法、物品或设备不仅包括那些元件,而是可以包括未明确列出的或者这些过程、方法、物品或设备固有的其他元件。在没有更多约束的情况下,前面带有“包括......”的元件不排除在包括该元件的过程、方法、物品或设备中存在另外的相同元件。
在本文档中引用“一个实施例”、“某些实施例”、“实施例”、“实施方式”、“方面”或类似术语意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书中出现这些短语或在各个地方未必都指同一实施例。此外,特定特征、结构或特性可以在没有限制的情况下在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
如本文所用的术语“或”应解释为包含或意指任何一种或任何组合。因此,“A、B或C”表示“以下任何一项:A;B;C;A和B;A和C;B和C;A、B和C。”仅当元件、函数、步骤或动作的组合以某种方式固有地相互排斥时,才会出现该定义的例外。此外,除非另有说明或从上下文中清楚,否则语法连词旨在表达连接的从句、句子、单词等的任何和所有反意连接和连接组合。因此,术语“或”通常应理解为表示“和/或”等。
本文提及的所有文献均通过援引的方式全部并入本文。除非另有明确说明或从文本中清楚,否则对单数项的引用应理解为包括复数形式的项,反之亦然。
除非另有说明,否则本文中对数值范围的表述不是限制性的,而是单独地指代落入该范围内的任何和所有值,并且在这样的范围内的每个单独的值被并入本说明书中,如同在本文中单独叙述一样。当伴随数值时,词语“约”、“大约”等应被解释为表示本领域普通技术人员理解的偏差,以为了预期目的而令人满意地操作。值和/或数值的范围在本文中仅作为示例提供,并且不构成对所描述的实施例的范围的限制。本文提供的任何和所有示例或示例性语言(“例如”、“比如”等)的使用仅旨在更好地说明实施例,而不是对实施例的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为表示对于实施例的实践是必不可少的任何未要求保护的元件。
为了说明的简单和清楚,可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。阐述了许多细节以提供对本文所述实施例的理解。可以在没有这些细节的情况下实践实施例。在其他情况下,没有详细描述众所周知的方法、过程和组件以避免模糊所描述的实施例。该描述不应被视为限于本文描述的实施例的范围。
在以下描述中,可以理解的是,比如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“上”、“下”、“上方”、“下方”等的术语是出于方便而是用的词,并且不得被解释为限制性术语。此外,术语设备和装置在本文中可以互换使用。
通常,本文描述的装置、系统和方法可以被配置用于并且可以包括换衡器变压器。如本文所述,换衡器变压器可以包括将平衡线(具有两个导体的平衡线,在相反方向上具有相等电流,比如双绞线电缆)接合到不平衡线(只有一根导线和一根接地线的不平衡线,比如同轴电缆)的装置。因此,换衡器变压器可以用于将不平衡信号转换为平衡信号,反之亦然,其中换衡器可以隔离传输线并提供平衡输出。
图1-3示出了换衡器变压器,该换衡器变压器作为示例提供。具体地,图1示出了具有基本对称的配置的第一换衡器变压器100,二次绕组120与一次绕组110的1:1匝数比以及中心抽头130。第一换衡器变压器100可以包括在基底104内基本上彼此共面形成的三个不同的金属层:第一金属层101(即,大部分绕组设置在其中),第二金属层102(即,绕组利用第二金属层102使得它们在搭接线140中保持分离),第三金属层103(即,中心抽头130与绕组交叉,同时保持与其分开)。一次绕组110和二次绕组120可以基本上设置在第一金属层101中(例如,其可以是基底104上的顶部金属层)。在一次绕组110和二次绕组120在绕组段之间横穿时形成搭接线140(自身或彼此)的情况下,通孔142可用于桥接第一金属层101和第二金属层102,使得绕组段之间的连接器在搭接线140内保持彼此分离。例如,在位置150中,二次绕组120与其自身形成搭接线140,其中第一连接器145使用通孔142从第一金属层101横穿到第二金属层102(例如,第二金属层可以是基底104上的中间金属层),使得第一连接器145设置在第二连接器146下方,从而将二次绕组120维持为其两端之间的连续导电路径(即,二次端122;一次端121也被示出为具有形成在两者之间的连续导电路径)。换言之,连接器用于桥接绕组段,而通孔142用于桥接金属层,但两者在搭接线140中彼此结合使用以保持相交的绕组之间的分离。
如图所示,中心抽头130被设置在第三金属层103中(该第三金属层可以是基底104上的底部金属层),使得它与一次绕组110和二次绕组120隔离,直到它使用通孔142连接到二次绕组120。虽然第一换衡器变压器100可以具有基本对称的配置,但是所示的几何形状要求存在用于中心抽头130的额外的金属层,这对于制造可能是不利的。
图2示出了具有大体不对称形状的第二变压器200,其中输入/输出端口202被设置成彼此靠近,并且其中绕组以所谓的“双线”布局形式形成。图3示出了具有大体对称形状的第三变压器300,其中输入/输出端口302彼此隔离,并且其中绕组也以双线布局形式形成。第二变压器200和第三变压器300均包括1:1的匝数比,其中,如果移除二次绕组,则一次绕组将是简单的螺旋电感器。因此,二次绕组仅与一次绕组交织以最大化耦合。然而,在图2和3中所示的两个变压器中,确定精确的中心抽头点可能是困难的,并且在没有精确的中心抽头点的情况下,变压器的隔离和共模抑制比性能可能受到损害。此外,应当理解,图2和3中所示的变压器都没有照原样实施换衡器变压器,只有变压器,其中两个结构都可以通过引入中心抽头点而制成换衡器变压器。然而,如果这样做,图2的第二变压器200仍然基本上是不对称的,因此相对较低性能(因为它将具有比本文所述的实施例更差的隔离)。图3的第三变压器300类似地具有设置在不方便位置的中心抽头,因此由于比本文所述的实施例更差的隔离,使得结构不对称并且具有更低的性能。
应当理解,本领域中存在其他类型的换衡器变压器,并且图1-3中的表示仅作为示例提供,而不是限制。无论如何,本领域中的各种换衡器变压器通常缺乏可以由本文所述的换衡器变压器提供的某些优点。
图4示出了根据代表性实施例的换衡器变压器400。图4中所示的换衡器变压器400可以包括形成所得的图案403的第一绕组410(第一绕组可以是换衡器变压器400的一次绕组或一次导体)和第二绕组420(二次绕组可以是换衡器变压器400的二次绕组或二次导体),所得的图案相对于与中心轴406相交的轴405基本对称,绕组环绕该中心轴。在某些实施方式中,换衡器变压器400仅包括形成在基底404中的两个金属层(例如,第一金属层401和第二金属层402)(例如,第一金属层401和第二金属层彼此共面地设置在基底404上)。通常,第一绕组410可以遵循第一绕组路径,第二绕组420可以遵循第二绕组路径,其中第二绕组路径至少部分地与第一绕组路径交织,但独立于第一绕组路径,并且绕组路径形成所得的图案403,所得的图案可以如上所述基本对称。可以理解,“基本对称”应包括图案完全对称、“接近”对称或半对称的情况,例如,不包括任何缺陷等的图案,图案在没有这些缺陷等的情况下将是对称的,或者由绕组路径形成的整体图案在一个或多个轴(比如图中所示的轴405)上基本上彼此相似。
图中所示的换衡器变压器400包括2:1的匝数比,但是其他比率当然是可行的。换衡器变压器400可以与匝数比无关地保持所得的图案403,因为如本文所述,第二绕组420可以包括遵循第二绕组路径的多个子绕组428,使得第二绕组420包括比第一绕组410更多的绕组段。
第一绕组410可以沿着第一绕组路径形成在第一金属层401和第二金属层402中的一个或多个中,第二绕组420可以沿第二绕组路径形成在第一金属层401和第二金属层402中的一个或多个中。因此,第一绕组410通常遵循第一绕组路径,第二绕组420通常遵循第二绕组路径。换言之,绕组路径是绕组遵循以形成换衡器变压器400的所得的图案403的路径/图案。并且,换言之,第一绕组410和第二绕组420根据它们在换衡器变压器400的金属层内的相应绕组路径来形成。因此可以理解,本文中对第一绕组路径和第二绕组路径的指代通常也可以分别包括第一绕组410和第二绕组420,即,因为绕组沿着这些路径设置。第一绕组路径和第二绕组路径中的每一个可以缠绕到内部,然后缠绕到所得的图案403的外部。
第一绕组路径可以形成在第一端411和第二端412之间。第一端411和第二端412可以形成第一绕组410的端部,其中第一绕组410在它们之间是连续的。第一绕组路径可以包括多个第一绕组段414,每个第一绕组段414围绕换衡器变压器400的中心轴406设置。第一绕组路径还可以包括多个第一连接器416,其中多个第一连接器416中的每一个连接相邻的第一绕组段414,使得第一绕组路径在第一端411和第二端412之间连续,同时从外部缠绕到内部(和后部)。
第二绕组路径可以形成在第三端421和第四端422之间。第三端421和第四端422可以形成第二绕组420的端部,其中第二绕组在它们之间是连续的。如上所述,第二绕组路径可以至少部分地与第一绕组路径交织,但是独立于第一绕组路径。第一绕组路径和第二绕组路径可以形成所得的图案403,该所得的图案相对于与中心轴406相交的轴405基本对称。第二绕组路径可以包括多个第二绕组段424,每个第二绕组段424围绕换衡器变压器400的中心轴406设置。第二绕组路径还可以包括多个第二连接器426,其中多个第二连接器426中的每一个连接相邻的第二绕组段424,使得第二绕组路径在第三端421和第四端422之间连续,同时从外部缠绕到内部(和后部)。
如上所述,第一绕组410可以沿着第一绕组路径形成在第一金属层401和第二金属层402中的一个或多个中,第二绕组420可以沿第二绕组路径形成在第一金属层401和第二金属层402中的一个或多个中。此外,第二绕组420可包括多个(n个)子绕组428,其中n>1使得第二绕组420的第二绕组段424的所得数量比第一绕组410的第一绕组段414的所得数量大n倍。例如,如图所示,n可以等于2,使得换衡器变压器400具有2:1的匝数比。在某些实施方式中,n是偶数。在其他实施方式中,n可以是奇数。在某些实施方式中,n是第一绕组段414的所得数量的倍数。例如,对于每个第一绕组段414可以存在两个子绕组428(如图中所示)。对于每个第一绕组段414,可以反而存在四个子绕组428。对于每个第一绕组段414,可以反而存在八个或十六个子绕组428。如本领域技术人员将理解的,其他倍数也是可行的或可替代的。
换衡器变压器400可以进一步包括形成在第一金属层401或第二金属层402中的一个中的中心抽头430。以这种方式,换衡器变压器400可以仅包括两个金属层,这可以有利于简化制造并降低换衡器变压器400的成本。如图所示,中心抽头430可以连接到第二绕组段424a,该第二绕组段与最外侧的第二绕组段424b相邻。通过使用这种设计,中心抽头430可以从所得的图案403的外部行进以连接到第二绕组420,而不必穿过第一绕组410。因此,在某些实施方式中,与最外侧的第二绕组段424b相邻的一个或多个第二绕组段424a沿着换衡器变压器400的至少一侧缺少第二连接器426,使得第二绕组420在第三端421和第四端422之间形成连续的导电路径。
第一绕组410和第二绕组420可以包括搭接线440,例如,其中第一绕组410和第二绕组420彼此交织,其中第一绕组410与其自身交织,或者第二绕组420与其自身交织。然而,如上所述,在一种实施方式中,换衡器变压器400可以仅包括两个金属层。为此,多个第一连接器416和第二连接器426中的每一个可以与不同金属层中的第一连接器416或第二连接器426中的另一个交叉,使得连接器在这种搭接线440中保持分离。通孔442可以用于提供这种搭接线440。因此,换衡器变压器400可以进一步包括连接到第一绕组410和第二绕组420中的一个或多个的一个或多个通孔442,其中通孔442在金属层之间形成桥接,使得当形成搭接线440时,第一连接器416和第二连接器426中的一个或多个设置在不同的金属层中。以这种方式,并且由于所得到的图案403,换衡器变压器400可以仅包括两个金属层。
在某些实施方式中,第一绕组410和第二绕组420中的每一个的大部分形成在第一金属层401中。因此,至少百分之五十的连接器(第一连接器416和第二连接器426)可以形成在第二金属层402中。换言之,第一绕组410和第二绕组420中的一个或多个可以仅在形成搭接线440时离开第一金属层401(使用通孔442)以横穿到第二金属层402。
如图所示,第一端411和第二端412可以连接到最外侧的第一绕组段414b,并且第三端421和第四端422可以连接到最外侧的第二绕组段424b。第一端411和第二端412可以与第三端421和第四端422相对设置。
如图所示,所得的图案的整体形状可以是大致多边形。因此,第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以具有大致多边形的形状。例如,第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以是基本上矩形的,或者基本上是正方形的,如图中所示。相反,第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以是大致三角形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等。此外,第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以具有如图中所示的倒角或斜角,或者第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以具有圆角。另外,或者替代地,第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以是圆形的。例如,第一绕组段414和第二绕组段424中的一个或多个可以是大致圆形、椭圆形、长圆形等。其他几何形状也是可行的或替代的。
在某些实施方式中,第一绕组410和第二绕组420中的一个或多个可以包括沿其长度的横截面直径的变化。例如,第一绕组410和第二绕组420中的一个或多个可以沿其长度逐渐变细。
应当理解,换衡器变压器400可以根据装置的目的由多种材料制成。举例来说,第一金属层401和第二金属层402中的一个或多个可以包含铜和铝中的至少一种,基底404可以包括硅、砷化镓、氮化镓、陶瓷材料和有机材料中的至少一种。
还应该理解,尽管上面将第一绕组410描述为装置的实施例的一次绕组,但是第一绕组410可以反而表示二次绕组。因此,在实施方式中,第二绕组420是一次绕组,第一绕组410是变压器中的二次绕组。
本文描述的变压器,例如图4中所示的换衡器变压器400,可以包括优于其他变压器的某些优点,例如图1-3中所示的换衡器变压器。例如,换衡器变压器400可以通过仅使用两个金属层来构造,这提供了改进的可制造性,例如在制造成本和复杂性方面。另外,中心抽头430可以在与绕组之一(即图中所示的第二绕组420)相同的一侧(例如,二次绕组)接近。这可以不使中心抽头430与绕组从上交叉或从下交叉,从而允许仅使用两个金属层。另外,这可以为某些DC馈电器提供优势,特别是在包括发射器或功率放大器的实施例中。另外,如本文所述的变压器可以提供所需的匝数比,例如2:1,如图4所示。本文描述的变压器也可以提供相对紧凑的布局。此外,如本文所述的变压器可以提供平衡装置,该平衡装置可以产生改进的换衡器共模抑制比(CMRR),这对于使用装置进行接收和发送都是有益的。例如,在发射中,平衡可能对偶次谐波(例如,二次谐波)具有相对大的影响。
图5-12示出了根据代表性实施例的制造换衡器变压器的方法的各个阶段。举例来说,图5-12中阐述的方法可以用于制造与上面参考图4描述的换衡器变压器相同或相似的换衡器变压器。因此,图5-12中所示的方法可以包括形成绕组路径,该绕组路径产生基本对称的图案并且可以仅设置在基底的两个金属层中,其中一个绕组路径被分成多个子路径以便为换衡器变压器创建所需的匝数比。
图5示出了制造换衡器变压器的方法的第一阶段500,第一阶段可以包括围绕中心轴504基本上彼此同心地布置多个形状502。尽管形状502被示出为四边形,但是其他形状也是可行的或可替代的,包括其他多边形和圆形形状。图6示出了制造换衡器变压器的方法的第二阶段600,第二阶段可以包括去除如附图所示的形状502的多个侧(例如,每个侧)上的每个形状502的中间部分606。中间部分606的移除可在形状502上形成多个中间部分端部608。图7示出了制造换衡器变压器的方法的第三阶段700,第三阶段可以包括形成端部(例如,第一端711、第二端712、第三端713和第四端714),并且选择一次侧(第一侧721)和二次侧(第二侧722)。
图8示出了制造换衡器变压器的方法的第四阶段800,第四阶段可以包括连接相邻形状的中间部分端部(例如,第一中间部分端部808a和第二中间部分端部808b)以形成在第一端711和第二端部712之间连续的第一绕组路径810,其中第一端711和第二端712设置在最外侧的形状816的第一侧721上。第一绕组路径810可以从最外侧的形状816横穿到最内侧的形状818(并且从最内侧的形状818返回到最外侧的形状816,如图9中所示)。因此,图9示出了制造换衡器变压器的方法的第五阶段900,第五阶段可以包括,一旦到达最内侧形状818,通过形成连接924而停留在相同的内环中,然后如每个中间部分端部608处的附图标记926所示缠绕到外部。
因此,图8中所示的第四阶段800和图9中所示的第五阶段900可以包括沿第一方向横穿,如图9中的箭头928所示。如箭头928所示,第一方向可以是顺时针方向。替代地,第一方向可以是逆时针方向。
当从第一端711沿第一方向移动时,以下每一项都可以为真:(i)沿第一方向到达的每个中间部分端部608连接到相邻形状上的相对的中间部分端部608,直到到达最内侧形状818;(ii)形成横跨最内侧形状818的中间部分的连接924;并且,当在连接924横跨最内侧形状818的中间部分之后继续沿第一方向横穿时,沿着第一方向到达的每个中间部分端部608连接到相邻形状上的相对的中间部分端部608,直到到达最外侧形状816,从而通向第二端部712。在实施方式中,如本文所解释的,中间部分端部608的多个连接可以横跨中间部分端部608的另一个连接,但是通过设置在换衡器变压器的不同导电层中而保持分离。
图10示出了制造换衡器变压器的方法的第六阶段1000,第六阶段可以包括对第二侧722重复上述阶段以在第三端713和第四端714之间形成连续路径,即第二绕组路径1020。因此,第六阶段1000可以包括连接相邻形状的中间部分端部608以形成第二绕组路径1020,该第二绕组路径在最外侧的形状816的第二侧722上的第三端713与第四端714之间连续(其中第二侧722与第一侧721相对)。第二绕组路径1020可以从最外侧的形状816横穿到最内侧的形状818并且返回。通过使用该方法,第二绕组路径1020可以与第一绕组路径810基本对称。如图10所示,在该阶段形成的图案1030可适用于具有1:1匝数比的换衡器变压器。
图11示出了制造换衡器变压器的方法的第七阶段1100,第七阶段可以包括将第二绕组路径1020分成多个(n个)子路径,其中n>1,使得第二绕组路径1020的第二绕组段1132的所得数量比第一绕组路径810的第一绕组段1131的所得数量大n倍。因此,对于期望的匝数比,第二绕组路径1020可以被解析为特定数量的子绕组。举例来说,图11示出了换衡器变压器,其中n等于2,即匝数比为2:1的换衡器变压器,但是其他比率也是可行的。在某些实施方式中,可以操纵一个或多个绕组的宽度。例如,一次绕组宽度可以是二次转弯宽度的两倍,这可以有助于最小化换衡器变压器中的间隔。
图12示出了制造换衡器变压器的方法的第八阶段1200,第八阶段可以包括与第二侧722上的最外侧的形状816相邻的一个或多个子路径1234的连接端,使得第二绕组路径1020在第三端713与第四端714之间保持连续。形成在与最外侧的形状816相邻的这种子路径1234上的连接1236可以用于连接到中心抽头。
图5-12中所示的方法还可以包括在基底上的两个金属层中形成绕组路径,并定位(address)金属以便不发生短路。
图13示出了根据代表性实施例的换衡器变压器1300,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的一次绕组。该图中所示的换衡器变压器1300可以与图4中所示的变压器相同或相似,但是为了便于参考,以粗体轮廓示出了一次绕组(即,图中所示的第一绕组1310)。因此,该图中所示的换衡器变压器1300包括2:1的匝数比。
图14示出了根据代表性实施例的换衡器变压器1400,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的二次绕组。该图中所示的换衡器变压器1400可以与图4和图13中所示的变压器相同或相似,但是为了便于参考,以粗体轮廓示出了二次绕组(即,图中所示的第二绕组1420)。应当理解,被示出为比二次绕组厚的一次绕组可以是为了表示-即,一次绕组和二次绕组可以是相同的厚度,或者二次绕组可以比一次绕组厚。然而,还应该理解,装置可以包括比图中所示的二次绕组厚的一次绕组。另外,绕组的厚度可以变化,例如在具有一个或多个锥形绕组的变压器中,如下面描述的图18所示。
图15示出了根据代表性实施例的换衡器变压器1500。该图中所示的换衡器变压器1500包括4:1的匝数比。换言之,换衡器变压器1500包括第一绕组1510和第二绕组1520,第一绕组具有围绕中心轴1506横穿的多个第一绕组段1514,第二绕组具有绕中心轴1506横穿的多个第二绕组段1524,其中第二绕组段1524的数量是第一绕组段1514的四倍。尽管存在多个第二绕组段1524,但是通过使用如本文所述的换衡器变压器1500的设计,第二绕组1520可以在一个连续的导电路径中从第三端1521到第四端1522被跟踪。另外,通过使用这里描述的技术,换衡器变压器1500维持对称设计,即使匝数比增加。应当理解,换衡器变压器1500仅作为示例示出,并且其他匝数比也是可行的或可替代的。
图16示出了根据代表性实施例的换衡器变压器1600,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的一次绕组。该图中所示的换衡器变压器1600可以与图15中所示的变压器相同或相似,但是为了便于参考,以粗体轮廓示出了一次绕组(即,图中所示的第一绕组1610)。因此,该图中所示的换衡器变压器1600可以包括4:1的匝数比。
图17示出了根据代表性实施例的换衡器变压器1700,该换衡器变压器具有以粗体轮廓示出的一次绕组。该图中所示的换衡器变压器1700可以与图15和图16中所示的变压器相同或相似,但是为了便于参考,以粗体轮廓示出了二次绕组(即,图中所示的第二绕组1720)。
图18示出了根据代表性实施例的具有锥形绕组的换衡器变压器1800。通常,锥形绕组可以包括绕组,其中当绕组向内朝向变压器的中心时,锥形绕组的宽度逐渐减小(或增加)。在该图中,换衡器变压器1800包括锥形的第一绕组1810以及也是锥形的第二绕组1820。然而,应该理解,只有一个绕组可以在装置中逐渐变细。另外,换衡器变压器1800将每个绕组显示为锥形,使得绕组沿换衡器变压器1800的外部较厚,并且沿换衡器变压器1800的内部较薄。然而,应该理解,绕组可以沿换衡器变压器1800的内部较厚,并且沿换衡器变压器1800的外部较薄。其他配置也是可行的或可替代的。
图19示出了根据代表性实施例的换衡器变压器1900的俯视图。该图中所示的换衡器变压器1900可以包括2:1的匝数比,其中每个绕组的大部分设置在第一金属层1901中。在该图中,设置在第二金属层1902中的第一连接器1916(即,沿第一绕组1910的连接器)和第二连接器1926(即,沿第二绕组1920的连接器)被示出为比同一搭接线1940中它们的对应连接器更暗。如本文所述,绕组可以通过使用通孔1942在金属层之间横穿。
图20示出了根据代表性实施例的换衡器变压器2000的透视图。该图中所示的换衡器变压器2000可以与图19中所示的变压器相同或相似,但是这里以三维透视图示出,使得可以清楚地看到设置在第二金属层2002中的连接器2016。该图还清楚地示出了每个绕组的大部分布置在第一金属层2001中。
图21是根据代表性实施例的制造换衡器变压器的方法的流程图。通常,方法2100可以包括形成产生对称图案的绕组路径,然后将第二绕组路径分成子路径,如下面进一步详细说明的。
如框2102所示,方法2100可以包括交织第一绕组路径和第二绕组路径以形成相对于与换衡器变压器的中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案,其中第一绕组路径和第二绕组路径各自在其端部之间连续。第一绕组路径和第二绕组路径中的每一个可以包括围绕中心轴设置的多个绕组段以及绕组段之间的搭接线。可以通过使用桥接绕组段的连接器以及桥接换衡器变压器的两个导电层的通孔来形成搭接线,以保持第一绕组路径和两个导电层之间的第二绕组路径的分离。
如框2104所示,方法2100可以包括将第一绕组路径和第二绕组路径中的每一个缠绕到所得的图案的内部,然后将第一绕组路径和第二绕组路径中的每一个缠绕到所得的图案的外部。
如框2106所示,方法2100可以包括将第二绕组路径分成多个(n个)子路径,其中n>1,使得第二绕组路径的绕组段的所得数量比第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍。
如框2108所示,方法2100可以包括连接绕组路径的端部。具体地,第二绕组路径的端部可以连接到多个子路径的最外侧子路径。另外,第一绕组路径的端部可以连接到换衡器变压器的两个导电层之一中的第一绕组路径的最外侧绕组段。
如框2110所示,方法2100可以包括将与最外侧子路径相邻的一个或多个子路径的端部彼此连接,使得第二绕组路径在第二绕组路径的端部之间保持连续路径。
如框2112所示,方法2100可以包括通过换衡器变压器的两个导电层之一将中心抽头连接到与最外侧的子路径相邻的子路径。
如框2114所示,方法2100可以包括通过使用通孔来连接一个或多个连接器,该通孔桥接换衡器变压器的两个导电层。
如框2116所示,方法2100可以包括在换衡器变压器的第一金属层和第二金属层中的一个或多个中在第一绕组路径之后形成第一绕组,在换衡器变压器的第一金属层和第二金属层中的一个或多个中在第二绕组路径之后形成第二绕组,其中第一绕组和第二绕组中的每一个在换衡器变压器中形成独立的导电路径。
虽然本文描述的一些换衡器变压器是通过(i)布置绕组路径,(ii)将一个或多个绕组路径分成子绕组,(iii)在绕组路径之后的一个或多个金属层内形成导电绕组来设计的,但是其他技术也可以或替代地用于设计或形成换衡器变压器。例如,换衡器变压器可以包括完全在基底上的一个或多个金属层内以所描述的图案中形成绕组。以这种方式,换衡器变压器可以包括在基底上彼此共面地设置的第一金属层和第二金属层,以及形成在第一金属层和第二金属层中的一个或多个中的第一绕组和第二绕组。
第一绕组可以沿着其第一端和第二端之间的第一导电路径。第一绕组可以包括:多个第一绕组段,每个第一绕组段围绕换衡器变压器的中心轴设置;以及多个第一连接器,其中多个第一连接器中的每一个连接相邻的第一绕组段,使得第一导电路径在第一端和第二端之间是连续的。
如上所述,第二绕组可以形成在第一金属层和第二金属层中的一个或多个中,其中第二绕组沿着其第三端与第四端之间的第二导电路径。第二导电路径可以至少部分地与第一导电路径交织,但是独立于第一导电路径。第二绕组可以包括多个第二绕组段,每个第二绕组段围绕中心轴设置,其中多个第二绕组段的数量大于多个第一绕组段的数量。第二绕组还可以包括多个第二连接器,其中多个第二连接器中的每一个连接相邻的第二绕组段,使得第二导电路径在第三端和第四端之间是连续的。此外,第一导电路径和第二导电路径可以形成相对于与换衡器变压器的中心轴相交的轴基本对称的所得的图案。
换衡器变压器还可以包括设置在第一金属层或第二金属层之一中的中心抽头。中心抽头可以连接到第二绕组段,该第二绕组段与最外侧的第二绕组段相邻并且不包括沿换衡器变压器的至少一侧的连接器。
在某些实施方式中,换衡器变压器仅包括两个金属层——不多也不少。因此,换衡器变压器可以包括在基底上的金属层,这些金属层由在基底上彼此共面设置的第一金属层和第二金属层组成。
本文描述的换衡器变压器可用于本文所述或本领域已知的任何目的。例如,本文描述的换衡器变压器可以用于无线电设备等。
上述系统、装置、方法、过程等可以在适用于特定应用的这些系统、装置、方法、过程的硬件、软件或任何组合来实现。硬件可以包括通用计算机和/或专用计算设备。这包括连同内部和/或外部存储器在一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式微控制器、可编程数字信号处理器或其他可编程设备或处理电路中实现。这也可以或替代地包括一个或多个专用集成电路、可编程门阵列、可编程阵列逻辑组件或可以被配置为处理电子信号的任何其他的一个或多个装置。还应当理解,上述过程或装置的实现可以包括使用比如C等的结构化编程语言、比如C++等的面向对象编程语言或任何其他高级或低级编程语言(包括汇编语言,硬件描述语言,可以存储,编译或解释为在上述设备之一上运行的数据库编程语言和技术)创建的计算机可执行代码,这些计算机可执行代码可以被存储、编译或解释以在上述装置以及处理器、处理器体系结构或不同硬件和软件的组合的异构组合之一上运行。在另一实施方式中,这些方法可以在执行其步骤的系统中实施,并且可以以多种方式跨装置分布。同时,处理可以跨比如上述各种系统等的装置分布,或者所有功能可以集成到专用的独立装置或其他硬件中。在另一实施方式中,用于执行与上述过程相关联的步骤的装置可以包括上述任何硬件和/或软件。所有这些排列和组合都旨在落入本公开的范围内。
本文公开的实施例可以包括包含计算机可执行代码或计算机可用代码的计算机程序产品,该计算机可执行代码或计算机可用代码当在一个或多个计算设备上执行时执行其任何和/或所有步骤。代码可以以非暂时的方式存储在计算机存储器中,该计算机存储器可以是程序执行的存储器(比如与处理器相关联的随机存取存储器)或存储设备,比如磁盘驱动器、闪存存储器或任何其他光学、电磁、磁性、红外或其他设备或设备的组合。在另一实施方式中,上述任何系统和方法可以在承载计算机可执行代码和/或来自其的任何输入或输出的任何合适的传输或传播介质中实施。
应当理解,上述装置、系统和方法是作为示例而非限制来阐述的。在没有明确相反的指示的情况下,可以在不脱离本公开的范围的情况下修改、补充、省略和/或重新排序所公开的步骤。对于本领域普通技术人员来说,许多变化、增设、省略和其他修改是明显的。另外,上述说明书和附图中的方法步骤的顺序或表示并不旨在要求执行所述步骤的顺序,除非明确要求特定顺序或从上下文中清楚地明确。
本文描述的实施方式的方法步骤旨在包括使得执行这样的方法步骤的任何合适的方法,与所附权利要求的可专利性一致,除非明确地提供或者从上下文中清楚地明白不同的含义。因此,例如,执行X的步骤包括用于使比如远程用户、远程处理资源(例如,服务器或云计算机)或机器等的另一方执行X的步骤的任何合适的方法。类似地,执行步骤X、Y和Z可以包括指导或控制这些其他个人或资源的任何组合以执行步骤X、Y和Z以获得这些步骤的益处的任何方法。本文描述的实施方式的方法步骤旨在包括使得一个或多个其他主体或实体执行这些步骤的任何合适的方法,与所附权利要求的可专利性一致,除非明确地提供或者从上下文中清楚地明白不同的含义。这些主体或实体无需受任何其他主体或实体的指导或控制,也无需位于特定的管辖区内。
还应该理解,上述方法是作为示例提供的。在没有明确相反的指示的情况下,可以在不脱离本公开的范围的情况下修改、补充、省略和/或重新排序所公开的步骤。
应当理解,上述方法和系统是作为示例而非限制来阐述的。对于本领域普通技术人员来说,许多变化、增设、省略和其他修改是明显的。另外,上述说明书和附图中的方法步骤的顺序或表示并不旨在要求执行所述步骤的顺序,除非明确要求特定顺序或从上下文中清楚地明确。因此,虽然已经示出并描述了特定实施例,对于本领域技术人员明显的是,在不脱离本公开的范围的情况下,可以在形式和细节上进行各种改变和修改,并且这些改变和修改旨在形成由所附权利要求限定的本公开的一部分,这些都是法律允许的最广泛意义上的解释。
已经通过实例而非限制的方式呈现了已经在本文中详细描述的各种代表性实施例。本领域技术人员将理解,可以对所述实施例的形式和细节进行各种改变,从而得到保留在所附权利要求范围内的等同实施例。
因此,本公开的实施例和特征在以下编号条款中列出:
1.一种平衡-不平衡(换衡器)变压器,包括:第一金属层和第二金属层,彼此共面地设置在基底上;第一绕组路径,形成在第一端和第二端之间,所述第一绕组路径包括:多个第一绕组段,所述多个第一绕组段中的每一个围绕所述换衡器变压器的中心轴设置;以及多个第一连接器,其中多个第一连接器中的每一个连接相邻的第一绕组段,使得所述第一绕组路径在所述第一端与所述第二端之间连续;第二绕组路径,形成在第三端与第四端之间,所述第二绕组路径至少部分地与所述第一绕组路径交织,但独立于所述第一绕组路径,所述第二绕组路径包括:多个第二绕组段,所述多个第二绕组段中的每一个绕所述中心轴设置;以及多个第二连接器,其中所述多个第二连接器中的每一个连接相邻的第二绕组段,使得所述第二绕组路径在所述第三端与所述第四端之间连续,并且其中所述第一绕组路径和所述第二绕组路径形成相对于与所述中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案;第一绕组,形成在所述第一金属层和所述第二金属层中的一个或多个中,所述第一绕组遵循所述第一绕组路径;第二绕组,形成在所述第一金属层和所述第二金属层中的一个或多个中,所述第二绕组遵循所述第二绕组路径,所述第二绕组包括n个子绕组,其中n>1使得所述第二绕组的第二绕组段的所得数量比所述第一绕组的第一绕组段的所得数量大n倍。
2.根据条款1所述的换衡器变压器,进一步包括形成在所述第一金属层或所述第二金属层之一中的中心抽头。
3.根据条款2所述的换衡器变压器,其中所述中心抽头连接到与最外侧的第二绕组段相邻的第二绕组段。
4.根据条款1所述的换衡器变压器,其中与最外侧的第二绕组段相邻的一个或多个第二绕组段沿着所述换衡器变压器的至少一侧缺乏第二连接器,使得所述第二绕组形成在所述第三端与所述第四端之间连续的导电路径。
5.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一绕组路径和所述第二绕组路径中的每一个缠绕到所得图案的内部,然后缠绕到所得图案的外部。
6.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述多个第一连接器和第二连接器中的每一个与不同金属层中的第一连接器或第二连接器中的另一个交叉,使得连接器在这种搭接线中保持分离。
7.根据条款6所述的换衡器变压器,进一步包括连接到所述第一绕组和所述第二绕组中的一个或多个的通孔,所述通孔在金属层之间形成桥接,使得当所述连接器形成搭接线时,连接器被设置在不同的金属层中。
8.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述换衡器变压器包括不超过两个金属层。
9.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一绕组和所述第二绕组中的每一个的大部分形成在所述第一金属层中,并且其中至少百分之五十的连接器形成在所述第二金属层中。
10.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一绕组是一次导体,并且所述第二绕组是所述换衡器变压器中的二次导体。
11.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一端和所述第二端连接到最外侧的第一绕组段,并且其中所述第三端和所述第四端连接到最外侧的第二绕组段。
12.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一端和所述第二端与所述第三端和所述第四端相对设置。
13.根据条款1所述的换衡器变压器,其中n是偶数。
14.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一绕组段和所述第二绕组段中的一个或多个具有多边形形状。
15.根据条款1所述的换衡器变压器,其中所述第一绕组和所述第二绕组中的一个或多个是锥形的。
16.一种制造平衡-不平衡(换衡器)变压器的方法,包括:使第一绕组路径和第二绕组路径交织,以形成相对于与所述换衡器变压器的中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案,所述第一绕组路径和所述第二绕组路径各自在其端部之间连续,所述第一绕组路径和所述第二绕组路径中的每一个包括围绕所述中心轴设置的多个绕组段以及绕组段之间的搭接线,通过使用连接器形成所述搭接线,所述连接器桥接所述换衡器变压器的两个导电层,以保持所述两个导电层之间的所述第一绕组路径和所述第二绕组路径的分离;将所述第二绕组路径分成n个子路径,其中n>1使得所述第二绕组路径的绕组段的所得数量比所述第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍,并且其中所述第二绕组路径的端部连接到所述多个子路径的最外侧的子路径;并且将与所述最外侧子路径相邻的一个或多个子路径的端部彼此连接,使得所述第二绕组路径在第二绕组路径的端部之间保持连续路径。
17.根据条款16所述的方法,进一步包括在所述换衡器变压器的第一金属层和第二金属层中的一个或多个中在所述第一绕组路径之后形成第一绕组,并且在所述换衡器变压器的第一金属层和第二金属层中的一个或多个中在所述第二绕组路径之后形成第二绕组,其中所述第一绕组和所述第二绕组中的每一个在所述换衡器变压器中形成独立的导电路径。
18.根据条款16所述的方法,进一步包括通过所述两个导电层中的一个导电层将中心抽头连接到与最外侧的子路径相邻的子路径。
19.一种制造平衡-不平衡(换衡器)变压器的方法,包括:围绕中心轴基本上彼此同心地布置多个形状;去除多个侧上的所述形状中的每一个的中间部分;连接相邻形状的中间部分端部以形成在第一端与第二端之间连续的第一绕组路径,所述第一绕组路径被设置在最外侧形状的第一侧,所述第一绕组路径从最外侧的形状横穿到最内侧的形状并且返回,其中当从所述第一端部沿第一方向横穿时:沿着所述第一方向到达的每个中间部分端部连接到相邻形状上的相对的中间部分端部,直到到达最内侧形状;在最内侧的形状的中间部分形成连接;并且当在所述连接横跨最内侧形状的中间部分之后继续沿第一方向横穿时,沿着所述第一方向到达的每个中间部分端部连接到相邻形状上的相对的中间部分端部,直到到达最外侧形状,从而通向所述第二端部;连接相邻形状的中间部分端部以形成在最外侧的形状的与第一侧相对的第二侧上的第三端与第四端之间连续的第二绕组路径,所述第二绕组路径从最外侧的形状横穿到最内侧的形状并且返回,其中所述第二绕组路径与所述第一绕组路径对称;将所述第二绕组路径分成n个子路径,其中n>1,使得所述第二绕组路径的绕组段的所得数量比所述第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍;并且连接与所述第二侧上的最外侧的形状状相邻的一个或多个子路径的端部,使得所述第二绕组路径在所述第三端与所述第四端之间保持连续。
20.根据条款19所述的方法,其中多个中间部分的连接穿过中间部分的另一个连接,但通过设置在所述换衡器变压器的不同导电层中而保持分离。
Claims (20)
1.一种平衡-不平衡变压器,包括:
第一金属层和第二金属层,彼此共面地设置在基底上;
第一绕组路径,形成在第一端和第二端之间,所述第一绕组路径包括:
多个第一绕组段,所述多个第一绕组段中的每一个围绕所述平衡-不平衡变压器的中心轴设置;以及
多个第一连接器,其中多个第一连接器中的每一个连接相邻的第一绕组段,使得所述第一绕组路径在所述第一端与所述第二端之间连续;
第二绕组路径,形成在第三端与第四端之间,所述第二绕组路径至少部分地与所述第一绕组路径交织,但独立于所述第一绕组路径,所述第二绕组路径包括:
多个第二绕组段,所述多个第二绕组段中的每一个绕所述中心轴设置;以及
多个第二连接器,其中所述多个第二连接器中的每一个连接相邻的第二绕组段,使得所述第二绕组路径在所述第三端与所述第四端之间连续,并且其中所述第一绕组路径和所述第二绕组路径形成相对于与所述中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案;
第一绕组,形成在所述第一金属层和所述第二金属层中的一个或多个中,所述第一绕组遵循所述第一绕组路径;以及
第二绕组,形成在所述第一金属层和所述第二金属层中的一个或多个中,所述第二绕组遵循所述第二绕组路径,所述第二绕组包括n个子绕组,其中n>1使得所述第二绕组的第二绕组段的所得数量比所述第一绕组的第一绕组段的所得数量大n倍。
2.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,进一步包括形成在所述第一金属层或所述第二金属层之一中的中心抽头。
3.根据权利要求2所述的平衡-不平衡变压器,其中所述中心抽头连接到与最外侧的第二绕组段相邻的第二绕组段。
4.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中与最外侧的第二绕组段相邻的一个或多个第二绕组段沿着所述平衡-不平衡变压器的至少一侧缺乏第二连接器,使得所述第二绕组形成在所述第三端与所述第四端之间连续的导电路径。
5.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一绕组路径和所述第二绕组路径中的每一个缠绕到所得图案的内部,然后缠绕到所得图案的外部。
6.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述多个第一连接器和第二连接器中的每一个与不同金属层中的第一连接器或第二连接器中的另一个交叉,使得连接器在这种搭接线中保持分离。
7.根据权利要求6所述的平衡-不平衡变压器,进一步包括连接到所述第一绕组和所述第二绕组中的一个或多个的通孔,所述通孔在金属层之间形成桥接,使得当所述连接器形成搭接线时,连接器被设置在不同的金属层中。
8.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述平衡-不平衡变压器包括不超过两个金属层。
9.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一绕组和所述第二绕组中的每一个的大部分形成在所述第一金属层中,并且其中至少百分之五十的连接器形成在所述第二金属层中。
10.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一绕组是一次导体,并且所述第二绕组是所述平衡-不平衡变压器中的二次导体。
11.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一端和所述第二端连接到最外侧的第一绕组段,并且其中所述第三端和所述第四端连接到最外侧的第二绕组段。
12.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一端和所述第二端与所述第三端和所述第四端相对设置。
13.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中n是偶数。
14.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一绕组段和所述第二绕组段中的一个或多个具有多边形形状。
15.根据权利要求1所述的平衡-不平衡变压器,其中所述第一绕组和所述第二绕组中的一个或多个是锥形的。
16.一种制造平衡-不平衡变压器的方法,包括:
使第一绕组路径和第二绕组路径交织,以形成相对于与所述平衡-不平衡变压器的中心轴相交的轴线基本对称的所得的图案,所述第一绕组路径和所述第二绕组路径各自在其端部之间连续,所述第一绕组路径和所述第二绕组路径中的每一个包括围绕所述中心轴设置的多个绕组段以及绕组段之间的搭接线,通过使用连接器形成所述搭接线,所述连接器桥接所述平衡-不平衡变压器的两个导电层,以保持所述两个导电层之间的所述第一绕组路径和所述第二绕组路径的分离;
将所述第二绕组路径分成n个子路径,其中n>1使得所述第二绕组路径的绕组段的所得数量比所述第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍,并且其中所述第二绕组路径的端部连接到所述多个子路径的最外侧的子路径;
将与所述最外侧子路径相邻的一个或多个子路径的端部彼此连接,使得所述第二绕组路径在所述第二绕组路径的端部之间保持连续路径。
17.根据权利要求16所述的方法,进一步包括在所述平衡-不平衡变压器的第一金属层和第二金属层中的一个或多个中在所述第一绕组路径之后形成第一绕组,并且在所述平衡-不平衡变压器的第一金属层和第二金属层中的一个或多个中在所述第二绕组路径之后形成第二绕组,其中所述第一绕组和所述第二绕组中的每一个在所述平衡-不平衡变压器中形成独立的导电路径。
18.根据权利要求16所述的方法,进一步包括通过所述两个导电层中的一个导电层将中心抽头连接到与最外侧的子路径相邻的子路径。
19.一种制造平衡-不平衡变压器的方法,包括:
围绕中心轴基本上彼此同心地布置多个形状;
去除多个侧上的所述形状中的每一个的中间部分;
连接相邻形状的中间部分端部以形成在第一端与第二端之间连续的第一绕组路径,所述第一绕组路径被设置在最外侧形状的第一侧,所述第一绕组路径从最外侧的形状横穿到最内侧的形状并且返回,其中当从所述第一端部沿第一方向横穿时:
沿着所述第一方向到达的每个中间部分端部连接到相邻形状上的相对的中间部分端部,直到到达最内侧形状;
在最内侧的形状的中间部分形成连接;并且
当在所述连接横跨最内侧形状的中间部分之后继续沿第一方向横穿时,沿着所述第一方向到达的每个中间部分端部连接到相邻形状上的相对的中间部分端部,直到到达最外侧形状,从而通向所述第二端部;
连接相邻形状的中间部分端部以形成在最外侧的形状的与第一侧相对的第二侧上的第三端与第四端之间连续的第二绕组路径,所述第二绕组路径从最外侧的形状横穿到最内侧的形状并且返回,其中所述第二绕组路径与所述第一绕组路径对称;
将所述第二绕组路径分成n个子路径,其中n>1,使得所述第二绕组路径的绕组段的所得数量比所述第一绕组路径的绕组段的所得数量大n倍;并且
连接与所述第二侧上的最外侧的形状状相邻的一个或多个子路径的端部,使得所述第二绕组路径在所述第三端与所述第四端之间保持连续。
20.根据权利要求19所述的方法,其中多个中间部分的连接穿过中间部分的其它连接,但通过设置在所述平衡-不平衡变压器的不同导电层中而保持分离。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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