CN111883344B - 平面变压器及具有其的电源转换器、电路板 - Google Patents

平面变压器及具有其的电源转换器、电路板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种平面变压器及具有其的电源转换器,平面变压器包括:初级线圈层、次级线圈层、底层屏蔽层和顶层屏蔽层;底层屏蔽层和顶层屏蔽层中至少一层包括:屏蔽线圈和辅助绕组,其中:屏蔽线圈包括第一铜箔段和第二铜箔段,第一铜箔段的绕向与次级线圈的绕向相同,第二铜箔段的绕向与次级线圈的绕向相反;第一铜箔段的圈数与第二铜箔段的圈数之和小于或等于1圈;辅助绕组的用于向平面变压器的功能电路提供固定的供电电源;辅助绕组的至少部分线圈位于屏蔽线圈之外。一方面,便于辅助绕组走线形成;另一方面,因为无需单独设置辅助绕组,从而能够减少PCB层数,充分地利用了已有的屏蔽层资源,继而,使得平面变压器结构紧凑。

Description

平面变压器及具有其的电源转换器、电路板
技术领域
本发明涉及变压器技术领域,具体涉及一种平面变压器及具有其的电源转换器、电路板。
背景技术
变压器的共模电流对EMI的影响很大,要尽可能降低初级线圈引起的共模电流,通常,在传统的变压器中,是通过调整变压器屏蔽绕组的圈数来调整共模电流,以降低EMI共模噪声的干扰。
申请号为201711390939.3的中国专利申请公开了一种平面变压器,该平面变压器为初次初类型,其中屏蔽绕组为一圈,辅助绕组为三圈,通过调整复合绕组内部的圈数,来调节共模电流;但此方案需要从初级或次级线圈引出绕线构建符合绕组层,导致工艺复杂,成本高;并且,初级绕组工作电压高,它和磁芯之间会产生比较大的电位差,可能引起磁芯与绕组绝缘击穿,使产品可靠性下降。
此外,现有技术中,为了实现向平面变压器的功能电路(例如芯片)供电,需要额外配置辅助绕组层,因此,会导致PCB层数增多。
因此,如何在丰富平面变压器功能的前提下,进一步减小平面变压器PCB层数,以实现平面变压器的小型化成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种平面变压器及具有其的电源转换器、电路板,以在丰富平面变压器功能的前提下,进一步减小平面变压器PCB层数。
为此,根据第一方面,本发明实施例公开了一种平面变压器,包括:
初级线圈层、次级线圈层和屏蔽层,其中,次级线圈层包括底层次级线圈层和顶层次级线圈层,屏蔽层包括底层屏蔽层和顶层屏蔽层;底层次级线圈层、底层屏蔽层、初级线圈层、顶层屏蔽层和顶层次级线圈层采用三明治结构排布;底层屏蔽层和顶层屏蔽层中至少一层包括:屏蔽线圈和辅助绕组,其中:屏蔽线圈包括第一铜箔段和第二铜箔段,第一铜箔段的起始端与静点电位连接,第一铜箔段的尾端悬空;第二铜箔段的起始端与静点电位连接,第二铜箔段的尾端悬空;第一铜箔段的绕向与次级线圈的绕向相同,第二铜箔段的绕向与次级线圈的绕向相反;第一铜箔段的圈数与第二铜箔段的圈数之和小于或等于1圈;辅助绕组的一端与静点电位连接,辅助绕组的用于向平面变压器的功能电路提供固定的供电电源;辅助绕组的至少部分线圈位于屏蔽线圈之外。
可选地,第一铜箔段的尾端和第二铜箔段的尾端构成缝隙窗口,缝隙窗口的宽度至少大于辅助绕组的单根线宽;辅助绕组包括绕向相同的第一部分和第二部分,第一部分位于屏蔽线圈之内,第二部分位于屏蔽线圈之外;第一部分经由穿过缝隙窗口的第三部分与第二部分电性连接。
可选地,第二部分沿着第二铜箔段外环布置。
可选地,第一部分沿着第一铜箔段和第二铜箔段的内环布置。
可选地,辅助绕组的线圈全部位于屏蔽线圈之外。
可选地,屏蔽线圈的线宽大于设置在同一层的辅助绕组的线宽。
可选地,底层屏蔽层和顶层屏蔽层均包含屏蔽线圈和辅助绕组;底层屏蔽层上的辅助绕组和顶层屏蔽层上的辅助绕组串联,共同提供固定的供电电源;或者,底层屏蔽层上的辅助绕组和顶层屏蔽层上的辅助绕组分别提供不同的、固定的供电电源。
根据第二方面,本发明实施例公开了一种电源转换器,包括:上述第一方面任意公开的平面变压器。
可选地,电源转换器输出电压在5v-24v之间时,平面变压器的PCB板层数为6-14层。
根据第三方面,本发明实施例公开了一种带有电源转换功能的电路板,包括:上述第一方面任意公开的平面变压器。
可选地,平面变压器的至少一部分与电路板一体化成型,或者平面变压器可拆卸设置在电路板上。
依据本发明实施例公开的一种平面变压器及具有其的电源转换器,由于底层屏蔽层和顶层屏蔽层中至少一个包括:屏蔽线圈和辅助绕组,就屏蔽线圈而言,其采用铜箔形成,第一铜箔段的绕向、第二铜箔段的绕向分别与次级线圈的绕向相同、相反,因此,能够各自抑制相反反向的共模电流。相对于现有技术中,从初级线圈或次级线圈引出部分线圈与屏蔽层构成复合屏蔽的方式,本发明实施例的方案,无需跨层引线,只需在屏蔽层本身形成第一铜箔段和第二铜箔段即可,能够有效地减少工艺的复杂度,尤其是在紧凑的PCB结构中,能够大幅减少加工成本,提高平面变压器的工作可靠性。
此外,本发明实施例公开的方案中,由于在屏蔽层形成辅助绕组,辅助绕组的至少部分线圈位于屏蔽线圈之外,就给平面变压器的功能电路提供电源而言,一方面,便于辅助绕组走线形成;另一方面,因为无需单独设置辅助绕组,从而能够减少PCB层数,充分地利用了已有的屏蔽层资源,继而,使得平面变压器结构紧凑。
作为可选的技术方案,第一铜箔段的尾端和第二铜箔段的尾端构成缝隙窗口,辅助绕组第一部分经由穿过缝隙窗口的第三部分与第二部分电性连接,从而,保证使得第一、第二铜箔段的尾端自由的同时,又能够利用充分利用该缝隙窗口电性连接辅助绕组的第三部分与第二部分,充分、有效地利用了屏蔽层的空间。
作为可选的技术方案,第二部分沿着第二铜箔段外环布置,使得位于屏蔽线圈之外的第二部分能够与位于屏蔽线圈之内的、紧密连接的部分构成完整的一圈,避免了位于屏蔽线圈之外的第二部分被浪费,充分、有效地利用了屏蔽层的空间。
作为可选的技术方案,第一部分沿着第一铜箔段和第二铜箔段的内环布置,使得第一部分在形成预定匝数的同时,减小了第一部分的周长,也就是,减小了第一部分的线圈长度,从而,节省了线圈材料。
作为可选的技术方案,辅助绕组的线圈全部位于屏蔽线圈之外,便于辅助绕组走线,并且辅助绕组和屏蔽线圈能够形成两个独立的、规整的线圈,从而有利于平面变压器中各项参数的确定和模型建立,继而利于后续对平面变压器各项参数的调整。
作为可选的技术方案,底层屏蔽层和顶层屏蔽层均包含屏蔽线圈和辅助绕组,底层屏蔽层上的辅助绕组和顶层屏蔽层上的辅助绕组串联,共同提供固定的供电电源,由此,在无需在同一层屏蔽层上设置过多匝数辅助绕组的情况下,可以提高供电电源的电位,满足功能电路的高电位电源需求;减少了同一层屏蔽层的线圈密度,从而,一方面,减小了工艺的复杂度;另一方面,也可以适当加宽辅助绕组的线宽,从而能够满足大电流流过的需求,提高了屏蔽层的工作可靠性。
作为可选的技术方案,底层屏蔽层上的辅助绕组和顶层屏蔽层上的辅助绕组分别提供不同的、固定的供电电源,使得能够充分地利用了已有的屏蔽层资源,由辅助绕组输出不同的电源,从而能够适用于功能电路的不同电源需求,继而,也能够进一步减小辅助绕组层的设置,大大减少了PCB层数。
本发明的其他有益效果,将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述,本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍,应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种平面变压器的多层线圈的剖面示意图;
图2为本发明实施例中图1的各层线圈展开示意图;
图3为本发明实施例公开的一种平面变压器的各层线圈展开第二示例示意图;
图4为本发明实施例公开的一种平面变压器的各层线圈展开第三示例示意图;
图5为本实施例公开的一种第一铜箔段和第二铜箔段的长度关系示意图;
图6为本实施例公开的另一种第一铜箔段和第二铜箔段的长度关系示意图;
图7为本发明实施例为本实施例公开的另一种屏蔽线圈和辅助绕组结构关系示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,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。
为了说明本发明所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
为了在丰富平面变压器功能的前提下,进一步减小平面变压器PCB层数,以实现平面变压器的小型化,本实施例公开了一种平面变压器,本实施例公开的平面变压器用于反激式变压器或谐振LLC拓扑,具体可以通过多层PCB来实现平面变压器的不提供功能层,例如,初级线圈层、次级线圈层和屏蔽层等。各功能层的线圈可以通过印制的方式来实现。
请参考图1和图2,为本实施例公开的一种平面变压器结构示意图,其中,图1为本发明实施例公开的一种平面变压器的多层线圈的剖面示意图,图2为本发明实施例中图1示意的平面变压器的各层线圈展开第一示例示意图。
请参考图1和图2,本实施例公开的平面变压器包括初级线圈层、次级线圈层和屏蔽层,其中,次级线圈层包括底层次级线圈层1和顶层次级线圈层5,屏蔽层包括底层屏蔽层2和顶层屏蔽层4。本实施例中,底层次级线圈层1、底层屏蔽层2、初级线圈层3、顶层屏蔽层4和顶层次级线圈层5采用三明治结构排布,也就是,底层次级线圈层1、底层屏蔽层2、初级线圈层3、顶层屏蔽层4和顶层次级线圈层5自下而上依次排布;需要说明的是,本实施例中,所称“顶层”、“底层”是基于附图所呈现的方位进行不同层的区分,在具体实施过程中,“顶层”和“底层”也可以位置互换;需要说明的是,本实施例采用的三明治结构是次级线圈层在初级线圈层之外,对于本领域技术人员而言,也可以将两个初级线圈层3设置在次级线圈层之外,应当认为是对本实施例方案的惯用手段直接置换。
本实施例中,请参考图2、图3和图4,图3为本发明实施例公开的一种平面变压器的各层线圈展开第二示例示意图,图4为本发明实施例公开的一种平面变压器的各层线圈展开第三示例示意图,底层屏蔽层2和顶层屏蔽层4中至少一层包括屏蔽线圈21和辅助绕组23:请参考图2,示意了顶层屏蔽层4包括屏蔽线圈21和辅助绕组23;请参考图3,示意了底层屏蔽层2包括屏蔽线圈21和辅助绕组23;请参考图4,示意了底层屏蔽层2和顶层屏蔽层4均包括屏蔽线圈21和辅助绕组23。
请参考图5和图6,其中,图5为本实施例公开的一种第一铜箔段和第二铜箔段的长度关系示意图,图6为本实施例公开的另一种第一铜箔段和第二铜箔段的长度关系示意图,在具体实施例中,屏蔽线圈21包括第一铜箔段21A和第二铜箔段21B,第一铜箔段21A的起始端与静点电位(例如初级线圈的静点)连接,第一铜箔段21A的尾端悬空;第二铜箔段21B的起始端与静点电位连接,第二铜箔段21B的尾端悬空;第一铜箔段21A的绕向与次级线圈的绕向相同,第二铜箔段21B的绕向与次级线圈的绕向相反;因此,能够各自抑制相反反向的共模电流。本实施例中,所称次级线圈的绕向是指,从静点电位端环绕平面变压器的磁芯绕至动点电位端的方向。第一铜箔段21A、第二铜箔段21B的绕向是指,从静点电位端环绕平面变压器的磁芯绕至第一铜箔段21A、第二铜箔段21B各自悬空端的方向。
本实施例中,第一铜箔段21A的圈数N1与第二铜箔段21B的圈数N2之和小于或等于1圈。在高频变压器(例如100kHz-500kHz)屏蔽线圈的顺逆比调节中,本实施例中,由于在同一层布置绕向相反的第一铜箔段21A和第二铜箔段21B,可以通过设置第一铜箔段21A和第二铜箔段21B的长度,来实现屏蔽线圈的顺逆比调节。
需要说明的是,本实施例中并不限制第一铜箔段21A和第二铜箔段21B之间的比值,也就是,并不限制屏蔽线圈的顺逆比,第一铜箔段21A和第二铜箔段21B可以是例如0.7:0.3(如图5所示意)、0.6:0.4(如图6所示意)等,当然,在具体实施过程中,第一铜箔段21A也可以短于第二铜箔段21B。
本实施例中,由于,第一铜箔段21A的圈数N1与第二铜箔段21B的圈数N2之和小于或等于1圈,从而使得屏蔽层的连接结构简单、减小连接节点。
在具体实施例中,辅助绕组23的一端与静点电位连接,辅助绕组23的用于向平面变压器的功能电路提供固定的供电电源。具体地,辅助绕组23可以通过另一端提供供电电源,也可以通过辅助绕组23的一端来提供固定的供电电源,具体地,可以依据具体的电路结构来确定。
本实施例中,辅助绕组23的至少部分线圈位于屏蔽线圈21之外。请参考图5,示意了辅助绕组23的第一部分23A位于屏蔽线圈21之内,辅助绕组23的第二部分23B位于屏蔽线圈21之外。一方面,便于辅助绕组走线形成;另一方面,因为无需单独设置辅助绕组,从而能够减少PCB层数,充分地利用了已有的屏蔽层资源,继而,使得平面变压器结构紧凑。
在具体实施例中,请参考图5和图6,第一铜箔段21A的尾端和第二铜箔段21B的尾端构成缝隙窗口24,如图5和图6中,第一铜箔段21A、第二铜箔段21B的尾端之间的白色方块示意。本实施例中,缝隙窗口24的宽度至少大于辅助绕组23的单根线宽,以使辅助绕组23从该缝隙窗口24穿出。具体地,辅助绕组23包括绕向相同的第一部分23A和第二部分23B,第一部分23A位于屏蔽线圈21之内,第二部分23B位于屏蔽线圈21之外,第一部分23A经由穿过缝隙窗口的第三部分23C与第二部分23B电性连接。在具体实施过程中,第一部分23A、第三部分23C和第二部分23B,可以是同一个绕线,也就是,直接形成第一部分23A、第三部分23C和第二部分23B;也可以是,第一部分23A和第二部分23B分段形成,通过第三部分23C进行电连接。
本实施例中,第一铜箔段的尾端和第二铜箔段的尾端构成缝隙窗口,辅助绕组第一部分经由穿过缝隙窗口的第三部分与第二部分电性连接,从而,保证使得第一、第二铜箔段的尾端自由的同时,又能够利用充分利用该缝隙窗口电性连接辅助绕组的第三部分与第二部分,充分、有效地利用了屏蔽层的空间。
请参考图5和图6,为了有效节省屏蔽线圈的材料,在可选的实施例中,第二部分23B沿着第二铜箔段21B外环布置。也就是,第二部分23B包裹了第二铜箔段21B在本层PCB的起始位置到第二铜箔段21B的尾端,由此,第二部分23B形成了与第二铜箔段21B形状相似的布置方式,从而,使得第二部分23B与第一部分23A中与第一铜箔段21A形状相似的绕线构成了完整的一圈,避免了位于屏蔽线圈之外的第二部分被浪费,充分、有效地利用了屏蔽层的空间。
请参考图5和图6,为了有效节省屏蔽线圈的材料,在可选的实施例中,第一部分23A沿着第一铜箔段21A和第二铜箔段21B的内环布置。也就是,屏蔽线圈的绕制形状固定后,第一部分23A在屏蔽线圈的内环逐圈形成,使得,第一部分在形成预定匝数的同时,减小了第一部分的周长,也就是,减小了第一部分的线圈长度,从而,节省了线圈材料。
请参考图7,为本实施例公开的另一种屏蔽线圈和辅助绕组结构关系示意图,为了便于布线,同时,为了便于后续平面变压器的模型建立,在可选的实施例中,辅助绕组23的线圈全部位于屏蔽线圈21之外。也就是,辅助绕组23的线圈全部沿着屏蔽线圈21的外环逐圈形成,从而边缘辅助绕组23的走线,并且,辅助绕组和屏蔽线圈能够形成两个独立的、规整的线圈,辅助绕组和屏蔽线圈的形状基本与磁芯的形状相当,从而有利于平面变压器中各项参数的确定和模型建立,继而利于后续对平面变压器各项参数的调整。
在可选的实施例中,屏蔽线圈的线宽大于设置在同一层的辅助绕组的线宽,能够提高屏蔽线圈的覆盖面积,从而能够起到更好的屏蔽作用。
请参考图4,在可选的实施例中,底层屏蔽层2和顶层屏蔽层4均包含屏蔽线圈和辅助绕组:
在一种实施例中,底层屏蔽层2上的辅助绕组和顶层屏蔽层4上的辅助绕组串联,共同提供固定的供电电源。本实施例中,底层屏蔽层2和顶层屏蔽层4上的辅助绕组串联后,可以使两层上的辅助绕组的供电电源叠加,从而,输出更高的供电电源。
本实施例的方案中,无需在同一层屏蔽层上设置过多匝数辅助绕组的情况下,可以提高供电电源的电位,满足功能电路的高电位电源需求;减少了同一层屏蔽层的线圈密度,从而,一方面,减小了工艺的复杂度;另一方面,在具体实施过程中,也可以适当加宽辅助绕组的线宽,从而能够满足大电流流过的需求,提高了屏蔽层的工作可靠性。
在另一种实施例中,底层屏蔽层2上的辅助绕组和顶层屏蔽层4上的辅助绕组分别提供不同的、固定的供电电源。也就是,底层屏蔽层2上的辅助绕组提供一个固定的供电电源,顶层屏蔽层4上的辅助绕组提供另一个固定的供电电源。使得能够充分地利用了已有的屏蔽层资源,由辅助绕组输出不同的电源,从而能够适用于功能电路的不同电源需求,继而,也能够进一步减小辅助绕组层的设置,大大减少了PCB层数。
本实施例还公开了一种电源转换器,包括:上述任意实施例公开的平面变压器。
在可选的实施例中,电源转换器输出电压可以是5V-24V之间的固定电压,例如5V/12V/15V/19V/20V/24V,电源转换器输出电压在5v-24v之间时,平面变压器的PCB板层数为6-14层。
本实施例公开的电源转换器可以是适配器或充电器,例如移动终端的充电器、适配器,再如智能影音设备的充电器、适配器,又如穿戴设备的充电器、适配器。
本实施例还公开了一种带有电源转换功能的电路板,包括:上述任意实施例公开的平面变压器。作为非限制性举例,本实施例的电路板既可以是电源适配器的主板,也可以是其他电气电子产品中的电路板,只要该电路板上带有本实施例的平面变压器即可。
在可选的实施例中,平面变压器的至少一部分与电路板一体化成型,或者平面变压器可拆卸设置在电路板上。
依据本发明实施例公开的一种平面变压器及具有其的电源转换器,由于底层屏蔽层和顶层屏蔽层中至少一个包括:屏蔽线圈和辅助绕组,就屏蔽线圈而言,其采用铜箔形成,第一铜箔段的绕向、第二铜箔段的绕向分别与次级线圈的绕向相同、相反,因此,能够各自抑制相反反向的共模电流。相对于现有技术中,从初级线圈或次级线圈引出部分线圈与屏蔽层构成复合屏蔽的方式,本发明实施例的方案,无需跨层引线,只需在屏蔽层本身形成第一铜箔段和第二铜箔段即可,能够有效地减少工艺的复杂度,尤其是在紧凑的PCB结构中,能够大幅减少加工成本,提高平面变压器的工作可靠性。
此外,本发明实施例公开的方案中,由于在屏蔽层形成辅助绕组,辅助绕组的至少部分线圈位于屏蔽线圈之外,就给平面变压器的功能电路提供电源而言,一方面,便于辅助绕组走线形成;另一方面,因为无需单独设置辅助绕组,从而能够减少PCB层数,充分地利用了已有的屏蔽层资源,继而,使得平面变压器结构紧凑。
本领域的技术人员能够理解的是,在不冲突的前提下,上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解,上述的实施方式仅是示例性的,而非限制性的,在不偏离本发明的基本原理的情况下,本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换,都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种平面变压器,包括初级线圈层、次级线圈层和屏蔽层,其中,所述次级线圈层包括底层次级线圈层(1)和顶层次级线圈层(5),所述屏蔽层包括底层屏蔽层(2)和顶层屏蔽层(4);
所述底层次级线圈层(1)、所述底层屏蔽层(2)、所述初级线圈层(3)、所述顶层屏蔽层(4)和所述顶层次级线圈层(5)采用三明治结构排布;
其特征在于,
所述底层屏蔽层(2)和所述顶层屏蔽层(4)中至少一层包括:屏蔽线圈(21)和辅助绕组(23),其中:
所述屏蔽线圈(21)包括第一铜箔段(21A)和第二铜箔段(21B),所述第一铜箔段(21A)的起始端与静点电位连接,所述第一铜箔段(21A)的尾端悬空;所述第二铜箔段(21B)的起始端与所述静点电位连接,所述第二铜箔段(21B)的尾端悬空;所述第一铜箔段(21A)的绕向与所述次级线圈的绕向相同,所述第二铜箔段(21B)的绕向与所述次级线圈的绕向相反;
所述第一铜箔段(21A)的圈数(N1)与所述第二铜箔段(21B)的圈数(N2)之和小于或等于1圈;
所述辅助绕组(23)的一端与所述静点电位连接,所述辅助绕组(23)的用于向所述平面变压器的功能电路提供固定的供电电源;所述辅助绕组(23)的至少部分线圈位于所述屏蔽线圈(21)之外,其中:所述辅助绕组(23)包括绕向相同的第一部分(23A)和第二部分(23B),所述第一部分(23A)位于所述屏蔽线圈(21)之内,所述第二部分(23B)位于所述屏蔽线圈(21)之外;所述第二部分(23B)沿着所述第二铜箔段(21B)外环布置。
2.如权利要求1所述的平面变压器,其特征在于,
所述第一铜箔段(21A)的尾端和第二铜箔段(21B)的尾端构成缝隙窗口,所述缝隙窗口的宽度至少大于所述辅助绕组(23)的单根线宽;
所述第一部分(23A)经由穿过所述缝隙窗口的第三部分(23C)与所述第二部分(23B)电性连接。
3.如权利要求2所述的平面变压器,其特征在于,所述第一部分(23A)沿着所述第一铜箔段(21A)和所述第二铜箔段(21B)的内环布置。
4.如权利要求1所述的平面变压器,其特征在于,所述辅助绕组(23)的线圈全部位于所述屏蔽线圈(21)之外。
5.如权利要求1-4任意一项所述的平面变压器,其特征在于,所述屏蔽线圈的线宽大于设置在同一层的所述辅助绕组的线宽。
6.如权利要求1-4任意一项所述的平面变压器,其特征在于,所述底层屏蔽层(2)和顶层屏蔽层(4)均包含屏蔽线圈和辅助绕组;
所述底层屏蔽层(2)上的辅助绕组和所述顶层屏蔽层(4)上的辅助绕组串联,共同提供所述固定的供电电源;或者,所述底层屏蔽层(2)上的辅助绕组和所述顶层屏蔽层(4)上的辅助绕组分别提供不同的、固定的供电电源。
7.一种电源转换器,其特征在于,包括:如权利要求1-6任意一项所述的平面变压器。
8.如权利要求7所述的电源转换器,其特征在于,所述电源转换器输出电压在5v-24v之间时,所述平面变压器的PCB板层数为6-14层。
9.一种带有电源转换功能的电路板,其特征在于,包括:
如权利要求1-6任意一项所述的平面变压器。
10.如权利要求8所述的电路板,其特征在于,所述平面变压器的至少一部分与所述电路板一体化成型,或者所述平面变压器可拆卸设置在所述电路板上。
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CN110911126A (zh) * 2019-11-08 2020-03-24 深圳市航嘉驰源电气股份有限公司 一种平面变压器及电源转换器
CN113972057A (zh) * 2021-12-13 2022-01-25 潜润电子科技(苏州)有限公司 一种用于串联谐振电路的多层板变压器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105655113A (zh) * 2014-11-12 2016-06-08 台达电子工业股份有限公司 Pcb平面变压器及使用这种变压器的变换器
CN108538556A (zh) * 2018-03-21 2018-09-14 北京华峰测控技术股份有限公司 一种隔离变压器
CN110556240A (zh) * 2018-05-31 2019-12-10 萨尔康普有限公司 平面变压器和用于屏蔽平面变压器中的绕组的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105655113A (zh) * 2014-11-12 2016-06-08 台达电子工业股份有限公司 Pcb平面变压器及使用这种变压器的变换器
CN108538556A (zh) * 2018-03-21 2018-09-14 北京华峰测控技术股份有限公司 一种隔离变压器
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Denomination of invention: Flat transformer and its power converter and circuit board

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Assignor: SHENZHEN HUNTKEY ELECTRIC Co.,Ltd.

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