CN114446605A - 具有散热器的平面变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有散热器的平面变压器。所述平面变压器可以包括：初级印刷电路板(PCB)，其具有至少一个孔并且包括线圈图案，第一芯体和第二芯体插入所述至少一个孔中；次级PCB，其具有至少一个孔并且包括线圈图案，第一芯体和第二芯体插入所述至少一个孔中；以及散热板，其布置在初级PCB与次级PCB之间并且包括至少一个孔，第一芯体和第二芯体插入所述至少一个孔中。

Description

具有散热器的平面变压器
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年10月30日提交的韩国专利申请No.10-2020-0143028的优先权，该申请的全部内容结合于此，以用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种变压器，更具体地，涉及一种具有散热器的平面变压器。
背景技术
环保车辆包括用于驱动车辆的高压电池和用于驱动电气组件的低压电池。充入高压电池中的电能被用作车辆的动力源，而充入低压电池中的电能被用作车辆的电气组件的电源。
环保车辆可以包括用于电力转换的电路和用于电池充电的电路，并且在许多情况下，电路中设置有变压器。近年来，已经积极进行了用平面变压器代替变压器的研究，以降低成本并提高制造的便利性。
可以通过依次层叠次级印刷电路板(PCB)(具有形成次级绕组的线圈图案(pattern)的电路板)、初级PCB(具有形成初级绕组的线圈图案的电路板)、初级PCB和次级PCB来配置平面变压器。形成在初级PCB和次级PCB上的线圈图案可以位于同一竖直线上。
包括在本发明的背景技术部分中的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面致力于提供一种包括散热板的平面变压器，用于提高散热性能并且具有通过调节散热板的厚度来调节漏电感的优点。
本发明的各个方面致力于提供一种平面变压器，其包括：初级印刷电路板(PCB)，其具有至少一个孔并且包括线圈图案，第一芯体和第二芯体插入所述至少一个孔中；次级PCB，其具有至少一个孔并且包括线圈图案，第一芯体和第二芯体插入所述至少一个孔中；以及散热板，其布置在初级PCB与次级PCB之间并且包括至少一个孔，第一芯体和第二芯体插入所述至少一个孔中。
所述平面变压器可以进一步包括：散热器，其布置在次级PCB下方。
所述第一芯体可以包括第一上部芯体和第一下部芯体，所述第一上部芯体插入初级PCB的至少一个孔、散热板的至少一个孔以及次级PCB的至少一个孔中；所述第一下部芯体联接至第一上部芯体，并且所述第二芯体可以包括第二上部芯体和第二下部芯体，所述第二上部芯体插入初级PCB的孔、散热板的至少一个孔以及次级PCB的至少一个孔中；所述第二下部芯体联接至第二上部芯体。
可以通过调节散热板的厚度来调节平面变压器的漏电感。
当散热板的厚度减小时，平面变压器的漏电感可以减小。
所述散热板可以包括陶瓷材料。
本发明的各个方面致力于提供一种平面变压器，其包括：初级印刷电路板(PCB)，其具有孔并且包括线圈图案，芯体插入所述孔中；次级PCB，其具有孔并且包括线圈图案，芯体插入所述孔中；以及散热板，其布置在初级PCB与次级PCB之间并且包括孔，芯体插入所述孔中。
所述平面变压器可以进一步包括：散热器，其布置在芯体下方；第一支撑构件，其布置在散热板与散热器之间；以及第二支撑构件，其布置在次级PCB与散热器之间。
可以通过调节散热板的厚度来调节平面变压器的漏电感。
当散热板的厚度减小时，平面变压器的漏电感可以减小。
所述散热板可以包括陶瓷材料。
根据本发明的各种示例性实施方案，由于平面变压器包括散热板而非散热模塑溶液和壳体，因此可以减轻变压器的重量并降低变压器的成本。
在本发明的各种示例性实施方案中，可以通过调节散热板的厚度来调节变压器的漏电感。
另外，在本发明的各种示例性实施方案中，由于其上形成有线圈(绕组)图案的PCB具有变压器的绕组(线圈)，因此可以减小变压器的体积。
本发明的方法和装置具有其他的特征和优点，这些特征和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
图1是示例性地示出了根据本发明各种示例性实施方案的平面变压器的立体图。
图2是图1中示出的平面变压器的分解立体图。
图3是图1中示出的平面变压器的前视图。
图4是示例性地示出了根据本发明各种示例性实施方案的平面变压器的竖直截面图。
可以理解，所附附图不一定是按照比例绘制，而是显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所包括的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记表示本发明的相同或等同的部分。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的各种实施方案，这些实施方案的示例在附图中示出并且描述如下。尽管将与本发明的示例性实施方案相结合来描述本发明，但是将理解，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。另一方面，本发明旨在不仅覆盖本发明的示例性实施方案，而且还覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种替代形式、修改形式、等同形式以及其它实施方案。
为了充分地理解本发明以及通过执行本发明所实现的目的，可以参考示出了本发明的示例性实施方案的附图和附图中描述的内容。
在下文中，将通过参考附图描述本发明的示例性实施方案来详细描述本发明。此外，在描述本发明时，将具体省略众所周知的配置或功能，因为它们可能不必要地模糊本发明的要点。贯穿附图中，相同的附图标记将表示相同的组件。
在本实施方案中使用的术语仅仅用于描述特定的示例性实施方案而非限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则单数形式将包括复数形式。可以理解，在本实施方案中使用的术语“包括”或“具有”指定存在本实施方案中提到的特征、数值、步骤、操作、组件、部件或其组合，但不排除存在或加入一个或多个其他特征、数值、步骤、操作、组件、部件或其组合。
贯穿本说明书中，当任意一个部分被称为“连接至”另一个部分时，这意味着任意一个部分和另一个部分彼此“直接连接”或者具有介于两者之间的另一个组件而彼此“电连接或机械连接”。
除非另有定义，否则本说明书中使用的术语(包括技术术语和科学术语)具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。应当理解的是，由词典定义的术语与现有技术的上下文中的含义相同，并且不应被理想地或过于正式地定义，除非上下文另有清楚地说明。
根据现有技术的变压器包括初级导线(或线圈)、次级导线、芯体、散热模塑流体和壳体。
散热模塑流体和壳体可以散逸变压器内部产生的热量。然而，由于变压器包括散热模塑流体和壳体，因此变压器的重量和成本可能增加。由于初级导线和次级导线是铜导线，因此变压器的体积可能增加。
在变压器中，可能难以控制初级导线与次级导线之间的间隙(间隔距离)。因此，可能难以设计变压器的漏电感。
图1是示例性地示出了根据本发明各种示例性实施方案的平面变压器的立体图。图2是图1中示出的平面变压器的分解立体图。图3是图1中示出的平面变压器的平面图。
参考图1、图2和图3，平面变压器可以包括：包括第一上部芯体100和第一下部芯体102的第一芯体、包括第二上部芯体120和第二下部芯体122的第二芯体、初级印刷电路板(PCB)140、散热板160和次级PCB 180。
在本发明的另一个示例性实施方案中，平面变压器可以进一步包括布置在次级PCB 180下方的散热器190，从而从平面变压器吸收热量，并且将热量散逸到外部。
例如，平面变压器可以设置在环保车辆(包括混合动力车辆)的车载充电器中包括的主板上。
初级PCB 140可以对应于平面变压器的初级电路，具有第一芯体和第二芯体插入其中的孔142，并且包括线圈图案。
次级PCB 180可以对应于平面变压器的次级电路，具有第一芯体和第二芯体插入其中的孔182，并且包括线圈图案。
散热板160可以散逸从第一芯体、第二芯体、初级PCB 140和次级PCB180产生的热量，并且包括布置在初级PCB140与次级PCB 180之间并使得第一芯体和第二芯体能够插入其中的至少一个孔162或164。
例如，散热板160可以包括陶瓷材料或诸如硅的绝缘材料。
第一芯体可以包括第一上部芯体100和第一下部芯体102，所述第一上部芯体100插入到初级PCB 140的孔、散热板160的孔以及次级PCB 180的孔；所述第一下部芯体102通过联接构件(例如，粘合剂)联接至第一上部芯体。
第一芯体可以包括磁性材料。
第二芯体可以包括第二上部芯体120和第二下部芯体122，所述第二上部芯体120插入到初级PCB 140的孔、散热板160的孔以及次级PCB 180的孔；所述第二下部芯体122通过联接构件(例如，粘合剂)联接至第二上部芯体。第二芯体可以包括磁性材料。
可以调节散热板160的厚度，从而可以调节平面变压器的漏电感(例如，初级PCB140与次级PCB 180之间的漏电感)。当减小散热板160的厚度时，平面变压器的漏电感可以减小，而当增大散热板160的厚度时，平面变压器的漏电感可以增大。
在本发明的示例性实施方案中，散热器190呈“I”形。
图4是示例性地示出了根据本发明各种示例性实施方案的平面变压器的竖直截面图。
参考图4，平面变压器可以包括芯体200、初级PCB 220、散热板240和次级PCB 260。
在本发明的另一个示例性实施方案中，平面变压器可以进一步包括散热器280、第一支撑构件270和第二支撑构件275，所述散热器280布置在芯体200下方，从而从平面变压器吸收热量，并且将热量散逸到外部；所述第一支撑构件270布置在散热板240与散热器280之间；所述第二支撑构件275布置在次级PCB 260与散热器280之间。
例如，平面变压器可以设置在环保车辆(包括混合动力车辆)的车载充电器中包括的主板上。
初级PCB 220可以对应于平面变压器的初级电路，具有芯体200插入其中的孔226，并且包括线圈图案。
次级PCB 260可以对应于平面变压器的次级电路，具有芯体200插入其中的孔266，并且包括线圈图案。
如附图标记202、222、224、262和264所示，散热板240可以散逸芯体200、初级PCB220和次级PCB 260中产生的热量，并且可以包括布置在初级PCB 220与次级PCB 260之间并使得芯体200能够插入其中的孔246。
例如，散热板240可以包括陶瓷材料或诸如硅的绝缘材料。
例如，芯体200可以具有圆柱形形状并且包括磁性材料。
可以调节散热板240的厚度，从而可以调节平面变压器的漏电感(例如，初级PCB220和次级PCB 260之间的漏电感)。当减小散热板240的厚度时，平面变压器的漏电感减小，而当增大散热板240的厚度时，平面变压器的漏电感可以增大。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“背”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部的”、“外部的”、“内侧的”、“外侧的”“内部”、“外部”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方案的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接连接和间接连接两者。
前面呈现的本发明具体示例性实施方案的描述是为了说明和描述的目的。它们并不旨在成为穷举的或者将本发明限制为所公开的精确形式，并且显然，根据上述教导，可以进行很多修改和变化。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，以使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其各种替代形式和修改形式。本发明的范围旨在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (12)

1.一种平面变压器，其包括：
初级印刷电路板，其具有第一芯体和第二芯体插入的至少一个孔并且包括线圈图案；
次级印刷电路板，其具有第一芯体和第二芯体插入的至少一个孔并且包括线圈图案；以及
散热板，其布置在初级印刷电路板与次级印刷电路板之间并且包括第一芯体和第二芯体插入的至少一个孔。
2.根据权利要求1所述的平面变压器，其进一步包括散热器，所述散热器布置在次级印刷电路板下方。
3.根据权利要求2所述的平面变压器，其中，所述散热器呈“I”形。
4.根据权利要求2所述的平面变压器，其中，
所述第一芯体包括：
第一上部芯体，其插入初级印刷电路板的至少一个孔、散热板的至少一个孔以及次级印刷电路板的至少一个孔中，其中，第一上部芯体围绕初级印刷电路板、散热板和次级印刷电路板的第一部分；和
第一下部芯体，其联接至所述第一上部芯体，以与所述第一上部芯体围绕初级印刷电路板、散热板和次级印刷电路板的第一部分，
所述第二芯体包括：
第二上部芯体，其插入初级印刷电路板的至少一个孔、散热板的至少一个孔以及次级印刷电路板的至少一个孔中，其中，第二上部芯体围绕初级印刷电路板、散热板和次级印刷电路板的第二部分；和
第二下部芯体，其联接至所述第二上部芯体，以与所述第二上部芯体围绕初级印刷电路板、散热板和次级印刷电路板的第二部分。
5.根据权利要求1所述的平面变压器，其中，通过调节散热板的厚度来调节平面变压器的漏电感。
6.根据权利要求5所述的平面变压器，其中，当散热板的厚度减小时，所述平面变压器的漏电感减小。
7.根据权利要求1所述的平面变压器，其中，所述散热板包括陶瓷材料。
8.一种平面变压器，其包括：
初级印刷电路板，其具有芯体插入的孔并且包括线圈图案；
次级印刷电路板，其具有芯体插入的孔并且包括线圈图案；以及
散热板，其布置在初级印刷电路板与次级印刷电路板之间并且包括芯体插入的孔。
9.根据权利要求8所述的平面变压器，其进一步包括：
散热器，其布置在芯体下方；
第一支撑构件，其布置在散热板与散热器之间；以及
第二支撑构件，其布置在次级印刷电路板与散热器之间。
10.根据权利要求8所述的平面变压器，其中，通过调节散热板的厚度来调节平面变压器的漏电感。
11.根据权利要求10所述的平面变压器，其中，当散热板的厚度减小时，所述平面变压器的漏电感减小。
12.根据权利要求8所述的平面变压器，其中，所述散热板包括陶瓷材料。
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