CN118073067A - 芯、变压器和电路板结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种芯、变压器和电路板结构。芯包括：基座，基座的第一表面具有第一凸出件；第二凸出件，被配置于第一凸出件内，第二凸出件和第一凸出件之间形成第一容纳空间，用于容纳第一绕组；以及，第三凸出件，被配置于第二凸出件内，第三凸出件和第二凸出件之间形成第二容纳空间，用于容纳第二绕组；芯在第二凸出件以外的位置开设有第一开口，使第一绕组的引出部能够穿过第一开口，芯在远离第一开口的一侧开设有第二开口，使第二绕组的引出部能够穿过第二开口。第二开口位于远离第一开口的一侧，第一绕组和第二绕组的引出部从相互远离的两侧引出，使得第一绕组和第二绕组与外部电路连接时走线缩短。

Description

芯、变压器和电路板结构

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及芯、变压器和电路板结构。

背景技术

变压器是一种用于改变交流电压的电气设备，它通过电磁感应的原理实现输入和输出之间的电压变换。变压器通常由两个或多个即绕组组成。根据变压器的转比（即初级绕组匝数与次级绕组匝数的比值），可以实现将输入电压升高或降低到所需的输出电压水平。

为了使变压器的绕组与外部电路连接，传统技术中将初级绕组和次级绕组从同一侧开口引出，开口设置不合理。

发明内容

基于此，有必要针对传统变压器与外部电路连接时开口设置不合理的问题，提供一种芯、变压器和电路板结构。

第一方面，本申请提供一种芯，所述芯包括：

基座，所述基座的第一表面具有第一凸出件；

第二凸出件，被配置于所述第一凸出件内，所述第二凸出件和所述第一凸出件之间形成第一容纳空间，所述第一容纳空间用于容纳第一绕组；以及，

第三凸出件，被配置于所述第二凸出件内，所述第三凸出件和所述第二凸出件之间形成第二容纳空间，所述第二容纳空间用于容纳第二绕组；

其中，所述芯在所述第二凸出件以外的位置开设有第一开口，使所述第一绕组的引出部能够伸出所述第一开口，所述芯在远离所述第一开口的一侧开设有第二开口，使所述第二绕组的引出部能够伸出所述第二开口。

在其中一个实施例中，所述第一开口开设于所述第一凸出件或开设于所述第一凸出件和所述第二凸出件之间。

在其中一个实施例中，所述第二开口开设于所述第三凸出件以外的位置。

在其中一个实施例中，所述第二绕组通过多根导线并绕形成，所述第二开口包括第一子开口和第二子开口，所述第一子开口用于穿设多根导线的第一端，所述第二子开口用于穿设所述多根导线的第二端。

在其中一个实施例中，所述第一子开口和/或所述第二子开口的形状与导线的形状和数量对应。

在其中一个实施例中，所述基座、所述第二凸出件和所述第一凸出件均开口且连通，以形成所述第二开口。

在其中一个实施例中，所述第二开口的宽度沿径向向外依次增大或阶梯增大。

在其中一个实施例中，以所述基座为基准，所述第二凸出件的高度低于所述第一凸出件的高度预设距离。

在其中一个实施例中，所述预设距离根据所述第一绕组的匝数、所述第二绕组的匝数、真空磁导率和所述第一凸出件、所述第二凸出件、所述第三凸出件的有效磁通面积确定。

在其中一个实施例中，所述第二凸出件的材料和所述第一凸出件、所述第三凸出件的材料不同。

第二方面，本申请还提供一种变压器，所述变压器包括：

上述第一方面任一个实施例中的芯；

第一绕组，被配置于所述第一容纳空间内，所述第一绕组的引出部从所述第一开口伸出；

第二绕组，被配置于所述第二容纳空间内，所述第二绕组的引出部从所述第二开口伸出。

在其中一个实施例中，所述变压器包括两个所述芯；

两个所述芯相对设置，且两个所述芯的第一容纳空间形成第一绕组空间，两个所述芯的第二容纳空间形成第二绕组空间，两个所述芯的第一开口形成第一开口空间，两个所述芯的第二开口形成第二开口空间；

所述第一绕组被配置于所述第一绕组空间，所述第一绕组的引出部从所述第一开口空间伸出；

所述第二绕组被配置于所述第二绕组空间，所述第二绕组的引出部从所述第二开口空间伸出。

在其中一个实施例中，两个所述芯相同。

在其中一个实施例中，所述第一绕组将所述第二绕组容纳在内部，所述第二绕组的引出部伸出所述第二开口空间时不越过所述第一绕组。

在其中一个实施例中，所述第一绕组用于与第一电路电连接，所述第二绕组用于与第二电路电连接。

在其中一个实施例中，所述变压器还包括安装板，所述安装板具有第一开孔和第二开孔，所述芯与所述安装板连接，所述第一绕组的引出部从所述芯伸出后穿过所述第一开孔，所述第二绕组的引出部从所述芯伸出后穿过所述第二开孔。

在其中一个实施例中，所述安装板在所述第一开口的一侧具有突出结构，所述第一开孔开设于所述突出结构，所述第一开孔与所述芯的距离满足第一预设要求，所述第二开孔与所述芯的距离满足第二预设要求。

在其中一个实施例中，所述安装板开设有第三开孔，所述第三开孔位于所述第一开孔和所述第二开孔之间。

在其中一个实施例中，所述变压器还包括第一线轴和第二线轴，所述第一线轴被配置于所述第一容纳空间，用于固定所述第一绕组，所述第一线轴包括第一限位部，所述第一限位部用于对所述第一绕组的引出部限位；所述第二线轴被配置于所述第二容纳空间，用于固定所述第二绕组，所述第二线轴包括第二限位部，所述第二限位部用于对所述第二绕组的引出部限位，其中，所述第二限位部卡合于所述第二开口。

第三方面，本申请还提供一种电路板结构，所述电路板结构包括：

电路板，设有第一电路和第二电路；以及

上述第二方面任一个实施例中的变压器，被配置于所述电路板，所述第一绕组与所述第一电路电连接，所述第二绕组与所述第二电路电连接。

在其中一个实施例中，N个所述第一电路、M个所述第二电路和M个所述变压器组成变压模块，所述电路板结构中包括至少一个所述变压模块，其中N、M为正整数，且N小于或等于M。

在其中一个实施例中，所述第一电路设置于所述电路板第一侧，所述第二电路设置于所述电路板第二侧，所述变压器设置于所述第一电路和所述第二电路之间，且所述变压器的第一开口空间朝向所述第一电路，所述变压器的第二开口空间朝向所述第二电路。

在其中一个实施例中，所述电路板在所述变压器的对应位置开设有第四开孔。

上述芯、变压器和电路板结构中，芯包括基座和位于基座第一表面的第一凸出件、第二凸出件、第三凸出件，在第一凸出件和第二凸出件之间形成用于容纳第一绕组的第一容纳空间，在第二凸出件和第三凸出件之间形成用于容纳第二绕组的第二容纳空间，这样形成的第一绕组位于外侧，第二绕组位于内侧。为了使第一绕组和第二绕组的引出部能够引出与其他电子器件连接，本发明提供的芯开设有第一开口和第二开口，且第二开口位于远离第一开口的一侧，使第一绕组和第二绕组的引出部从相互远离的两侧引出，一方面，第二绕组的引出部不需要第一绕组设计特殊的凹位来引出，使得第一绕组的加工简单，第一绕组和第二绕组的装配简单。另一方面，本发明提供的芯能够允许将第一电路设置于第一开口一侧，将第二电路设置于第二开口一侧，如此使第一电路和第二电路的物理布局更合理，例如，该电路物理布局可以降低不同电路器件产生的干扰，还可以使电路板上的整体走线更短，节省电路板上的面积。此外，第一绕组和第二绕组互不重叠，尤其是，第一绕组的引出部和第二绕组之间没有任何交叠，第二绕组的引出部与第一绕组之间也没有任何交叠，如此可以避免第一绕组和第二绕组物理上的相互干扰，便于变压器绕组结构的加工和装配；并且可以避免第一绕组和第二绕组之间产生邻近效应，进而增大绕组的利用率。

附图说明

图1为传统技术中第一绕组和第二绕组的引出方式示意图；

图2为一个实施例中的芯的结构示意图；

图3为一个实施例中芯容纳有绕组的结构示意图；

图4为一个实施例中第一绕组和第二绕组的引出部伸出芯的示意图；

图5为一个实施例中第一开口开设于第一凸出件和第二凸出件之间的示意图；

图6示出了一个实施例中第二开口开设于第三凸出件以外的位置的示意图；

图7为一个实施例中第一子开口和/或第二子开口的形状示意图；

图8为另一个实施例中第一子开口和/或第二子开口的形状示意图；

图9为一个实施例中芯的侧面视角图；

图10为一个实施例中变压器的结构示意图；

图11为另一个实施例中变压器未示出第一绕组和第二绕组的结构示意图；

图12为一个实施例中变压器的爆炸图；

图13为一个实施例中变压器具有安装板时的结构示意图；

图14为一个实施例中变压器具有安装板时安装板与芯的位置示意图；

图15为一个实施例中使用上述变压器的电路板结构示意图；

图16示出了一个实施例中图15中第一电路、第二电路和变压器的电路板的示意图。

附图标记说明：10、芯；11、基座；12、第一凸出件；13、第二凸出件；14、第三凸出件；15、第一绕组；16、第二绕组；161、导线；20、变压器；21、第一线轴；22、第二线轴；23、安装板；231、第一开孔；232、第二开孔；233、突出结构；234、第三开孔；24、盖板；30、电路板结构；31、电路板；311、电路板第一侧；312、电路板第二侧；32、第一电路；33、第二电路；34、变压模块；S1、第一表面；S2、第二表面；Q1、第一开口；Q2、第二开口；P1、第一容纳空间；P2第二容纳空间。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

变压器由芯和绕组组成，示例性地，芯可以是由磁性材料制成的铁芯，例如铁氧体材料、铁粉芯材料，其中铁粉芯材料可以是铁硅铝、铁硅等。

图1示出了一种传统技术中的芯，如图1所示，芯中包括中心磁柱、中间磁柱和外磁柱，其中，中间磁柱和外磁柱在同一侧开口，用于引出初级绕组和次级绕组，即初级绕组和次级绕组均从开口W中引出。

这种开口方式首先会导致初级绕组和次级绕组的装配比较困难，其次在初级绕组和次级绕组在外接电路板上的电路时，会导致接线过长，从而占用了更多电路板上的面积，影响其他功能的性能。

基于此，本申请实施例提供一种芯10，能够减小占用电路板的面积，使电路板上有更多的面积用于放置散热器件。

参阅图2，图2示出了本发明一个实施例中芯10的示意图，本发明一个实施例提供了芯10，包括基座11、第一凸出件12、第二凸出件13和第三凸出件14。基座11的第一表面S1具有第一凸出件12，第二凸出件13和第三凸出件14均位于基座11上。其中，第二凸出件13被配置于第一凸出件12内，基座11的第一表面S1、第一凸出件12和第二凸出件13包围，以在第二凸出件13和第一凸出件12之间形成第一容纳空间P1。第三凸出件14被配置于第二凸出件13内，基座11的第一表面S1、第二凸出件13和第三凸出件14包围，以在第三凸出件14和第二凸出件13之间形成第二容纳空间P2。

第一凸出件12是沿基座11第一表面S1边缘的凸起，基座11和第一凸出件12形成内部中空且一端开口围栏结构。可选地，第二凸出件13位于第一凸出件12内，也即位于围栏结构内部，第二凸出件13可以是环形结构，第三凸出件14位于环形结构的内部，且小于环形结构的内环，从而在第一凸出件12和第二凸出件13之间形成第一容纳空间P1，在第二凸出件13和第三凸出件14之间形成第二容纳空间P2。通过这样的方式，第一容纳空间P1和第二容纳空间P2可以形成同心圆。

可选地，基座11可以是圆盘形结构或近似圆盘形结构。此时第一凸出件12和基座11形成内部中空且一端开口的圆柱体结构，环形的第二凸出件13位于圆柱体结构中，第三凸出件14位于第二凸出件13内部。第三凸出件14可以是圆柱体结构，可选地，基座11、第一凸出件12、第二凸出件13和第三凸出件14可以同心。

可选地，第二凸出件13的材料可以和第一凸出件12、第三凸出件14的材料不同，以使第二凸出件13和第一凸出件12、第三凸出件14的磁导率不同，从而使得磁场密度更加均匀。

可选地，第一凸出件12、第二凸出件13、第三凸出件14和基座11使用相同的材料制造，可以在制造时使用同一个模具，提高制造效率。可选地，第一凸出件12、第二凸出件13、第三凸出件14和基座11可以是一体成型的结构。

参见图3，图3示出了一个实施例中芯10容纳有绕组的结构示意图，第一容纳空间P1用于容纳第一绕组15，第二容纳空间P2用于容纳第二绕组16。绕组是由导线缠绕形成的。例如，绕组可以是由单根导线缠绕形成，也可以是由多根导线并绕形成，多根导线之间可以绝缘也可以不绝缘。一种可选的实施方式中，绕组由多根导线并绕形成，多根导线之间不绝缘，例如，绕组可以由2000根极细导线并绕形成。另一种可选的实施方式中，多根导线之间绝缘，例如，由2000根极细导线形成一根包有绝缘材料的导线之后，两根包有绝缘材料的导线并绕形成绕组。

参见图2，按照第三凸出件14、第二凸出件13和第一凸出件12的排列次序为由内向外，芯10在第二凸出件13以外的位置开设有第一开口Q1，第一绕组15容纳于第一容纳空间P1，而第一容纳空间P1位于第二凸出件13以外的区域，第一绕组15的引出部穿过第一开口Q1伸出芯10。

芯10在远离第一开口Q1的一侧开设有第二开口Q2，第二绕组16的引出部穿过第二开口Q2后伸出。其中，第二开口Q2远离第一开口Q1是指在第一开口Q1的位置确定后，第二开口Q2和第一开口Q1的角度较大，如分布在与第一开口Q1相对的一侧。

参见图4，图4示出了一个实施例中第一绕组15和第二绕组16的引出部伸出芯的示意图，图4是图3中的A方向看过去的视图。绕组是由导线缠绕形成的，引出部可以是导线未缠绕的部分。例如，引出部可以是导线的端部。如图4所示，第一绕组的引出部为15-1，第二绕组的引出部为16-1。

在芯10装配有第一绕组15和第二绕组16时，第一绕组15的引出部从第一开口Q1伸出，可选地，第一绕组15的第一端和第二端均从第一开口Q1伸出，用于与交流侧的电路元件电连接，其中，第一绕组15的第一端和第二端可以是导线的端部引线，例如第一绕组15端部的两个引脚；第二绕组16的引出部从第二开口Q2伸出，可选地，第二绕组16的第一端和第二端均从第二开口Q2伸出，用于与直流侧的电路元件电连接，其中，第二绕组16的第一端和第二端可以是导线的端部引线，例如第二绕组16端部的两个引脚。

在一个可行的实现方式中，第二开口Q2位于芯10上第一开口Q1相对的一侧。在其他可行的实现方式中，第二开口Q2的中心与第三凸出件14中心的连线与第一开口Q1的中心和第三凸出件14中心的连线的夹角可以是90°-180°之间，包括90°和180°。在一个具体的实施例中，第二开口Q2的中心与第三凸出件14中心的连线与第一开口Q1的中心和第三凸出件14中心的连线的夹角为90°。

本发明提供的芯开设有第一开口Q1和第二开口Q2，且第二开口Q2位于远离第一开口Q1的一侧，使第一绕组15和第二绕组16的引出部从相互远离的两侧引出，一方面，第二绕组16的引出部不需要第一绕组15设计特殊的凹位来引出，使得第一绕组15的加工简单，第一绕组15和第二绕组16的装配简单。

另一方面，本发明提供的芯能够允许将第一电路设置于第一开口Q1一侧，将第二电路设置于第二开口Q2一侧，如此使第一电路和第二电路的物理布局更合理，例如，该电路物理布局可以降低不同电路器件产生的干扰，还可以使电路板上的整体走线更短，节省电路板上的面积。

此外，第一绕组15和第二绕组16互不重叠，避免第一绕组15和第二绕组16物理上的相互干扰，便于变压器绕组结构的加工和装配；并且可以避免第一绕组15和第二绕组16之间产生邻近效应，进而增大绕组的利用率。邻近效应是指当第一绕组15和第二绕组16分别通过方向相反的交流电流时，各自产生的交变磁场相互在另一个绕组上产生涡流，使得另一个绕组中的实际电流分布向截面中向一侧集中，导致绕组中的电阻增大，使绕组的利用率降低。

在一个示例性的实施例中，继续参见图2，第一开口Q1开设于第一凸出件12。可选地，第一开口Q1沿第一凸出件12延伸至基座11。

在另一个示例性的实施例中，参见图5，图5示出了一个实施例中第一开口Q1开设于第一凸出件12和第二凸出件13之间的示意图，此时第一开口Q1开设于基座11。通过这样的开口方式，第一凸出件12不需要开口，能够减少漏磁，并且增大了芯的有效磁通面积。

继续如图5所示，第一开口Q1可以是多个小孔，以使第一绕组15的引出部的各引脚分别伸入对应的小孔中。可选地，第一开口Q1还可以是一个大孔，第一绕组15的引出部的全部引脚从该大孔伸出。

在一个示例性的实施例中，参见图6，图6示出了一个实施例中第二开口Q2开设于第三凸出件14以外的位置示意图，第二开口Q2开设于基座11。本实施例中，第二开口Q2开设于基座11，第二绕组16的引出部从第二开口Q2向下伸出。可选的，第二开口Q2开设于第二凸出件13以及第二凸出件13和第一凸出件12之间的基座11上（图6中未示出该实施例），第二绕组16的引出部从第二凸出件13伸出之后，从基座向下伸出。通过这样的开口方式，第一凸出件12和/或第二凸出件13不需要开口，能够减少漏磁，并且增大了芯的有效磁通面积。

磁通密度的计算公式为B=L*I/(N*Ae)，Ae是芯的有效磁通面积，即第一凸出件12、第二凸出件13、第三凸出件14的横截面积，B是磁通密度；I是绕组中的电流。由公式可得，Ae和B成反比，变压器磁通密度B过大会导致变压器容易饱和，因此为了保证B较小，Ae应该较大，考虑到变压器体积的制约，应该在变压器体积不变的情形下，尽量增加有效磁通面积Ae。

可选的，第二绕组16通过多根导线161并绕形成。并绕是指将两个或两个以上的导线，平行绕制成一个整体，多根导线并绕形成绕组还能够增大绕组可承载的电流。

图7示出了一个实施例中第一子开口和/或第二子开口的形状示意图，如图7所示，导线161为圆柱形且具有两根时，子开口的形状可以是两端为弧形，中间为直线的方圆孔。

图8示出了另一个实施例中第一子开口和/或第二子开口的形状示意图，如图8所示，在导线161为圆柱形且具有三根时，子开口的形状可以是三角圆孔，其三个角为圆弧形，边为直线。可选地，导线161具有三根时子开口的形状还可以与导线161具有两根时的形状一致，只是中间直线长度延长，以使三根导线161并排。

导线161的横截面一般为圆形，若第一子开口和/或第二子开口被构造为正圆形，在多个导线161共同伸入子开口时子开口具有冗余的活动空间，导致导线161易在子开口中摆动，在与外部电路电连接后容易脱落而断路。因此需要通过子开口对导线161进行限位，本实施例中，将第一子开口和/或第二子开口的形状与导线161的形状和数量对应，以使导线161被限位于第一子开口和/或第二子开口内而不发生摆动。

继续参见图2，在一个示例性的实施例中，基座11、第二凸出件13和第一凸出件12均开口且连通，以形成第二开口Q2。基座11在远离第一开口Q1的一侧也开口，且基座11的开口从第三凸出件14延伸至外部。第二凸出件13和第一凸出件12在远离第一开口Q1的一侧均开口，这样基座11、第二凸出件13和第一凸出件12形成的开口依次连通形成第二开口Q2。参见图3，连通的第二开口Q2能够提供更大的容纳空间，使第一绕组15能够部分朝远离第三凸出件13的方向的横向凸起，以提供给第二绕组16更大的空间，此外，基座11、第二凸出件13和第一凸出件12均开口且连通，在设计模具时能够形成连续的整体结构，便于芯的加工制造，并且便于绕组的装配。

继续参见图2，在一个示例性的实施例中，第二开口Q2的宽度沿径向向外依次增大或阶梯增大，上述径向指的是芯的径向。通过这样的方式，第一凸出件12的开口面积大于第二凸出件13的开口面积，第一凸出件12能够给第一绕组15提供让位空间，参见图3，使第一绕组15在第一凸出件12的开口位置向外凸，以使位于其内部的第二绕组16具有更大的容纳空间，在第二绕组16具有多根导线161时能够更容易排布。

参见图9，图9示出了一个实施例中的芯10从图2中的箭头B所指方向观测的侧视图。在一个示例性的实施例中，以基座11为基准，第二凸出件13的高度低于第一凸出件12的高度，二者之间的高度差为预设距离，从而在第二凸出件13远离基座11的一侧形成气隙，能够通过气隙控制漏电感。进一步地，参见图11，两个芯10组合形成变压器时，两个第二凸出件13之间形成气隙。

芯10用于组装变压器，变压器电感L的计算公式L=N^2*u *Ae/lg，其中N是绕组线圈的匝数，u是真空磁导率，为常数，Ae是第一凸出件12、第二凸出件13、第三凸出件14磁柱的有效磁通面积，lg是气隙长度。因此，变压器的气隙越小漏磁越少，就不会影响铜线上的电流分布，铜损就小。根据上式，第二凸出件13低于第一凸出件12的预设距离能够根据第一绕组15的匝数、第二绕组16的匝数、真空磁导率和第一凸出件12、第二凸出件13、第三凸出件14的有效磁通面积确定。

基于相同的技术构思，本申请实施例还提供一种变压器20。在一个示例性的实施例中，变压器20包括上述的芯10，以及第一绕组15和第二绕组16。芯10包括：基座11，基座11的第一表面S1具有第一凸出件12；第二凸出件13，被配置于第一凸出件12内，第二凸出件13和第一凸出件12之间形成第一容纳空间P1；以及，第三凸出件14，被配置于第二凸出件13内，第三凸出件14和第二凸出件13之间形成第二容纳空间P2。

芯10在第二凸出件13以外的位置开设有第一开口Q1，芯10在远离第一开口Q1的一侧开设有第二开口Q2。第一绕组15被配置于第一容纳空间P1内，第一绕组15的引出部从第一开口Q1伸出；第二绕组16，被配置于第二容纳空间P2内，第二绕组16的引出部从第二开口Q2伸出。第一绕组15和第二绕组16的引出部伸出芯10后，能够与外部电路电连接。示意性地，第一绕组15的引出部伸出芯10后能够与第一电路电连接，第二绕组16的引出部伸出芯10后，能够与第二电路电连接。

本发明提供的变压器20第二开口Q2位于远离第一开口Q1的一侧，使第一绕组15和第二绕组16的引出部从相互远离的两侧引出，一方面，第二绕组16的引出部不需要第一绕组15设计特殊的凹位来引出，使得第一绕组15的加工简单，第一绕组15和第二绕组16的装配简单。另一方面，本发明提供的变压器20能够允许将第一电路设置于第一开口Q1一侧，将第二电路设置于第二开口Q2一侧，如此使第一电路和第二电路的物理布局更合理，例如，该电路物理布局可以降低不同电路器件产生的干扰，还可以使电路板上的整体走线更短，节省电路板上的面积。

参见图10，图10示出了一个实施例中变压器20的结构示意图。在一个示例性的实施例中，变压器20还可以包括盖板24，盖板24盖设于芯10上，对第一绕组15和第二绕组16，以及第二凸出件13和第三凸出件14形成遮蔽。可选地，盖板24可以是任何一种磁性板。

参见图11，图11示出了另一个实施例中变压器20包括两个芯10的结构示意图，图中未示出第一绕组15和第二绕组16，在一个实施例中，变压器包括两个芯10，两个芯10相对设置。两个芯10相对设置并贴合连接。两个芯10的第一凸出件12相对、第二凸出件13相对且第三凸出件14相对。两个第一容纳空间P1对应形成第一绕组空间R1，两个第二容纳空间P2对应形成第一绕组空间R2。两个芯10的第一开口Q1形成第一开口空间，两个芯10的第二开口Q2形成第二开口空间。第一绕组15被配置于第一绕组空间R1，第一绕组15的引出部从第一开口空间伸出；第二绕组16被配置于第一绕组空间R2，第二绕组16的引出部从第二开口空间伸出。

在一个实施例中，两个芯10相同，对称粘合在一起。该实施例中，加工过程中能够仅使用一个模具，提高制备效率并降低开模成本。

参见图12，图12示出了一个实施例中变压器20的爆炸图。可选地，第一绕组15被配置于第一绕组空间R1，第二绕组16被配置于第一绕组空间R2，第一绕组15和第二绕组16的引出部分别从变压器20的第一开口空间和第二开口空间伸出。第一绕组15将第二绕组16容纳在内部，第二绕组16的引出部伸出第二开口空间时不越过第一绕组15。

第一绕组15和第二绕组16互不重叠，避免第一绕组15和第二绕组16物理上的相互干扰，尤其是，第一绕组的引出部和第二绕组之间没有任何交叠，第二绕组的引出部与第一绕组之间也没有任何交叠，如此可以便于变压器绕组结构的加工和装配，并且可以避免第一绕组15和第二绕组16之间产生邻近效应，进而增大绕组的利用率。

在一个可行的实现方式中，变压器20还包括第一线轴21和第二线轴22，第一线轴21被配置于第一容纳空间P1，用于固定第一绕组15，第二线轴被配置于第二容纳空间P2，用于固定第二绕组16。线轴的作用是支撑和固定绕组以及提供适当的结构支持。可选地，线轴可以是一个圆柱形结构，由绝缘材料制成，绕组缠绕于线轴上，可以有效地支撑绕组，防止绕组松动或变形。

其中，第一线轴21包括第一限位部，第一限位部用于对第一绕组15的引出部限位。第二线轴22包括第二限位部，第二限位部用于对第二绕组16的引出部限位，避免其晃动，第二限位部卡合于第二开口Q2，进一步提高其对第二绕组16引出部的限位作用。

可选地，变压器20还包括安装板23，参见图13，图13示出了一个实施例中变压器20具有安装板23时的结构示意图,是图12的组装图，并在图12的基础上增加了安装板23。芯10与安装板23连接，安装板23设置于基座11的第二表面S2（如图4所示），也即背向第一凸出件12、第二凸出件13以及第三凸出件14的表面。安装板23具有第一开孔231和第二开孔232，第一绕组15的引出部从芯10伸出后穿过第一开孔231，第二绕组16的引出部从芯10伸出后穿过第二开孔232。

可选地，第一开孔231和/或第二开孔232可以包括多个子开孔，子开孔的形状与绕组对应。如第二绕组16由多个导线并绕形成时，第二开孔232的形状根据导线的形状和数量对应。

为了使绕组与芯10的距离满足安全规范要求，第一绕组15的引出部和芯10的距离应该满足第一预设要求，第二绕组16的引出部与芯10的距离应该满足第二预设要求。安装板23在第一开口Q1的一侧具有突出结构233，第一开孔231开设于突出结构233，与芯10的距离满足第一预设要求，从而使第一绕组15的引出部穿过第一开孔231时与芯10的距离满足安全规范要求。在基座11、第二凸出件13和第一凸出件12均开口且连通以形成第二开口Q2时，第二开孔232的开孔位置可以在第二开口Q2的范围内选择，那么第二开孔232与芯10的距离应满足第二预设要求，以使第二绕组16的引出部穿过第二开孔232时与芯10的距离满足安全规范要求。

参见图14，图14示出了一个实施例中变压器20具有安装板23时安装板23与芯的位置示意图。图14是图2中的芯10装配有安装板23时从箭头C方向看过去的视图。变压器20装有安装板23时，安装板23被配置于其中一个芯10中基座11的第二表面S2。可选地，第一绕组15和第二绕组16的引出部可以从该芯10伸出并穿过安装板23。

为了满足安全规范要求，安装板23上第一开孔231的两个子开孔的距离L1应大于2mm，以使第一绕组15的引出部引脚的间隔距离满足要求。第一开孔231和第三凸出件14的距离L2应大于3.5mm，以使第一绕组15的引出部与芯10的距离满足要求。安装板23上第二开孔232的两个子开孔的距离L3可以是3mm-6mm之间，保证第二绕组16引脚的间距不能过小或过大，间距不能太小是为了防止焊锡相连，间距不能太大是为了便于第二绕组16布线。第三凸出件14的边缘到安装板23在第二开口Q2处的边缘距离L4的距离可以是17mm-23mm，使第二开口Q2的容纳空间增大，使第二开孔232与芯10的距离大于1mm，满足安全规范要求。第一凸出件12的宽度L5可以是1.5mm-3.5mm，第二凸出件13的宽度L7可以是2.5mm-4.5mm，第三凸出件14的半径L6可以是8mm-12mm，确保足够的有效磁通面积以使正常工况下变压器的磁通小于0.25T。此外，形成气隙的宽度可以是1.5mm-2.5mm，以优化变压器的漏感。

在一个示例性的实施例中，安装板23开设有第三开孔234，第三开孔234位于第一开孔231和第二开孔232之间。可选地，第三开孔能够用于安装散热器，以降低变压器20使用时的温度，延长变压器20的使用寿命。

基于相同的技术构思，本申请实施例提供一种电路板结构。参见图15，图15示出了一个实施例中使用上述变压器20的电路板结构30示意图。电路板结构30包括电路板31和设置于电路板31的变压器20。电路板31设有第一电路32和第二电路33，变压器20的第一绕组15与第一电路32电连接，第二绕组16与第二电路33电连接。

参见图16，图16示出了一个实施例中图15中第一电路32、第二电路33和变压器20的电路板的示意图，如图16所示，第一绕组电连接第一电路32，第二绕组电连接第二电路33。第一电路32具有第一端口32-1，第一端口32-1的电压可以是交流电压或者直流电压；第二电路33具有第二端口33-1，第二端口33-1的电压可以是交流电压或者直流电压。

关于第一电路32和第二电路33，可以有如下几种实现方式：

第一端口32-1为直流电压，第二端口33-1为交流电压时，第一电路32、变压器20和第二电路33构成直流-交流变换电路；

第一端口32-1为直流电压，第二端口33-1为直流电压时，第一电路32、变压器20和第二电路33构成直流-直流变换电路；

第一端口32-1为交流电压，第二端口33-1为直流电压时，第一电路32、变压器20和第二电路33构成交流-直流变换电路；

第一端口32-1为交流电压，第二端口33-1为交流电压时，第一电路32、变压器20和第二电路33构成交流-交流变换电路。

可选地，第一电路32可以是H桥电路，H桥电路由四个开关器件组成，通过控制四个开关器件的通断情况，可以实现不同的电流路径。可选地，第二电路33可以是周波变换电路（Cyclo-Converter）。周波变换电路将输入交流电能转换为不同频率的输出交流电能，一般由控制电子开关器件组成，通过开关器件的适时触发和控制来实现对输出电压波形和频率的调节。

在一个示例性的实施例中，参见图15，第一电路32设置于电路板第一侧311，第二电路33设置于电路板第二侧312，变压器20设置于第一电路32和第二电路33之间，且变压器20的第一开口Q1朝向第一电路32，第二开口Q2朝向第二电路33。可选地，电路板第一侧311和电路板第二侧312不位于电路板的同侧，可以位于电路板相远离的两侧。进一步地，电路板第一侧311和电路板第二侧312可以位于电路板相对的两侧。变压器的位置不限定于是正中间，凡是可以减少线路长度的位置，都在本申请实施例的保护范围之内。这样设置，能够将第一电路32和第二电路33合理布局于电路板31，减少线路长度，最大化地利用电路板31的面积。而电路板上的铜是有损耗的，对电路板的散热要求也很高，因此，布线长度的减少能够降低损耗。

可选地，电路板31可以在变压器20的下方开设有第四开孔。变压器20的引出部直接连接电路，在变压器20放置的位置不会有布线，因此电路板31可以在变压器20的对应位置开设有第四开孔。第四开孔能够用于安装散热器，对变压器20降温，以延长变压器20的有效工作时间。

在一个示例性的实施例中，N个第一电路32、M个第二电路33和M个变压器20组成变压模块34，电路板结构30中包括至少一个变压模块34，其中N、M为正整数，且N小于或等于M。如在图15中，1个第一电路32和2个第二电路33和2个变压器20组成一个变压模块34。一个第一电路32与多个变压器20的第一绕组电连接，一个第二电路33电连接一个变压器20的第二绕组16。可选地，以第一电路32、多个变压器20和多个第二电路33作为一组变压模块34，电路板31上可以设置多个变压模块34。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (22)

1.一种芯，其特征在于，所述芯包括：

基座，所述基座的第一表面具有第一凸出件；

第二凸出件，被配置于所述第一凸出件内，所述第二凸出件和所述第一凸出件之间形成第一容纳空间，所述第一容纳空间用于容纳第一绕组；以及，

第三凸出件，被配置于所述第二凸出件内，所述第三凸出件和所述第二凸出件之间形成第二容纳空间，所述第二容纳空间用于容纳第二绕组；

其中，所述芯在所述第二凸出件以外的位置开设有第一开口，使所述第一绕组的引出部能够伸出所述第一开口，所述芯在远离所述第一开口的一侧开设有第二开口，使所述第二绕组的引出部能够伸出所述第二开口。

2.根据权利要求1所述的芯，其特征在于，所述第一开口开设于所述第一凸出件或开设于所述第一凸出件和所述第二凸出件之间。

3.根据权利要求1所述的芯，其特征在于，所述第二开口开设于第三凸出件以外的位置。

4.根据权利要求3所述的芯，其特征在于，所述第二绕组通过多根导线并绕形成，所述第二开口包括第一子开口和第二子开口，所述第一子开口用于穿设多根导线的第一端，所述第二子开口用于穿设所述多根导线的第二端。

5.根据权利要求4所述的芯，其特征在于，所述第一子开口和/或所述第二子开口的形状与导线的形状和数量对应。

6.根据权利要求1所述的芯，其特征在于，所述基座、所述第二凸出件和所述第一凸出件均开口且连通，以形成所述第二开口。

7.根据权利要求6所述的芯，其特征在于，所述第二开口的宽度沿径向向外依次增大或阶梯增大。

8.根据权利要求1所述的芯，其特征在于，以所述基座为基准，所述第二凸出件的高度低于所述第一凸出件的高度预设距离。

9.根据权利要求8所述的芯，其特征在于，所述预设距离根据所述第一绕组的匝数、所述第二绕组的匝数、真空磁导率和所述第一凸出件、所述第二凸出件、所述第三凸出件的有效磁通面积确定。

10.根据权利要求1-9任一项所述的芯，其特征在于，所述第二凸出件的材料和所述第一凸出件、所述第三凸出件的材料不同。

11.一种变压器，其特征在于，所述变压器包括：

权利要求1-10任一项所述的芯；

第一绕组，被配置于所述第一容纳空间内，所述第一绕组的引出部从所述第一开口伸出；

第二绕组，被配置于所述第二容纳空间内，所述第二绕组的引出部从所述第二开口伸出。

12.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述变压器包括两个所述芯；

两个所述芯相对设置，且两个所述芯的第一容纳空间形成第一绕组空间，两个所述芯的第二容纳空间形成第二绕组空间，两个所述芯的第一开口形成第一开口空间，两个所述芯的第二开口形成第二开口空间；

所述第一绕组被配置于所述第一绕组空间，所述第一绕组的引出部从所述第一开口空间伸出；

所述第二绕组被配置于所述第二绕组空间，所述第二绕组的引出部从所述第二开口空间伸出。

13.根据权利要求12所述的变压器，其特征在于，两个所述芯相同。

14.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述第一绕组将所述第二绕组容纳在内部，所述第二绕组的引出部伸出所述第二开口时不越过所述第一绕组。

15.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括安装板，所述安装板具有第一开孔和第二开孔，所述芯与所述安装板连接，所述第一绕组的引出部从所述芯伸出后穿过所述第一开孔，所述第二绕组的引出部从所述芯伸出后穿过所述第二开孔。

16.根据权利要求15所述的变压器，其特征在于，所述安装板在所述第一开口的一侧具有突出结构，所述第一开孔开设于所述突出结构，所述第一开孔与所述芯的距离满足第一预设要求，所述第二开孔与所述芯的距离满足第二预设要求。

17.根据权利要求15所述的变压器，其特征在于，所述安装板开设有第三开孔，所述第三开孔位于所述第一开孔和所述第二开孔之间。

18.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述变压器还包括第一线轴和第二线轴，所述第一线轴被配置于所述第一容纳空间，用于固定所述第一绕组，所述第一线轴包括第一限位部，所述第一限位部用于对所述第一绕组的引出部限位；所述第二线轴被配置于所述第二容纳空间，用于固定所述第二绕组，所述第二线轴包括第二限位部，所述第二限位部用于对所述第二绕组的引出部限位，其中，所述第二限位部卡合于所述第二开口。

19.一种电路板结构，其特征在于，所述电路板结构包括：

电路板，设有第一电路和第二电路；以及,

权利要求11-18任一项所述的变压器，被配置于所述电路板，所述第一绕组与所述第一电路电连接，所述第二绕组与所述第二电路电连接。

20.根据权利要求19所述的电路板结构，其特征在于，N个所述第一电路、M个所述第二电路和M个所述变压器组成变压模块，所述电路板结构中包括至少一个所述变压模块，其中N、M为正整数，且N小于或等于M。

21.根据权利要求19所述的电路板结构，其特征在于，所述第一电路设置于所述电路板第一侧，所述第二电路设置于所述电路板第二侧，所述变压器设置于所述第一电路和所述第二电路之间，且所述变压器的第一开口空间朝向所述第一电路，所述变压器的第二开口空间朝向所述第二电路。

22.根据权利要求19所述的电路板结构，其特征在于，所述电路板在所述变压器的对应位置开设有第四开孔。