CN203205230U

CN203205230U - 一种开关电源中的平面变压器

Info

Publication number: CN203205230U
Application number: CN 201320237274
Authority: CN
Inventors: 易峰; 万颖; 黄嵩人
Original assignee: Individual
Current assignee: Hunan Jinxin Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-05-06
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2023-05-06

Abstract

本实用新型公开了一种开关电源中的平面变压器，它包括磁芯和绕组（6），以上所述的磁芯安装在PCB板（7）上，以上所述的磁芯包括有两部分构成，一部分包括一个底面Ⅰ（51）、圆柱体磁芯柱（52）和圆弧形磁芯柱（54），另一部分为底面Ⅱ（55）；绕组（6）由设置在PCB板（7）上的线圈形成，绕组（6）都环绕在圆弧形磁芯柱（54）上，以上所述的绕组（6）包括原边绕组（1）、副边绕组Ⅰ（2）、副边绕组Ⅱ（3）、副边绕组Ⅲ（4）。本实用新型提供了一种体积小，能够准确地传递信号并对外界干扰小的平面变压器，本实用新型主要应用在开关电源模块中作为驱动变压器。

Description

一种开关电源中的平面变压器

技术领域

本发明涉及变压器领域，更具体地说是指一种使用在开关电源中的平面变压器。

背景技术

随着开关电源的发展，小体积、高功率密度越来越称为开关电源的追求目标和发展方向，各种减小电源体积、提高电源功率密度的技术应运而生，平面变压器技术就是其一。传统技术的开关电源中，功率变压器由缠绕在磁芯上的多组导线实现。这样的变压器占有很大体积，使得开关电源模块难以做小、做薄。而且，由于绕线的间距比较大，变压器的漏感也比较大，耦合程度较差，变压器效率较低。平面变压器就是将开关电源的中使用的变压器制作在PCB板上，用板上的一层或相连多层导线作为变压器绕组，当中嵌入磁芯的变压器。平面变压器的出现，大大减小了变压器的体积和高度，从而十分有利于减小电源模块的体积和高度，使电源模块得以小型化、平面化。同时，由于平面变压器结构紧凑，增加了耦合度，减少了漏磁；由于磁芯体积的减小，磁芯上的能量损耗也减少，这些都有利于提高变压器的效率。因此，现在平面变压器在开关电源模块中得到了广泛应用。

目前常见的平面变压器，一般都是将初级绕组和次级绕组直接印刷在一块多层的PCB板上。然而这会带来一些问题：一是设置在一块PCB板上的多个绕组间的间距非常小，所产生的容性效应会比较大，容易引起信号失真；二是变压器与电路制作在一起，距离很近，会对电路产生较大的电磁干扰，影响电路工作，尤其是对干扰敏感的电路，可能引发严重的后果。因此如何减小寄生效应，准确地传递信号，并减小对外部的电磁干扰是一个需要解决的问题。

实用新型内容

本发明提供了一种体积小，能够准确地传递信号并对外界干扰小的平面变压器，本发明主要应用在开关电源模块中作为驱动变压器。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种开关电源中的平面变压器，它包括磁芯和绕组（6），其特征在于：以上所述的磁芯安装在PCB板（7）上，以上所述的磁芯包括有两部分构成，一部分包括一个底面Ⅰ（51）、圆柱体磁芯柱（52）和圆弧形磁芯柱（54），另一部分为底面Ⅱ（55）；绕组（6）由设置在PCB板（7）上的线圈形成，绕组（6）都环绕在圆弧形磁芯柱（54）上，以上所述的绕组（6）包括原边绕组（1）、副边绕组Ⅰ（2）、副边绕组Ⅱ（3）、副边绕组Ⅲ（4）。

所述的PCB板（7）是多层叠加组成，PCB板（7）上打有与以上所述的两个磁芯柱形状吻合的孔。

所述的圆柱体磁芯柱（52）放置在PCB板（7）上靠边的位置，圆弧形磁芯柱（54）面向电路。

本实用新型的有益效果在于：①由于绕组由设置在PCB板上的线圈作为原边绕组和副边绕组，直接嵌入磁芯形成功率变压器，大大缩小了变压器的体积，减轻了变压器重量。②通过变压器的结构设计，减小了变压器的漏感和寄生电容的影响，使变压器能够较好地传递驱动信号，在高频下也能良好工作。③变压器的绕组缠绕在靠里面的圆柱形磁芯柱上，用圆弧形磁芯柱进行隔离，减小了电磁干扰。

附图说明

图1为本发明的电路示意图；

图2为本发明的PCB板俯视图；

图3为本发明的磁芯的三维视图；

图4为本发明的变压器绕组示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1—4所示，本实用新型所述的一种开关电源中的平面变压器，它包括磁芯和绕组6，以上所述的磁芯安装在PCB板7上，以上所述的磁芯包括有两部分构成，一部分包括一个底面Ⅰ51、圆柱体磁芯柱52和圆弧形磁芯柱54，另一部分为底面Ⅱ55；绕组6由设置在PCB板7上的线圈形成，绕组6都环绕在圆弧形磁芯柱54上，以上所述的绕组6包括原边绕组1、副边绕组Ⅰ2、副边绕组Ⅱ3、副边绕组Ⅲ4。所述的PCB板7是多层叠加组成，PCB板7上打有与以上所述的两个磁芯柱形状吻合的孔。

所述的圆柱体磁芯柱52放置在PCB板7上靠边的位置，圆弧形磁芯柱54面向电路。变压器的绕组6缠绕在靠里面的圆柱形磁芯柱52上，用圆弧形磁芯柱54对电路进行隔离，减小了电磁干扰。

本实用新型采用了如上所述的磁芯嵌入PCB板7中来实现，是因为这样体积较小，而且方便将变压器和外部的电路隔离开来，减小对外面产生的产生电磁干扰影响，使外部的电路能正常工作，产生正确的信号。

磁芯可以使用锰锌铁氧体制造，也可以根据磁导率、饱和磁通密度等指标的具体要求由其他材料制造。

如图2所示，本发明中使用的PCB板7是多层叠加组成，具体层数由需要决定。层与层的间距较小时，漏感较小但寄生电容较大，绝缘性也差；层与层的间距较大时，绝缘性好，寄生电容小而漏感却较大，因此必须较好地选定层间距，常用的层间距为100um。

如图4所示，各绕组的线圈必须围绕PCB板7上的通孔布置，通过PCB板7上的通孔互联，形成闭合的环路。绕组各层的绕组的大小形状要大体相似。因为不通过大电流，走线的宽度可以比较细。

为了减小干扰和寄生效应，各种性质不同的绕组通常交错排列，以保证同性质的绕组相隔的距离较远。例如在本实例中，原边绕组1位于PCB板7的第一、第二、第六、第七、第十一、第十二层，第一层到第二层的过孔是中心抽头，第一层、第六层和第十一层的绕行方向和其他相反；副边绕组Ⅰ2位于第三、第十层；副边绕组Ⅱ3位于第四、第九层；副边绕组Ⅲ4位于第五、第八层。

平面变压器的匝数比通过设定原边和副边的线圈匝数来设定。

通过上述设计，本实例中的平面变压器在占用的面积和高度很小，实现了准确的驱动信号传输，并减小了电磁干扰的影响。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括哪些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种开关电源中的平面变压器，它包括磁芯和绕组（6），其特征在于：以上所述的磁芯安装在PCB板（7）上，以上所述的磁芯包括有两部分构成，一部分包括一个底面Ⅰ（51）、圆柱体磁芯柱（52）和圆弧形磁芯柱（54），另一部分为底面Ⅱ（55）；绕组（6）由设置在PCB板（7）上的线圈形成，绕组（6）都环绕在圆弧形磁芯柱（54）上，以上所述的绕组（6）包括原边绕组（1）、副边绕组Ⅰ（2）、副边绕组Ⅱ（3）、副边绕组Ⅲ（4）。

2.根据权利要求1所述的一种开关电源中的平面变压器，其特征在于所述的PCB板（7）是多层叠加组成，PCB板（7）上打有与以上所述的两个磁芯柱形状吻合的孔。

3.根据权利要求1所述的一种开关电源中的平面变压器，其特征在于所述的圆柱体磁芯柱（52）放置在PCB板（7）上靠边的位置，圆弧形磁芯柱（54）面向电路。