CN203706831U - 平面变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平面变压器，包括两个变压器组件，所述变压器组件包括：磁芯；多个副边铜皮组，每个副边铜皮组包括两个副边铜皮，所述副边铜皮包括铜皮主体、以及分别从所述铜皮主体的两端延伸的折叠部和中心抽头部，所述折叠部形成容纳空间，在所述容纳空间内容纳有第一铜块；所述两个副边铜皮的中心抽头部相互贴合，使得所述两个副边铜皮的折叠部分别位于相互贴合的两个所述中心抽头部的两侧；原边线包，位于相邻的两个副边铜皮组之间；以及印刷电路板；所述平面变压器还包括位于所述两个变压器组件之间的铜排和互联铜柱；以及穿过所述副边铜皮组的折叠部和中心抽头部、将所述两个变压器组件锁紧在所述铜排和互联铜柱上的多个长螺钉。

Description

平面变压器

技术领域

本实用新型涉及一种平面变压器。 

背景技术

在电子设备的电源模块中，传统的变压器包括缠绕在磁芯上的多组导线，这种变压器占据很大的体积、效率较低。随着近年来电源模块向着小型化、功率密度高、大电流的趋势发展，使用传统的变压器已经很难再满足要求。与此同时，各种减小电源体积、提高电源功率密度的技术应运而生，平面变压器技术即是其一。与传统变压器相比，平面变压器不但具有结构小型化的先天优势，而且还具有功率密度更高、效率更高、漏电感极低、散热性能好、EMC指标更好以及成本低等优点。平面变压器非常适合表面贴装，是电子产品实现高效、轻质且小型化的关键器件。 

目前市面上的大电流、大功率的平面变压器主要有两种。其中一种平面变压器是以铜皮作为原边和副边绕组，之后将多个绕组堆叠在一起，并和磁芯组合构成变压器。堆叠后的原副边绕组大多通过焊接（或者浸焊）与传输的汇流条互连，这种方案中，多层绕组堆叠已经占据了很大的空间，由于受到结构空间的尺寸限制，通过焊接工艺实现连接存在焊接工艺复杂、难实现、加工困难、成本高等问题。 

另一种平面变压器以电源模块的PCB上的导线作为绕组。因此，变压器绕组的导线通常是电源模块的PCB的一部分。PCB的适当位置形成变压器的原边和副边绕组，且在该适当位置开有对应于磁芯的孔，嵌入磁芯后就形成了变压器。这种平面变压器的优点是结构紧凑，可以做到小型化。但是由于变压器的原、副边绕组本身就是PCB的一部分，必然会受到PCB内部层数和铜厚等条件、以及磁芯内空大小的空间限制，无法满足更大的电流要求。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中的平面变压器加工困难、或者无法满足较大电流要求的缺陷，提供一种平面变压器，容易加工且可以满足较大的电流要求。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种平面变压器，包括两个变压器组件，所述变压器组件包括： 

磁芯； 

多个副边铜皮组，每个副边铜皮组包括两个副边铜皮，所述副边铜皮包括铜皮主体、以及分别从所述铜皮主体的两端延伸的折叠部和中心抽头部，所述折叠部形成容纳空间，在所述容纳空间内容纳有第一铜块；所述两个副边铜皮的中心抽头部相互贴合，使得所述两个副边铜皮的折叠部分别位于相互贴合的两个所述中心抽头部的两侧； 

原边线包，位于相邻的两个副边铜皮组之间；以及 

设置在两侧的印刷电路板； 

所述平面变压器还包括位于所述两个变压器组件之间的铜排和互联铜柱；以及穿过所述副边铜皮组的折叠部和中心抽头部、将所述两个变压器组件锁紧在所述铜排和互联铜柱上的多个长螺钉。 

根据本实用新型所述的平面变压器，在相邻的所述副边铜皮组的中心抽头部之间，设置有第二铜块。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述副边铜皮的折叠部包括依序连接、从而形成所述容纳空间的底部、连接部、以及顶部，所述底部与所述铜皮主体相连，所述顶部与所述底部相对，且所述连接部垂直连接在所述底部和顶部之间。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述底部与顶部上分别设置有底部通孔和顶部通孔，在所述第一铜块上设置有中心孔，且所述中心孔、底部通孔和顶部通孔彼此对准。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述长螺钉穿过每个所述副边铜皮组 的底部通孔、所述第一铜块的中心孔、所述顶部通孔后连接到所述互联铜柱。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述中心抽头部上设置有中心孔和多个固定孔，所述第二铜块上也设置有中心孔和多个固定孔，所述中心抽头部的中心孔和固定孔分别与所述第二铜块上的中心孔和固定孔对准。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述长螺钉穿过每个所述副边铜皮组的中心抽头部的中心孔、以及所述第二铜块上的中心孔后连接到所述铜排。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述平面变压器还包括插在每个所述副边铜皮组的固定孔和所述第二铜块的固定孔中、将所述多个副边铜皮组和它们之间的第二铜块固定在一起的限位铜棒。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述磁芯是PQ型磁芯，所述铜皮主体呈开口的环形，所述环形具有相对的两端，所述折叠部和中心抽头部分别从所述铜皮主体的两端彼此平行延伸。 

根据本实用新型所述的平面变压器，所述顶部上，与连接部相邻的两侧均设有限位折边，所述限位折边朝向所述底部延伸。 

实施本实用新型的平面变压器，具有以下有益效果：可保证大电流的输出，加工工艺更简单。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中： 

图1是本实用新型中副边铜皮的结构示意图； 

图2是本实用新型中副边铜皮弯折后的结构示意图； 

图3是将第一铜块塞入图2所示的副边铜皮时的示意图； 

图4是将第一铜块塞入副边铜皮后的示意图； 

图5A和5B是将两块副边铜皮组合成副边铜皮组的示意图； 

图6是在多个副边铜皮组之间塞入第二铜块时的分解示意图； 

图7是在多个副边铜皮组之间塞入第二铜块后的示意图； 

图8是变压器组件的分解示意图，其中未示出PCB； 

图9是变压器组件的分解示意图，其中示出了PCB； 

图10是本实用新型的平面变压器的分解示意图； 

图11是本实用新型的平面变压器的立体图。 

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。 

图1是本实用新型中副边铜皮100的结构示意图；图2是本实用新型中副边铜皮100弯折后的结构示意图。如图1和图2所示，该副边铜皮100包括铜皮主体101、以及分别从铜皮主体101的两端延伸的折叠部102和中心抽头部103。图示的该副边铜皮100适用于采用PQ型磁芯的平面变压器，因此铜皮主体101呈开口的环形，该环形具有相对的两端。折叠部102和中心抽头部103分别从铜皮主体101的两端彼此平行延伸。整个副边铜皮100可以由一整块铜皮折叠而成。 

图1和图2分别示出了折叠部102折叠前、后的状态。折叠部102包括依序连接的底部102a、连接部102b、以及顶部102c，且底部102a与铜皮主体101相连。在未折叠时，三者处于同一平面上。折叠后，底部102a与铜皮主体101处于同一平面上，顶部102c与底部102a相对，连接部102b则垂直连接在底部102a和顶部102c之间，在折叠部102上形成容纳空间。底部102a与顶部102c上分别设置有底部通孔102d和顶部通孔102e，且底部通孔102d和顶部通孔102e在折叠后彼此对准。底部102a和顶部102c的尺寸相同。 

顶部102c上，与连接部102b相邻的两侧均设有限位折边102f。折叠后，两个限位折边102f朝向底部102a延伸。 

在中心抽头部103上，设置有中心孔103a、以及对称设置于中心孔103a四周的多个固定孔103b。 

图3是将第一铜块200塞入图2所示的副边铜皮100时的示意图；图4是将第一铜块200塞入副边铜皮100后的示意图。如图3和图4所示，沿着垂直于连接部102b的方向将第一铜块200塞入副边铜皮100。其中第一铜块200 呈长方体形，其底面的尺寸与底部102a相同，且高度与连接部102b的高度相同。因此，当第一铜块200塞入副边铜皮100后，其刚好将折叠部102的底部102a和顶部102c之间的空间填满。而限位折边102f则可以为第一铜块200起到限位作用，防止其脱出或者偏移。在第一铜块200上，设置有中心孔201。该中心孔201、底部通孔102d和顶部通孔102e对准。 

图5A和5B是将两块副边铜皮100组合成副边铜皮组300的示意图。如图5A和5B所示，将两个副边铜皮100的中心抽头部103彼此贴合，使得两个副边铜皮100的折叠部102分别位于相互贴合的两个中心抽头部103的两侧。此时两块副边铜皮100的铜皮主体101也相互贴合。 

图6是在多个副边铜皮组300之间塞入第二铜块400时的分解示意图；图7是在多个副边铜皮组300之间塞入第二铜块400后的示意图。如图6和图7所示，多个副边铜皮组300彼此对准叠合，由于各个副边铜皮组300的两个折叠部102分别与其它副边铜皮组300的两个折叠部102彼此贴合，上下相邻的副边铜皮组300的中心抽头部103之间，必然存在间隙。在上下相邻的副边铜皮组300的中心抽头部103之间，塞入第二铜块400，以填充该间隙。 

其中该第二铜块400上设置有中心孔401和多个固定孔402，该中心孔401和固定孔402分别与中心抽头部103上的中心孔103a和固定孔103b对准。将第二铜块400塞入相邻的副边铜皮组300之间后，采用限位铜棒501插入这多个副边铜皮组300的固定孔103b、以及多个第二铜块400的固定孔402中，从而将多个副边铜皮组300、以及它们之间的第二铜块400固定在一起。 

图8是变压器组件的分解示意图，其中未示出PCB；图9是变压器组件的另一分解示意图，其中示出了PCB；图10是本实用新型的平面变压器的分解示意图；图11是本实用新型的平面变压器的立体图。如图10和11所示，本实用新型的平面变压器1000包括支架600、固定在支架600上的两个变压器组件700、位于两个变压器组件700之间的T型铜排800和互联铜柱900、以及将两个变压器组件700锁紧在T型铜排800和互联铜柱900上的两组长螺钉1001。 

如图8和图9所示，每个变压器组件700都包括多个副边铜皮组300、原 边线包701、磁芯702、以及设置在两侧的PCB703。 

相邻的副边铜皮组300的铜皮主体101之间具有间隙，在相邻的副边铜皮组300的铜皮主体101之间塞入原边线包701，之后组入磁芯702。该磁芯702为PQ型磁芯，由于其结构为已知，在此不再赘述。原边线包701的厚度与第一铜块200、第二铜块400的厚度相同。 

在PCB703上，设置有分别与副边铜皮组300的两个折叠部102的底部通孔102d和顶部通孔102e、以及中心抽头部103的中心孔103a对应的三个连接孔702a。 

T型铜排800上设置有供长螺钉1001通过的孔，互联铜柱900也设置有供长螺钉1001通过的孔。采用两组长螺钉1001分别从两个变压器组件700的两侧，依次穿过PCB703、多个副边铜皮组300、PCB703后，与T型铜排800和互联铜柱900相连。每组的长螺钉1001的数量为三个，其中两个分别穿过每个副边铜皮组300的两侧的底部通孔102d、第一铜块200的中心孔201、以及顶部通孔102e后连接到互联铜柱900，其中另一个穿过每个副边铜皮组300的中心抽头部103的中心孔103a、以及第二铜块400的中心孔401后连接到T型铜排800，最后将以上整体固定在支架600上，就实现了整个平面变压器1000的组装。 

本实用新型的平面变压器100整体采用长螺钉1001进行锁固，加工工艺更简单。此外，还具有以下优点： 

1、磁芯内部副边绕组采用厚度小于集肤深度的铜皮设计，且通过铜皮多层堆叠方式安装，保证大电流的输出，有效减小电流传导的集肤效应，提高整体效率； 

2、传统变压器副边铜皮通过与汇流条焊接一体实现连接，本实用新型通过设计特殊的铜皮结构：铜皮一端通过设计折叠部102，在折叠部102内嵌第一铜块200压紧并在两侧设计限位折边102f，保证第一铜块200的固定与限位。为后续长螺钉紧固方案提供支持。 

3、进一步的，多组副边铜皮组300叠加时，通过多个单独的第二铜块400填充间隙。采用限位铜棒501插入这多个副边铜皮组300的固定孔103b、以 及多个第二铜块400的固定孔402中，以保证多组铜皮叠加时既保证了间隙填充，又防止铜块脱落； 

4、平面变压器1000外部的T型铜排800与PCB703通过回流焊方式实现焊接互联，保证输出大电流的可能性。 

5、按上述2、3、4点所述，T型铜排800与变压器组件700通过长螺钉安装，简化了传统焊接工艺。通过长螺钉固定的方式在加工上可现实分段分步加工，最后再实现组装，具有工艺简化，易加工装配等优势。 

6、本平面变压器1000中，通过两个变压器组件700并联一起，实现更大电流传输的可能。 

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种平面变压器，其特征在于，包括两个变压器组件，所述变压器组件包括： 

磁芯； 

多个副边铜皮组，每个副边铜皮组包括两个副边铜皮，所述副边铜皮包括铜皮主体、以及分别从所述铜皮主体的两端延伸的折叠部和中心抽头部，所述折叠部形成容纳空间，在所述容纳空间内容纳有第一铜块；所述两个副边铜皮的中心抽头部相互贴合，使得所述两个副边铜皮的折叠部分别位于相互贴合的两个所述中心抽头部的两侧； 

原边线包，位于相邻的两个副边铜皮组之间；以及 

设置在两侧的印刷电路板； 

所述平面变压器还包括位于所述两个变压器组件之间的铜排和互联铜柱；以及穿过所述副边铜皮组的折叠部和中心抽头部、将所述两个变压器组件锁紧在所述铜排和互联铜柱上的多个长螺钉。 

2.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，在相邻的所述副边铜皮组的中心抽头部之间，设置有第二铜块。 

3.根据权利要求2所述的平面变压器，其特征在于，所述副边铜皮的折叠部包括依序连接、从而形成所述容纳空间的底部、连接部、以及顶部，所述底部与所述铜皮主体相连，所述顶部与所述底部相对，且所述连接部垂直连接在所述底部和顶部之间。 

4.根据权利要求3所述的平面变压器，其特征在于，所述底部与顶部上分别设置有底部通孔和顶部通孔，在所述第一铜块上设置有中心孔，且所述中心孔、底部通孔和顶部通孔彼此对准。 

5.根据权利要求4所述的平面变压器，其特征在于，所述长螺钉穿过每个所述副边铜皮组的底部通孔、所述第一铜块的中心孔、所述顶部通孔后连接到所述互联铜柱。 

6.根据权利要求3所述的平面变压器，其特征在于，所述中心抽头部上 设置有中心孔和多个固定孔，所述第二铜块上也设置有中心孔和多个固定孔，所述中心抽头部的中心孔和固定孔分别与所述第二铜块上的中心孔和固定孔对准。 

7.根据权利要求6所述的平面变压器，其特征在于，所述长螺钉穿过每个所述副边铜皮组的中心抽头部的中心孔、以及所述第二铜块上的中心孔后连接到所述铜排。 

8.根据权利要求6所述的平面变压器，其特征在于，所述平面变压器还包括插在每个所述副边铜皮组的固定孔和所述第二铜块的固定孔中、将所述多个副边铜皮组和它们之间的第二铜块固定在一起的限位铜棒。 

9.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述磁芯是PQ型磁芯，所述铜皮主体呈开口的环形，所述环形具有相对的两端，所述折叠部和中心抽头部分别从所述铜皮主体的两端彼此平行延伸。 

10.根据权利要求3所述的平面变压器，其特征在于，所述顶部上，与连接部相邻的两侧均设有限位折边，所述限位折边朝向所述底部延伸。