CN206225190U - 一种高密度集成千兆网络变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高密度集成千兆网络变压器，其包括底座，盖合于底座上的顶盖，底座与顶盖之间设置有PCB板，所述PCB板的顶面与底面均设置有多组电路模块，每一电路模块包括有用于实现信号传输功能的片式脉冲变压器模块与用于实现共模信号抑制功能的共模电感，所述共模电感串联连接于所述片式脉冲变压器模块的输出端，所述片式脉冲变压器模块与共模电感均包括绕制有线圈的工字型磁芯与I型磁芯，所述I型磁芯固定于所述工字型磁芯的顶部，所述工字型磁芯的底部设置有贴片引脚，所述PCB板上设置有与所述贴片引脚相适配的贴片焊盘。本实用新型具有结构独特、便于实现自动化生产等优点，可有效提高网络变压器的生产效率和品质。

Description

一种高密度集成千兆网络变压器

技术领域

本实用新型涉及一种网络变压器，尤其涉及一种高密度集成千兆网络变压器。

背景技术

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，变压器包括磁芯和线圈，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源或输入信号的绕组定义为初级线圈，接工作电流或输出信号的绕组定义为次级线圈；当初级线圈中通有交流电流或输入信号时，磁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压或电流。其中初级线圈和次级线圈的圈数可以根据实际使用情况进行专门设置。

网络变压器主要起到信号耦合、直流隔离、阻抗匹配、高压隔离，共模抑制等作用，完成初级与次级信号传输、直流隔离、阻抗匹配及初级与次级的高压防护，实现共模信号抑制；网络变压器原理上看一般包含两部件串联组成，第一部分是脉冲变压器，实现信号的传输/直流隔离/阻抗匹配等功能；第二部分是共模电感，实现共模信号的抑制；网络变压器主要应用于路由器、交换机、调制解调器、电脑等IT设备。

现有的网络变压器，为了达到较高的磁耦合效果，减小漏磁，从而提高通信带宽的目的，一般采用磁环作为磁芯本体，磁环结构可以实现较高的信号带宽，但磁环结构属于闭合结构，其本身不利于实现自动化的绕线工艺，特别是对于磁环内孔较小的磁芯，目前业界大量采用人工手工穿线，不仅生产效率低下，而且产品质量参差不齐，产品电气特性偏差也很大。此种方式效率低下，不仅造成人力资源的极大浪费，而且由于特性的不稳定，对客户端的应用也会造成一定的困扰。

因此，如何改进网络变压器的结构，提高网络变压器的生产效率和品质，实现网络变压器的生产自动化，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种高密度集成千兆网络变压器，该网络变压器具有结构独特、便于实现自动化生产等优点，可有效提高网络变压器的生产效率和品质。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高密度集成千兆网络变压器，包括两侧具有插脚的底座，盖合于底座上的顶盖，底座与顶盖之间设置有PCB板，该PCB板的两侧设置有与所述插脚相适配的插脚焊盘，所述的PCB板通过所述插脚与插脚焊盘的配合固定于所述底座上，所述PCB板的顶面与底面均设置有多组电路模块，每一电路模块包括有用于实现信号传输功能的片式脉冲变压器模块与用于实现共模信号抑制功能的共模电感，所述共模电感串联连接于所述片式脉冲变压器模块的输出端，所述底座上设置有用于容纳所述PCB板底面的电路模块的凹槽；所述片式脉冲变压器模块与共模电感均包括绕制有线圈的工字型磁芯与I型磁芯，所述I型磁芯固定于所述工字型磁芯的顶部，所述工字型磁芯的底部设置有贴片引脚，所述PCB板上设置有与所述贴片引脚相适配的贴片焊盘。

优选地，所述PCB板的顶面或底面上设置的电路模块中的片式脉冲变压器模块横向或纵向地分布，同一面上的各片式脉冲变压器模块排成一行或一列，且各共模电感与处于同一面上的片式脉冲变压器模块平行设置。

较佳地，所述PCB板为矩形，各片式脉冲变压器模块的中点的连线与所述PCB板的中心线平行或垂直。

优选地，所述PCB板的顶面与底面上设置的电路模块均为八组，其中每相邻的四组电路模块构成一单元接口，每一单元接口中的片式脉冲变压器模块与共模电感的电路连接结构相同；较佳地，每一单元接口中各片式脉冲变压器模块的输入绕组的中间抽头相互连接，且各片式脉冲变压器模块的输出绕组的中间抽头也相互连接。

进一步地，所述底座的两端设置有卡扣，所述顶盖底部设置有与所述卡扣相适配的卡口。

本实用新型提供的高密度集成千兆网络变压器，其通过将片式脉冲变压器模块与共模电感均采用工字型磁芯与I型磁芯的分体结构，使得自动绕线机可在工字型磁芯上完成线圈的自动绕制，并通过在工字型磁芯的底部设置有贴片引脚，从而可将片式脉冲变压器模块与共模电感方便地焊接于PCB板上；以上结构的设置，使得网络变压器在制作过程中易于实现自动化作业，有效提高了网络变压器的生产效率并降低生产成本，同时还可解决传统结构网络变压器由手工作业的带来的不可控性而造成的产品一致性及稳定性等问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述高密度集成千兆网络变压器的立体结构示意图。

图2是本实用新型实施例中所述高密度集成千兆网络变压器的部件分解结构示意图。

图3是本实用新型实施例中所述PCB板、片式脉冲变压器模块以及共模电感的分解结构示意图。

图4是本实用新型实施例中所述片式脉冲变压器模块以及共模电感的立体结构示意图。

图5是本实用新型实施例中所述片式脉冲变压器模块与共模电感的电路连接结构示意图。

其中，附图标号为：1-顶盖，11-卡口，2-共模电感，3-片式脉冲变压器模块，4-PCB板，41-插脚焊盘，42-贴片焊盘，5-底座，51-插脚，52-凹槽，53-卡扣，6-工字型磁芯，7-线圈，8-I型磁芯。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如附图1-5所示，一种高密度集成千兆网络变压器，包括两侧具有插脚51的底座5，盖合于底座5上的顶盖1，底座5与顶盖1之间设置有PCB板4，该PCB板4的两侧设置有与所述插脚51相适配的插脚焊盘41，所述的PCB板4通过所述插脚51与插脚焊盘41的配合固定于所述底座5上，所述PCB板4的顶面与底面均设置有多组电路模块，每一电路模块包括有用于实现信号传输功能的片式脉冲变压器模块3与用于实现共模信号抑制功能的共模电感2，所述共模电感2串联连接于所述片式脉冲变压器模块3的输出端，所述底座5上设置有用于容纳所述PCB板4底面的电路模块的凹槽52；所述片式脉冲变压器模块3与共模电感2均包括绕制有线圈7的工字型磁芯6与I型磁芯8，所述I型磁芯8固定于所述工字型磁芯6的顶部，所述工字型磁芯6的底部设置有贴片引脚，所述PCB板上设置有与所述贴片引脚相适配的贴片焊盘42。本实施例中的PCB板4为多层PCB板，其正面与反面均可进行安装电子元件和贴片，可以有效减少产品的尺寸。另外，所述底座5的两端优选设置有卡扣53，所述顶盖1底部设置有与所述卡扣53相适配的卡口11。通过上述卡扣53与卡口11的结构设置，可方便地将底座5与上盖1进行分拆与组装。

本实施例提供的高密度集成千兆网络变压器，其通过将片式脉冲变压器模块与共模电感均采用工字型磁芯与I型磁芯的分体结构，使得自动绕线机可在工字型磁芯上完成线圈的自动绕制，线圈的线头和线尾分别点焊在工字型磁芯底部两侧设置的焊盘上，该焊盘与相应的贴片引脚电连接，最后把I型磁芯通过胶水粘接到工字型磁芯顶部即可完成片式脉冲变压器模块与共模电感的制作。通过采用工字型磁芯与I型磁芯的分体结构的设置，可便于实现产品的自动化制作，颠覆传统网络变压器线圈手工绕线/手工绕脚劳动密集型的作业模式；另外，通过在工字型磁芯的底部设置有贴片引脚，并在PCB板上设置有与所述贴片引脚相适配的贴片焊盘，从而使得可通过自动贴片的方式把片式脉冲变压器模块和共模电感贴在PCB板上。

作为优选的实施例，所述PCB板的顶面或底面上设置的电路模块中的片式脉冲变压器模块3横向或纵向地分布，同一面上的各片式脉冲变压器模块3排成一行或一列，且各共模电感2与处于同一面上的片式脉冲变压器模块3平行设置。另外，所述PCB板优选为矩形，各片式脉冲变压器模块3的中点的连线与所述PCB板的中心线平行或垂直。以上片式脉冲变压器模块和共模电感2的分布结构，可便于将片式脉冲变压器模块和共模电感2通过自动贴片方式贴在PCB板上，进一步提高生产效率。本实施例中，PCB板的顶面或底面上设置的电路模块中的片式脉冲变压器模块3与共模电感横向地分布，同一面上的各片式脉冲变压器模块3与共模电感2排成一行，如附图2及图3所示。

作为优选的实施例，所述PCB板的顶面与底面上设置的电路模块均为八组，其中每相邻的四组电路模块构成一单元接口，每一单元接口中的片式脉冲变压器模块与共模电感的电路连接结构相同；每一单元接口中各片式脉冲变压器模块的输入绕组的中间抽头相互连接，且各片式脉冲变压器模块的输出绕组的中间抽头也相互连接。本实施例中，所述片式脉冲变压器模块与共模电感的电路连接结构如附图5所示。采用如图5所示的电路连接结构，可便于自动贴片机将片式脉冲变压器模块和共模电感贴在PCB板上，从而有效提高生产效率。

其中，在图3中，附图标号2指代共模电感，附图标号21-28则分别指代PCB板顶面上自左至右中的第一个共模电感至第八个共模电感，而附图标号29-216(29/210/211/212/213/214/215/216)则分别指代PCB板底面上自左至右中的第一个共模电感至第八个共模电感；同理，附图标号3指代片式脉冲变压器模块，附图标号31-38则分别指代PCB板顶面上自左至右中的第一个片式脉冲变压器模块至第八个片式脉冲变压器模块，而附图标号39-316(39/310/311/312/313/314/315/316)则分别指代PCB板底面上自左至右中的第一个共模电感至第八个片式脉冲变压器模块。附图5中的附图标号采用与附图3相同的表示方式，附图5中的P1-P72表示引脚。本实施例中的高密度集成千兆网络变压器，其具有四个单元接口，每一单元接口具有四个独立的传输通道，整个网络变压器具有16个传输通道，如引脚P1、P2作为其中一传输通道的输入端，引脚P71、P72则作为该传输通道的输出端；引脚P3、P4作为另一传输通道的输入端，引脚P70、P69则作为该传输通道的输出端等。本实施例提供的网络变压器，其将四个单元接口，共具有十六个传输通道的集成于一体，集成密度大，可有效减少电路主板的布局空间，利用产品实现小型化的需求，可实现一个四口千兆高速率网络传输应用。

与现有技术相比，本实用新型提供的高密度集成千兆网络变压器具有以下特点：其核心部件片式贴片型脉冲变压器模块与共模电感采用模块化设计，且其均采用工字型磁芯与I型磁芯的分体结构，可实现全程自动化作业，颠覆了传统网络变压器线圈手工绕线/手工绕脚劳动密集型的作业模式，简化网络变压器的制造工艺，不仅有效提高了网络变压器的生产生产效率和降低了生产成本，还有效解决了传统结构网络变压器由于手工作业的不可控性造成的产品一致性及稳定性问题；此外，本实用新型提供的高密度集成千兆网络变压器还具有结构独特、集成密度高，便于实现产品小型化等优点。

上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高密度集成千兆网络变压器，包括两侧具有插脚(51)的底座(5)，盖合于底座上的顶盖(1)，底座与顶盖之间设置有PCB板(4)，该PCB板的两侧设置有与所述插脚相适配的插脚焊盘(41)，所述的PCB板通过所述插脚与插脚焊盘的配合固定于所述底座上，其特征在于：所述PCB板的顶面与底面均设置有多组电路模块，每一电路模块包括有用于实现信号传输功能的片式脉冲变压器模块(3)与用于实现共模信号抑制功能的共模电感(2)，所述共模电感串联连接于所述片式脉冲变压器模块的输出端，所述底座上设置有用于容纳所述PCB板底面的电路模块的凹槽(52)；

所述片式脉冲变压器模块与共模电感均包括绕制有线圈(7)的工字型磁芯(6)与I型磁芯(8)，所述I型磁芯固定于所述工字型磁芯的顶部，所述工字型磁芯的底部设置有贴片引脚，所述PCB板上设置有与所述贴片引脚相适配的贴片焊盘(42)。

2.根据权利要求1所述的高密度集成千兆网络变压器，其特征在于：所述PCB板的顶面或底面上设置的电路模块中的片式脉冲变压器模块横向或纵向地分布，同一面上的各片式脉冲变压器模块排成一行或一列，且各共模电感与处于同一面上的片式脉冲变压器模块平行设置。

3.根据权利要求2所述的高密度集成千兆网络变压器，其特征在于：所述PCB板为矩形，各片式脉冲变压器模块的中点的连线与所述PCB板的中心线平行或垂直。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的高密度集成千兆网络变压器，其特征在于：所述PCB板的顶面与底面上设置的电路模块均为八组，其中每相邻的四组电路模块构成一单元接口，每一单元接口中的片式脉冲变压器模块与共模电感的电路连接结构相同。

5.根据权利要求4所述的高密度集成千兆网络变压器，其特征在于：每一单元接口中各片式脉冲变压器模块的输入绕组的中间抽头相互连接，且各片式脉冲变压器模块的输出绕组的中间抽头也相互连接。

6.根据权利要求4所述的高密度集成千兆网络变压器，其特征在于：所述底座的两端设置有卡扣(53)，所述顶盖底部设置有与所述卡扣相适配的卡口(11)。