CN216980294U - 一种多层绕组的平面变压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多层绕组的平面变压器，对称的ER型平面磁芯、原边绕组、副边绕组和垫片。其中原边绕组由四层PCB板串联而成的15匝覆铜线圈组成，副边绕组由两层PCB板串联而成的3匝覆铜线圈组成。垫片设置在原边绕组与副边绕组之间，用于调节原、副绕组间的耦合系数，从而实现变压器漏感值的调节。本实用新型采用扁平状印制线绕组和平面磁芯得到的平面变压器可以实现高频大功率开关电源中高效率和小体积的应用需求，且绕组损耗和磁芯损耗比较低，提高了变压器的传输效率。
Description
技术领域
本实用新型变压器领域，涉及一种多层绕组的平面变压器。
背景技术
随着新能源电力行业的兴起，电动汽车、能源互联网等行业快速发展，储能装置的更新迭代是这些行业发展的关键部分。而储能装置中变压器的优化对储能装置的小型化、轻量化和高功率密度化至关重要。
传统的变压器大多是以缠绕在骨架上的利兹线作为绕组，然后再将磁芯和绕组组装起来，这样得到的变压器的体积一般比较大，磁芯也很重。并且在生产制作过程中很难保证产品的一致化程度。平面变压器使用排布有覆铜线圈的PCB板，通过堆叠的方式替代缠绕在骨架上的利兹线，可以将高度缩小为同等级传统变压器的三分之一，不仅大大减小了体积，还可以降低重量。并且便于流水线制作，可以保证产品的一致化程度。
因此平面变压器符合技术的发展潮流和社会的需求趋势，是今后变压器发展的方向。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种多层绕组的平面变压器，通过多层PCB板串联形成原、副绕组，弥补传统变压器的缺点。
一种多层绕组的平面变压器，包括平面磁芯、原边绕组、副边绕组和垫片。
所述平面磁芯为EQ型，包括设置在变压器两端的上磁芯和下磁芯，磁芯中柱穿过原边绕组、副边绕组和垫片中心的孔洞，组装成平面变压器。
所述原边绕组和副边绕组间通过耦合连接。原边绕组和副边绕组均包括多片串联的PCB板。所述PCB板的表面均排布有覆铜线圈，且原边绕组中PCB板表面覆铜线圈的铜线宽度小于副边绕组中PCB板表面覆铜线圈的铜线宽度。
所述垫片设置在原边绕组和副边绕组之间，用于降低原、副边绕组的耦合系数。
作为优选，所述原边绕组包括第一～第四PCB板。
作为优选，所述第一～第三PCB板的正、反面各排布了2匝覆铜线圈。第四PCB板的正面排布了2匝覆铜线圈，反面排布了1匝覆铜线圈。
作为优选，所述副边绕组包括第七、第八PCB板；其中第七PCB板的正、反面各排布了1匝覆铜线圈。第八PCB板的正面排布了1匝覆铜线圈。
作为优选，所述PCB板包括走线区和焊接区，其中走线区用于排布覆铜线圈，焊接区用于设置过孔焊盘，实现不同PCB板之间的串联。
作为优选，走线区中设置有通孔，用于实现同一个PCB板上正、反两面覆铜线圈的电气连接。
作为优选，用于实现不同PCB板串联的过孔焊盘的大小、形状、位置相同。
作为优选，PCB板反面的覆铜线圈由焊接区的过孔焊盘出发，沿着走线区的边缘由外向内半径逐渐缩小，旋转指定匝数后到达走线区的通孔；PCB板正面的覆铜线圈由走线区的通孔出发，沿着走线区的边缘由内向外半径逐渐扩大，旋转指定匝数后到达焊接区的过孔焊盘。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型采用扁平状印制线绕组和平面磁芯得到的平面变压器可以实现高频大功率开关电源中高效率和小体积的应用需求，且绕组损耗和磁芯损耗比较低，提高了变压器的传输效率。通过垫片还可以调节变压器漏感值的大小。
附图说明
图1为实施例中独立平面变压器的示意图；
图2为实施例中平面磁芯示意图；
图3为实施例中原边绕组的第一PCB板的反面示意图；
图4为实施例中原边绕组的第一PCB板的正面示意图；
图5为实施例中原边绕组的第二PCB板的反面示意图；
图6为实施例中原边绕组的第二PCB板的正面示意图；
图7为实施例中原边绕组的第三PCB板的反面示意图；
图8为实施例中原边绕组的第三PCB板的正面示意图；
图9为实施例中原边绕组的第四PCB板的反面示意图；
图10为实施例中原边绕组的第四PCB板的正面示意图；
图11为实施例中副边绕组的第七PCB板的反面示意图；
图12为实施例中副边绕组的第七PCB板的正面示意图；
图13为实施例中副边绕组的第八PCB板的正面示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步的解释说明；
一种多层绕组的平面变压器如图1所示，其中，1表示多层绕组的平面变压器，2表示原边绕组、3表示副边绕组、4和5分别表示平面磁芯的上下磁芯。
选择如图2所示的EQ型平面磁芯，包括设置在变压器两端的上磁芯和下磁芯。
所述原边绕组和副边绕组间通过耦合连接，没有任何电气连接。原边绕组和副边绕组均包括多片串联的PCB板。所述PCB板包括走线区和焊接区，其中走线区的外直径为25mm，中心设置有直径为13.5mm的孔洞，走线区的圆环位置用于排布覆铜线圈。PCB板的焊接区用于设置过孔焊盘，实现不同PCB板之间的串联。走线区中还设置有通孔，用于实现同一个PCB板上正、反两面覆铜线圈的电气连接。
原边绕组包括第一～第四PCB板，两面均排布有覆铜线圈。如图3所示，第一PCB板21上的走线区设置有通孔211，焊接区设置有过孔焊盘212、213，覆铜走线从过孔焊盘212出发，在第一PCB板21的反面由外向中心半径逐渐缩小螺旋两圈，形成两匝覆铜线圈；然后通过通孔211来到第一PCB板21的正面，再由中心向外半径逐渐扩张螺旋两圈到达过孔焊盘213，形成两匝覆铜线圈，如图4所示。
如图5所示，第二PCB板22上的走线区设置有通孔221，焊接区设置有过孔焊盘222、223，覆铜走线从过孔焊盘222出发，在第二PCB板22的反面由外向中心半径逐渐缩小螺旋两圈，形成两匝覆铜线圈；然后通过通孔221来到第二PCB板22的正面，再由中心向外半径逐渐扩张螺旋两圈到达过孔焊盘223，形成两匝覆铜线圈，如图6所示。
如图7所示，第三PCB板23上的走线区设置有通孔231，焊接区设置有过孔焊盘232、233，覆铜走线从过孔焊盘232出发，在第三PCB板23的反面由外向中心半径逐渐缩小螺旋两圈，形成两匝覆铜线圈；然后通过通孔231来到第三PCB板23的正面，再由中心向外半径逐渐扩张螺旋两圈到达过孔焊盘233，形成两匝覆铜线圈，如图7所示。
如图9所示，第四PCB板24上的走线区设置有通孔241，焊接区设置有过孔焊盘242、243，覆铜走线从过孔焊盘242出发，在第四PCB板24的反面由外向中心半径逐渐缩小螺旋两圈，形成两匝覆铜线圈；然后通过通孔241来到第四PCB板24的正面，再由中心向外半径逐渐扩张螺旋一圈到达过孔焊盘243，形成一匝覆铜线圈，如图10所示。
通过焊锡将过孔焊盘213与过孔焊盘222、过孔焊盘223与过孔焊盘232、过孔焊盘233过孔焊盘242这几对过孔焊盘焊接在一起，即可实现第一～第四PCB板的逐级串联，得到原边绕组，其中第一PCB板21的过孔焊盘212和第四PCB板24的过孔焊盘243分别为原边绕组的输入、输出接线端点。
所述副边绕组包括第七、第八PCB板；如图11所示，第七PCB板31上的走线区设置有通孔311，焊接区设置有过孔焊盘312、313，覆铜走线从过孔焊盘312出发，在第七PCB板31的反面由外向中心半径逐渐缩小螺旋一圈，形成一匝覆铜线圈；然后通过通孔311来到第七PCB板31的正面，再由中心向外半径逐渐扩张螺旋一圈到达过孔焊盘313，形成一匝覆铜线圈，如图12所示。如图13所示，第八PCB板32上的焊接区设置有过孔焊盘321、322，覆铜走线从过孔焊盘321出发，在第八PCB板31的一面沿着走线区的边缘到达过孔焊盘322，形成一匝覆铜线圈。
通过焊锡将过孔焊盘313与过孔焊盘321焊接在一起，得到副边绕组，其中第七PCB板31的过孔焊盘312和第八PCB板32的过孔焊盘322分别为副边绕组的输入、输出接线端点。
原边绕组中PCB板表面覆铜线圈的铜线宽度小于副边绕组中PCB板表面覆铜线圈的铜线宽度。
所述垫片设置在原边绕组和副边绕组之间，用于降低原、副边绕组的耦合系数，从而获得期望的变压器漏感值。垫片与PCB板走线区的形状一致，为外直径25mm、内直径13.5mm的圆环。
原边绕组、垫片、副边绕组依次堆叠在一起，然后平面磁芯的中柱穿过中心的孔洞，组装成为平面变压器。
Claims (8)
1.一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：包括平面磁芯、原边绕组、副边绕组和垫片；
所述原边绕组和副边绕组间通过耦合连接；原边绕组和副边绕组均包括多片串联的PCB板；所述PCB板的表面均排布有覆铜线圈，且原边绕组中PCB板表面覆铜线圈的铜线宽度小于副边绕组中PCB板表面覆铜线圈的铜线宽度；
所述垫片设置在原边绕组和副边绕组之间，用于降低原、副边绕组的耦合系数；
所述平面磁芯为EQ型，包括设置在变压器两端的上磁芯和下磁芯，磁芯中柱穿过原边绕组、副边绕组和垫片中心的孔洞，组装成平面变压器。
2.如权利要求1所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：所述原边绕组包括第一～第四PCB板。
3.如权利要求2所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：所述第一～第三PCB板的正、反面各排布了2匝覆铜线圈；第四PCB板的正面排布了2匝覆铜线圈，反面排布了1匝覆铜线圈。
4.如权利要求1所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：所述副边绕组包括第七、第八PCB板；其中第七PCB板的正、反面各排布了1匝覆铜线圈；第八PCB板的正面排布了1匝覆铜线圈。
5.如权利要求1、2、4任一所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：所述PCB板包括走线区和焊接区，其中走线区用于排布覆铜线圈，焊接区用于设置过孔焊盘，实现不同PCB板之间的串联。
6.如权利要求5所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：走线区中设置有通孔，用于实现同一个PCB板上正、反两面覆铜线圈的电气连接。
7.如权利要求5所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：用于实现不同PCB板串联的过孔焊盘的大小、形状、位置相同。
8.如权利要求5所述一种多层绕组的平面变压器，其特征在于：PCB板反面的覆铜线圈由焊接区的过孔焊盘出发，沿着走线区的边缘由外向内半径逐渐缩小，旋转指定匝数后到达走线区的通孔；PCB板正面的覆铜线圈由走线区的通孔出发，沿着走线区的边缘由内向外半径逐渐扩大，旋转指定匝数后到达焊接区的过孔焊盘。
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| CN202123391036.1U CN216980294U (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种多层绕组的平面变压器 |
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| CN216980294U true CN216980294U (zh) | 2022-07-15 |
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| CN202123391036.1U Active CN216980294U (zh) | 2021-12-30 | 2021-12-30 | 一种多层绕组的平面变压器 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN216980294U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114334383A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-12 | 杭州电子科技大学 | 一种独立式的平面变压器 |
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2021
- 2021-12-30 CN CN202123391036.1U patent/CN216980294U/zh active Active
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