CN218585776U - 平面变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平面变压器，属于变压器技术领域，其中平面变压器包括绕组、磁芯组件和多个引脚，绕组包括若干叠合且相互绝缘的陶瓷电路板，陶瓷电路板的中间部分设有通孔，陶瓷电路板上设有若干连接孔；磁芯组件包括相对设置于绕组两侧的第一磁芯和第二磁芯，第一磁芯与第二磁芯之间设有磁芯中柱，磁芯中柱穿设于通孔中；引脚一一对应连接于连接孔，连接于同一引脚的全部连接孔同轴线设置。本实用新型提供的平面变压器能够对陶瓷电路板进行限位，并简化平面变压器结构，增强散热效果且提高工作效率。

Description

平面变压器

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，尤其涉及一种平面变压器。

背景技术

高频变压器主要用于消费电子、通讯设备、新能源汽车、充电设备、医疗设备、家电、数码产品、LED照明、UPS电源、光伏逆变、智能家居、环保设备、高端设备、电力电气设备、航天航空等诸多领域，其性能直接影响到设备的运用及整机质量。

随着技术的发展，高频变压器的很多运用领域都对高频变压器的体积、重量、效率、散热能力和使用寿命等提出了更严格的要求。传统高频变压器为绕线式变压器，其是将线圈绕在骨架上，绕组之间用聚脂薄膜阻燃胶带或聚酰亚胺胶带作层间绝缘，并用磁芯组装而成。由于骨架胶带等绝缘材料的导热性差，绕组工作产生的热量无法及时散失，致使变压器温升高；而且，绕线式变压器还存在结构复杂、产品体积大、生产成本高、产品一致性差等缺点。传统的绕线式变压器已经不能满足人们对高频变压器性能的需求，因此，人们设计了一种轻量化的平面变压器，在CN209447665U公开了一种叠放式高效率平面变压器，其将初级绕组和次级绕组刻蚀在PCB板表面，并将多层PCB板叠放，由于PCB板材料耐热程度受限(耐温等级最高只有155℃)，长期在高温环境下工作时PCB板材料易变形受损，因此，上述平面变压器利用磁芯进行散热，通过设置外壳和散热片，利用外壳固定磁芯片和散热片，以在增加绕组电感时又能散失变压器工作产生的热量，由于散热片设置在外壳中且散热片和磁芯片是并列设置的，若散热片与磁芯片紧贴设置，则磁芯片会影响散热片的散热效果，若散热片与磁芯片之间存在空隙，则会影响变压器产生的电感量，降低变压器工作效率。虽然上述平面变换器变压器的体积小、重量轻、工作效率高，但是变压器散热效果与变压器产生的电感量相冲突，因此，如何提供一种散热效果好、工作效率高的平面变压器是一个急需解决的技术问题。

实用新型内容

针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种平面变压器，以简化平面变压器的结构，增强平面变压器的散热效果，提高平面变压器的工作效率。

本实用新型提供一种平面变压器，包括：

绕组，其包括若干叠合且相互绝缘的陶瓷电路板，陶瓷电路板的中间部分设有通孔，陶瓷电路板上设有若干连接孔；

磁芯组件，其包括相对设置于绕组两侧的第一磁芯和第二磁芯，第一磁芯与第二磁芯之间设有磁芯中柱，磁芯中柱穿设于通孔中；

多个引脚，引脚一一对应连接于连接孔，连接于同一引脚的全部连接孔同轴线设置。

本技术方案通过将绕组设置为陶瓷电路板，以增加平面变压器的散热效果；通过在陶瓷电路板设置通孔，以使磁芯中柱穿设于通孔中，增加绕组产生的电感；通过将磁芯组件设置为第一磁芯和第二磁芯，以便于磁芯组件与绕组的安装和拆卸。

在其中一些实施例中，磁芯中柱包括第一磁芯中柱和第二磁芯中柱，第一磁芯中柱固定连接于第一磁芯，第二磁芯中柱固定连接于第二磁芯，第一磁芯中柱和第二磁芯中柱相对设置且均穿设于通孔中。

在其中一些实施例中，第一磁芯和第二磁芯均包括连接板和限位块，连接板纵向的两端分别连接有限位块，以使第一磁芯和第二磁芯呈一端开口、一端闭合的U型结构；第一磁芯的开口方向与第二磁芯的开口方向相对设置；第一磁芯中柱和第二磁芯中柱分别对应连接于第一磁芯的连接板和第二磁芯的连接板。

在其中一些实施例中，陶瓷电路板相对的两侧设有凹槽，凹槽与限位块卡接。

本技术方案通过设置凹槽，利用凹槽与限位块卡接，以对第一磁芯和第二磁芯进行限位，防止陶瓷电路板发生错位移动。

在其中一些实施例中，每一陶瓷电路板均设有初级绕组和次级绕组，一部分引脚与初级绕组连接，另一个部分引脚与次级绕组连接。

在其中一些实施例中，全部陶瓷电路板的初级绕组连接成一体，全部陶瓷电路板的次级绕组连接成一体。

在其中一些实施例中，连接孔内壁涂覆有银浆。

本技术方案通过在连接孔内壁涂覆银浆层，以使连接孔具有导电性能。

在其中一些实施例中，磁芯中柱中开设有气隙。

在其中一些实施例中，初级绕组是由银浆按照初级绕组形状在陶瓷电路板表面印刷形成；次级绕组是由银浆按照次级绕组形状在陶瓷电路板表面印刷形成。

基于上述技术方案，本实用新型实施例中平面变压器能够对陶瓷电路板进行限位，并简化平面变压器结构，增强散热效果且提高工作效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型平面变压器一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型平面变压器一个实施例的爆炸图；

图3为本实用新型平面变压器一个实施例中绕组的结构示意图。

图中：

1、磁芯组件；2、绕组；3、引脚；

11、第一磁芯；12、第二磁芯；

111、连接板；112、第一磁芯中柱；113、限位块；121、第二磁芯中柱；

21、连接孔；22、通孔；23、凹槽；24、陶瓷电路板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如附图1-图3所示，在本实用新型平面变压器的一个示意性实施例中，该平面变压器包括绕组2、磁芯组件1和多个引脚3。

上述平面变压器中，如图1-图3所示，绕组2包括若干叠合且相互绝缘的陶瓷电路板24，每一陶瓷电路板24均设有初级绕组和次级绕组，同一陶瓷电路板24上的初级绕次和次级绕组也相互绝缘，全部陶瓷电路板24的初级绕组连接成一体，全部陶瓷电路板24的次级绕组连接成一体；需要说明的是，初级绕组与次级绕组的绝缘方式以及全部陶瓷电路板24的初级绕组连接成一体所采用的技术手段、全部陶瓷电路板24的次级绕组连接成一体所采用的技术手段属于现有技术，此处不再赘述。陶瓷电路板24上刻蚀有初级绕组的形状和次级绕组的形状，银浆按照初级绕组形状在陶瓷电路板24表面印刷形成初级绕组；银浆按照次级绕组形状在陶瓷电路板24表面印刷形成次级绕组，由于银有非常高的导电率63MS/m和较低的电阻率1.65×10-8Ωm，使用银浆制作初级绕组和次级绕组可以增加电流密度，提升变压器功率容量，减小变压器体积。还需要说明的是，陶瓷电路板24上设有若干用于连接引脚3的连接孔21，引脚3一一对应连接于连接孔21，连接于同一引脚3的全部连接孔21同轴线设置，以便于引脚 3与绕组2连接。此外，还需要说明的是，一部分引脚3与初级绕组连接，另一个部分引脚3与次级绕组连接。

上述平面变压器中，如图1和图2所示，磁芯组件1包括相对设置的第一磁芯11和第二磁芯12，第一磁芯11与第二磁芯12分别设置于绕组2的两侧，第一磁芯11与第二磁芯12之间设有磁芯中柱，陶瓷电路板24的中间部分设有通孔22，磁芯中柱穿设于通孔22中；磁芯中柱包括第一磁芯中柱112和第二磁芯中柱121，第一磁芯中柱112固定连接于第一磁芯11，第二磁芯中柱121固定连接于第二磁芯12，第一磁芯中柱112和第二磁芯中柱121相对设置且均穿设于通孔22中。第一磁芯11和第二磁芯12均为一端开口、一端闭合的U型结构，并且第一磁芯11的开口方向与第二磁芯12的开口方向相对设置，第一磁芯中柱112固定连接于第一磁芯11的闭合端，第二磁芯中柱121固定连接于第二磁芯12的闭合端。第一磁芯11和第二磁芯12均包括连接板111和限位块113，连接板111纵向的两端分别连接有限位块113，第一磁芯中柱112和第二磁芯中柱121分别对应连接于第一磁芯11的连接板111和第二磁芯12的连接板111。需要说明的是，第一磁芯11和第二磁芯12可以是金属粉芯类、铁氧体类、或不同金属粉芯的组合、或不同铁氧体的组合、或金属粉芯与铁氧体的组合；还需要说明的是，为满足电感值要求，磁芯中柱需开一定深度的气隙。

上述平面变压器中，如图2所示，引脚3对应连接于陶瓷电路板24对应的连接孔21中，并用烙铁加锡焊接，以增加引脚3与绕组2连接的牢固性；需要说明的是，连接孔21内壁优选涂覆有银浆，以使连接孔21具有导电性能，便于引脚3与初级绕组或次级绕组连接。

为了对陶瓷电路板24进行限位，如图2和图3所示，陶瓷电路板24相对的两侧设有凹槽23，凹槽23与限位块113卡接，通过设置凹槽23，利用凹槽 23与限位块113卡接，以对第一磁芯11和第二磁芯12进行限位，防止陶瓷电路板24发生错位移动；需要说明的是，当磁芯组件1与绕组2组装时，第一磁芯11的限位块113和第二磁芯12的限位块113在凹槽23中对合拼接。

上述平面变压器通过将绕组2设置为多层陶瓷电路板24，以增加平面变压器的散热效果；通过在陶瓷电路板24设置通孔22，以使磁芯中柱穿设于通孔 22中，增加绕组2产生的电感；通过将磁芯组件1设置为第一磁芯11和第二磁芯12，以便于磁芯组件1与绕组2的安装和拆卸。

在实际生产中，上述平面变压器采用“流延”方式先将低温烧结陶瓷粉制成0.025～0.1mm之间且厚度均匀的生瓷带作为陶瓷电路基板材料，再在生瓷带上激光蚀刻形成所需的初级绕组形状和次级绕组形状，然后印刷银浆将所需要的绕组参数布线成电路，形成陶瓷电路板24，最后将多层陶瓷电路板 24经过静压、修边等工艺制成绕组2；需要说明的是，陶瓷电路板24还包括多层叠合的陶瓷片，以使初级绕组和次级绕组相互绝缘，每个陶瓷片厚度可以做到25um厚，以提高陶瓷片内各绕组之间的耦合程度，降低变压器的漏感。

上述平面变压器中，陶瓷电路板24具有较好的温度特性，陶瓷电路板24 的热膨胀系数与磁芯组件的热膨胀系数接近，陶瓷电路板24的热膨胀系数小于7×106/℃，能够防止陶瓷电路板24受应力而开裂；同时，陶瓷电路板24的导热系数为15～35w/mk，陶瓷电路板24的导热性好，可以降低变压器的温升，提升平面变压器的散热效率；并且陶瓷电路板24的介电常数较低，相邻陶瓷片之间具有较好的绝缘性能。

上述平面变压器产品结构简单，适合自动化生产作业，能有效地降低产品加工成本，提升生产效率，产品一致性好，并且能够对陶瓷电路板24进行限位，散热效果好且工作效率高。

最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.平面变压器，其特征在于，包括：

绕组，其包括若干叠合且相互绝缘的陶瓷电路板，所述陶瓷电路板的中间部分设有通孔，所述陶瓷电路板上设有若干连接孔；

磁芯组件，其包括相对设置于所述绕组两侧的第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯与所述第二磁芯之间设有磁芯中柱，所述磁芯中柱穿设于所述通孔中；

多个引脚，所述引脚一一对应连接于所述连接孔，连接于同一所述引脚的全部所述连接孔同轴线设置。

2.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述磁芯中柱包括第一磁芯中柱和第二磁芯中柱，所述第一磁芯中柱固定连接于所述第一磁芯，所述第二磁芯中柱固定连接于所述第二磁芯，所述第一磁芯中柱和所述第二磁芯中柱相对设置且均穿设于所述通孔中。

3.根据权利要求2所述的平面变压器，其特征在于，所述第一磁芯和所述第二磁芯均包括连接板和限位块，所述连接板纵向的两端分别连接有所述限位块，以使所述第一磁芯和所述第二磁芯呈一端开口、一端闭合的U型结构，所述第一磁芯的开口方向与所述第二磁芯的开口方向相对设置；所述第一磁芯中柱和所述第二磁芯中柱分别对应连接于所述第一磁芯的所述连接板和所述第二磁芯的所述连接板。

4.根据权利要求3所述的平面变压器，其特征在于，所述陶瓷电路板相对的两侧设有凹槽，所述凹槽与所述限位块卡接。

5.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，每一所述陶瓷电路板均设有初级绕组和次级绕组，一部分所述引脚与所述初级绕组连接，另一个部分所述引脚与所述次级绕组连接。

6.根据权利要求5所述的平面变压器，其特征在于，全部所述陶瓷电路板的所述初级绕组连接成一体，全部所述陶瓷电路板的所述次级绕组连接成一体。

7.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述连接孔内壁涂覆有银浆。

8.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述磁芯中柱中开设有气隙。

9.根据权利要求5所述的平面变压器，其特征在于，所述初级绕组是由银浆按照所述初级绕组形状在所述陶瓷电路板表面印刷形成；所述次级绕组是由银浆按照所述次级绕组形状在所述陶瓷电路板表面印刷形成。

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