CN218735131U - 用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路，所述用于隔离信号传输的互感器件包括：第一层结构，包括第一匝数的第一线圈和第一传导端子；所述第一线圈的一端电连接至所述第一传导端子；第二层结构，包括第二匝数的第二线圈和第二传导端子；所述第二线圈的一端电连接至所述第二传导端子，所述第二层结构与所述第一次层结构叠放设置；以及绝缘层，被设置在所述第一层结构与所述第二层结构之间。本实用新型可以提供一种使用两层PCB实现多匝耦合线圈的隔离传输器件。
Description
技术领域
本实用新型属于信号传输的技术领域，涉及一种互感器件，特别是涉及用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路。
背景技术
目前，在隔离变换器应用中，对于信号隔离器件的隔离电压需求高达5KV以上。现有技术中，通常采用半导体晶圆、封装框架等方式实现耦合器件。
然而，半导体晶圆的量产成本相对较高，而采用封装框架虽是一种低成本方案，但是难以实现多匝线圈传输。由此，不管是半导体晶圆还是封装框架都存在自己的缺陷。
因此，如何提供一种用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路，以解决现有技术无法提供一种低成本的多匝传输的互感器件等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路，用于解决现有技术无法提供一种低成本的多匝传输的互感器件的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型一方面提供一种用于隔离信号传输的互感器件，所述互感器件包括：第一层结构，包括第一匝数的第一线圈和第一传导端子，所述第一线圈的一端电连接至所述第一传导端子；第二层结构，包括第二匝数的第二线圈和第二传导端子，所述第二线圈的一端电连接至所述第二传导端子，所述第二层结构与所述第一层结构叠放设置；以及绝缘层，被设置在所述第一层结构与所述第二层结构之间。
于本实用新型的一实施例中，所述第一层结构、所述第二层结构和所述绝缘层被设置在印刷电路板中。
于本实用新型的一实施例中，所述第一层结构和所述第二层结构为铜金属层，所述绝缘层为环氧树脂层。
于本实用新型的一实施例中，所述互感器件的耦合系数基于所述绝缘层的厚度来被确定。
于本实用新型的一实施例中，所述耦合系数大于0.4。
于本实用新型的一实施例中，所述互感器件具有至少5KV的耐压性。
于本实用新型的一实施例中，第一层结构还包括第一接地端子，所述第一线圈的另一端经由第一导体电连接至所述第一接地端子；第二层结构还包括第二接地端子，所述第二线圈的另一端经由第二导体电连接至所述第二接地端子。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型另一方面提供一种信号传输电路，所述信号传输电路包括所述的互感器件。
于本实用新型的一实施例中，所述第一传导端子被设置为所述信号传输电路的接收端；所述第二传导端子被设置为所述信号传输电路的发送端。
于本实用新型的一实施例中，所述第一匝数大于所述第二匝数。
如上所述，本实用新型所述的用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路，具有以下有益效果：
本实用新型通过第一层结构和第二层结构的设计，提供了一种低成本的用两金属层PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)实现多匝耦合线圈的隔离传输器件，通过多匝线圈的设计提高信号传输的鲁棒性。本实用新型所提供的互感器件在不同的信号传输电路的实际应用中方便灵活。
附图说明
图1是示出根据本公开实施例的用于隔离信号传输的互感器件的示意图。
图2是示出根据本公开实施例的信号传输电路的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实用新型所述的用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路可以提供一种使用两层PCB实现多匝耦合线圈的隔离传输器件。
以下将结合附图详细阐述本实施例的一种用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路。
图1是示出根据本公开实施例的用于隔离信号传输的互感器件的示意图。如图1所示，本实用新型所述的用于隔离信号传输的互感器件是一种采用两层结构实现多匝数的耦合电感的器件，其包括：第一层结构、第二层结构以及绝缘层。
所述第一层结构包括第一匝数的第一线圈和第一传导端子RX，所述第一线圈的一端电连接至所述第一传导端子RX。
所述第二层结构包括第二匝数的第二线圈和第二传导端子TX，所述第二线圈的一端电连接至所述第二传导端子TX，所述第二层结构与所述第一层结构叠放设置。
所述绝缘层被设置在所述第一层结构与所述第二层结构之间。
于一实施例中，所述第一层结构、所述第二层结构和所述绝缘层被设置在印刷电路板(PCB)中。
于一实施例中，第一层结构还包括第一接地端子GNDP，所述第一线圈的另一端经由第一导体J1电连接至所述第一接地端子GNDP。此外，第二层结构还包括第二接地端子GNDS，所述第二线圈的另一端经由第二导体J2电连接至所述第二接地端子GNDS。
具体地，如图1所示，所述第一线圈的一端电连接至所述第一传导端子RX，所述第一线圈的另一端经由第一导体J1电连接至所述第一接地端子，即初级地GNDP。此外，所述第二线圈的一端电连接至所述第二传导端子TX，所述第二线圈的另一端经由第二导体J2电连接至所述第二接地端子，即次级地GNDS。
于一实施例中，所述第一层结构和所述第二层结构为铜金属层，所述绝缘层为环氧树脂层。
由于PCB制造时，core板即板材厂所提供的环氧树脂材料两面沉铜后的板子，可轻松实现5KV耐压需求，设计过程中只要当前线圈与需要隔离的器件满足5KV耐压要求，就可以使整个隔离器满足5KV耐压要求。于一实施例中，所述互感器件具有至少5KV的耐压性。
于一实施例中，所述互感器件的耦合系数基于所述绝缘层的厚度来被确定。具体地，线圈匝数分别在第一层与第二层，控制第一层与第二层的板材厚度则可以控制耦合系数。于实际应用中，PCB板材厚度为1mm或1.2mm，则所确定的互感器件的耦合系数互不相同。于一实施例中，所述耦合系数大于0.4。
于一实施例中，所述第一导体J1和所述第二导体J2可以为任意导体，包括电阻或导线中的一种。具体地，通过J1、J2将第一层和第二层的耦合线圈一端连接到焊盘上。
由此，即可实现多匝数的耦合电感器件，通过电桥测量获知自感可达几百nH，且耦合系数高于0.4。如此的隔离器件将大大降低传输失效率，并且降低传输电路的设计难度。
于实际应用中，耦合系数的计算过程如下。通过测量两个线圈耦合到的电压进行对比，再进行公式计算:
K2*(LJ1/LJ2)＝(U2/U1)2
其中，K为耦合系数，LJ1为第一层结构线圈的自感，LJ2为第二层结构线圈的自感，U1为耦合的电压，U2为芯片端发出脉冲的电压，其中，电压脉冲由芯片端发出。
本实用新型所述的信号传输电路包括：如上述的用于隔离信号传输的互感器件。
请继续参阅图1，所述第一传导端子被设置为所述信号传输电路的接收端RX，并且所述第二传导端子被设置为所述信号传输电路的发送端TX。
于一实施例中，所述第一匝数大于所述第二匝数。
对于单向传输架构下，可以设计发送端匝数低，接收端匝数高，从而实现更高的电压传输比，使得接收端电路更加简单。
以上器件实为耦合电感，在用于信号传输中，发送端电路需要较高的di/dt驱动，使得发送端有较高的电压脉冲，合适的耦合系数与电压匝数比设计使得接收端有高于1V以上的电压脉冲，且脉冲宽度至少大于3nS，则接收端电路能够正常地检测到该数字信号。
图2是示出根据本公开实施例的信号传输电路的示意图。如图2所示，显示了包括互感器件的信号传输电路，其包括脉冲接收端101、脉冲发射端102和用于隔离信号传输的互感器件103。本实施例中，互感器件103为如上所述的根据本实用新型的用于隔离信号传输的互感器件，脉冲发射端102与图1中的发射端TX连接，脉冲接收端101与图1中的接收端RX连接。该信号传输电路的信号从VBULK输入，从VOUT输出。
综上所述，本实用新型所述用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路通过第一层结构和第二层结构的设计，提供了一种低成本的用两金属层PCB实现多匝耦合线圈的隔离传输器件，通过多匝线圈的设计提高信号传输的鲁棒性。本实用新型所提供的互感器件在不同的信号传输电路的实际应用中方便灵活。本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种用于隔离信号传输的互感器件，其特征在于，所述互感器件包括：
第一层结构，包括第一匝数的第一线圈和第一传导端子，所述第一线圈的一端电连接至所述第一传导端子；
第二层结构，包括第二匝数的第二线圈和第二传导端子，所述第二线圈的一端电连接至所述第二传导端子，所述第二层结构与所述第一层结构叠放设置；以及
绝缘层，被设置在所述第一层结构与所述第二层结构之间。
2.根据权利要求1所述的互感器件，其特征在于，所述第一层结构、所述第二层结构和所述绝缘层被设置在印刷电路板中。
3.根据权利要求2所述的互感器件，其特征在于，所述第一层结构和所述第二层结构为铜金属层，所述绝缘层为环氧树脂层。
4.根据权利要求1所述的互感器件，其特征在于，所述互感器件的耦合系数基于所述绝缘层的厚度来被确定。
5.根据权利要求4所述的互感器件，其特征在于，所述耦合系数大于0.4。
6.根据权利要求1所述的互感器件，其特征在于，所述互感器件具有至少5KV的耐压性。
7.根据权利要求1所述的互感器件，其特征在于，
第一层结构还包括第一接地端子，所述第一线圈的另一端经由第一导体电连接至所述
第一接地端子；
第二层结构还包括第二接地端子，所述第二线圈的另一端经由第二导体电连接至所述第二接地端子。
8.一种信号传输电路，其特征在于，所述信号传输电路包括根据权利要求1至7中任一项所述的用于隔离信号传输的互感器件；
所述互感器件包括：
第一层结构，包括第一匝数的第一线圈和第一传导端子，所述第一线圈的一端电连接至所述第一传导端子；
第二层结构，包括第二匝数的第二线圈和第二传导端子，所述第二线圈的一端电连接至所述第二传导端子，所述第二层结构与所述第一层结构叠放设置；以及
绝缘层，被设置在所述第一层结构与所述第二层结构之间。
9.根据权利要求8所述的信号传输电路，其特征在于，
所述第一传导端子被设置为所述信号传输电路的接收端；
所述第二传导端子被设置为所述信号传输电路的发送端。
10.根据权利要求9所述的信号传输电路，其特征在于，所述第一匝数大于所述第二匝数。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221295218.0U CN218735131U (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202221295218.0U CN218735131U (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN218735131U true CN218735131U (zh) | 2023-03-24 |
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Family Applications (1)
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| CN202221295218.0U Active CN218735131U (zh) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | 用于隔离信号传输的互感器件及信号传输电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN218735131U (zh) |
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2022
- 2022-05-25 CN CN202221295218.0U patent/CN218735131U/zh active Active
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