CN220272270U - 一种网络变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网络变压器，满足10Gbps以上的应用。本实用新型包括磁芯和设于磁芯上的线圈绕组；磁芯呈工字型，磁芯包括绕线柱和两侧的两个侧板，绕线柱设置在两侧的两个侧板之间，绕线柱上绕设有线圈绕组，线圈绕组引出若干电极引线，两个侧板的顶端设有隔离模片；磁芯包括导磁主体；隔离模片上设有若干相互间隔的焊脚座，相邻焊脚座之间设有隔离槽；焊脚座上设有PAD焊盘；PAD焊盘上设有电极引线；线圈绕组的若干电极引线分别设置在对应的PAD焊盘上。本实用新型应用于以太网高速连接器，应用于RJ45连接品，以太网主板，路由器，小基站，游戏机，数据中心等运用以太网的设备。

Description

一种网络变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别是涉及一种网络变压器的高速率Chip lan(片式网络变压器)结构设计。

背景技术

面对全球网络设备产品的需求大幅提升，网络变压器作为网端设备产品的必要元器件，市场需求旺盛。

目前的设计为镍锌绝缘材质Chip lan(CHIP型共模电感)方式，基本是单线(1个PAD焊盘上1根线)，传输速率为1G/2.5G/5G/10G，无法满足更高频率的18G/25G/40G应用要求。PAD焊盘上只有1根线，速率最高达到10GBase-t。镍锌材料电感值偏低，只能通过加圈实现提高电感量，磁芯尺寸限制无法增加绕圈数，导致电感提高的局限性。

目前的绞线方式为并排绕线+非绞线结构，绕线长度平衡性无法精确控制，导致特性上有高有低，制程控制不当时，产品特性会变差甚至失效。

参见附图7现有电子线路图：只有1根线绕焊接在PAD焊脚，传讯功能阻抗较大，10G以上高频通讯损失较大。

目前Chip类变压器主要采用镍锌绝缘材质(镍锌铁氧体磁芯)，因镍锌磁导率较低，需要绕较多的圈数(9圈及以上)才能做到120μH及以上的电感；较多的圈数导致必须采用较细的铜线才能绕线，所以目前主要采用0.03～0.05mm的线径，铜线线径越细，自感越大，高频时集肤效应越明显，不利于高频传输，且较多的圈数导致分布电容增加，分布电容越大高频插入损耗越差，同时较多的圈数(≧9圈)导致变压器铜线总长较长，线长越长变压器阻抗越难控制，所以目前的Chip最高只能满足10Gbps及以下的应用。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的目的是在于提供一种网络变压器，满足10Gbps以上的应用，增加了线径及减少铜线总长，采用磁导率更高的锰锌铁氧体，锰锌铁氧磁导率为镍锌铁氧体的3倍及以上，由此绕线圈数降低一半即可做到120μH及以上的电感量；绕线圈数减少一半后线总铜长随之减少，分布电容也会随之降低，同时可以加粗铜线以改善高频集肤效应，获得更好的阻抗特性以满足10Gbps及以上的应用。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种网络变压器，包括磁芯和设于磁芯上的线圈绕组；磁芯呈工字型，磁芯包括绕线柱和两侧的两个侧板，绕线柱设置在两侧的两个侧板之间，绕线柱上绕设有线圈绕组，线圈绕组引出若干电极引线，两个侧板的顶端设有隔离模片；

隔离模片上设有若干相互间隔的焊脚座，相邻焊脚座之间设有隔离槽；焊脚座上设有PAD焊盘；

磁芯包括导磁主体；

PAD焊盘上设有电极引线；线圈绕组的若干电极引线分别设置在对应的PAD焊盘上。

进一步，在一些实施例中，所述隔离模片为整片式绝缘陶瓷片或者镍锌片。

进一步，在一些实施例中，所述线圈绕组的电极引线为双平行线，线圈绕组上绕线圈数为4～8圈，较佳绕线圈数为4～5圈；电极引线为线径0.04～0.1mm的双平行漆包线，较佳电极引线的单根线径为0.04mm。

进一步，在一些实施例中，所述线圈绕组的电极引线为双线并绕，线圈绕组上绕线圈数为4～8圈，较佳绕线圈数为4～6圈；电极引线为线径0.04～0.1mm的漆包线进行双线绞线后并绕，较佳电极引线的单根线径为0.04mm。

进一步，在一些实施例中，所述线圈绕组的电极引线为单线加粗铜线，线圈绕组上绕线圈数为4～8圈，较佳绕线圈数为4～6圈；电极引线的线径为单根0.04mm及以上铜线；进一步，电极引线的线径为单根0.08mm～0.1mm铜线，较佳电极引线的线径为0.08mm。

进一步，在一些实施例中，所述隔离模片靠近线圈绕组一端上面设有若干相互间隔的焊脚座，两个侧板上的若干焊脚座对称设置；焊脚座靠近线圈绕组一端上面开设有焊接槽，焊接槽中设有PAD焊盘。

进一步，在一些实施例中，所述磁芯远离隔离模片一端设有盖片，磁芯设置在盖片上，盖片导磁体包括锰锌主体或镍锌主体。

进一步，在一些实施例中，所述磁芯的导磁主体包括锰锌主体或镍锌主体。

进一步，在一些实施例中，所述焊脚座呈凸型，若干焊脚座单排平行间隔分布在隔离模片上，焊脚座与隔离模片为一体化成型，焊脚座与隔离模片是一体整片式；

隔离模片上设有若干凸出的焊脚座，每个焊脚座上设有一个PAD焊盘，焊脚座与PAD焊盘匹配对应设置；单边侧板上设有若干供电极引线焊接的PAD焊盘，若干PAD焊盘成单排平行间隔设置；

另一边侧板上设有若干两侧对称的PAD焊盘。

进一步，在一些实施例中，所述线圈绕组引出若干对应PAD焊盘的电极引线，线圈绕组的若干电极引线分别焊接设置在对应的隔离模片上面的PAD焊盘上。

本实用新型应用于以太网高速连接器，应用于RJ45连接品，以太网主板，路由器，小基站，游戏机，数据中心等运用以太网的设备。

本实用新型采用锰锌铁氧体为导磁主体后，因锰锌导电，无法直接在磁芯上电镀焊脚，为此设计了焊脚模片，该模片采用可电镀的镍锌、陶瓷等绝缘体，先在膜片上电镀出PAD焊脚，然后将焊脚模片通过粘合方式固定到磁芯上。其次为了改善集肤效应，因高频时电流集中在铜线外侧，趋肤效应时多股线相比单根线具备更大圆管面积，有利用更高频的应用，故采用外排线并绕的方案改善集肤效应。

附图说明

图1为本申请实施例的分解示意图；

图2为本申请实施例的剖面结构图；

图3为本申请实施例电极引线单线加粗的示意图；

图4为本申请实施例电极引线双平行线的示意图；

图5为本申请实施例电极引线双线并绕的示意图；

图6为本申请实施例的结构示意图；

图7为现有产品的电子线路图；

图8为本申请的线路原理图。

图中标记说明：

线圈绕组11，焊接槽14，盖片21，磁芯22，隔离模片23，PAD焊盘24，电极引线25，侧板26，绕线柱27，焊脚座28，隔离槽29。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，需要说明的是，术语“横向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

参见附图1所示，图1是本申请实施例的结构分解示意图，本申请提出一种网络变压器，包括磁芯22，线圈绕组11绕设于磁芯22上，磁芯22包括导磁主体，例如磁芯22的主体或整体为导磁材料制成。在一些实施例中，磁芯22包括锰锌主体，例如磁芯22的主体或整体为锰锌材料制成。在一些实施例中，磁芯22包括锰锌铁氧体主体，例如磁芯22的主体或整体为锰锌铁氧体制成。在其他实施例中，磁芯22也可以包括镍锌主体，例如磁芯22的主体或整体为镍锌材料制成，其中镍锌材料例如是镍锌铁氧体。

在一些实施例中，磁芯22呈工字型，磁芯22设置在盖片21上，盖片21和磁芯22为导磁材料制成。盖片21和磁芯22可以是锰锌材料或镍锌材料制成，也可以为其他导磁材料制成。在一个实施例中，盖片21和磁芯22主体采用锰锌铁氧体，也可以为镍锌铁氧体或金属导磁盘等。

进一步，磁芯22(工字型)包括绕线柱27和两侧的侧板26，参见附图2所示，图2中展示有本申请实施例的磁芯22工字型结构，绕线柱27设置在两侧的侧板26之间，绕线柱27上绕设有线圈绕组11，侧板26的顶端设有隔离模片23(整片式隔离片)；隔离模片23可以为陶瓷片，也可以为镍芯片。

隔离模片23(整片式隔离片)上设有若干相互间隔的焊脚座28，焊脚座28呈凸型；相邻焊脚座28之间设有隔离槽29。

参见附图5所示，图5中的A部分展示有本申请实施例的焊接槽14结构，焊脚座28靠近所述线圈绕组11一端上面开设有焊接槽14，焊接槽14中设有PAD焊盘24。

进一步，在一个实施例中，隔离模片23的焊脚座28上面设有PAD焊盘24，PAD焊盘24上焊接有电极引线25；线圈绕组11的若干电极引线25分别焊接设置在对应的隔离模片23上面的PAD焊盘24上。

进一步，在其中一个实施例中，两个侧板26上的若干焊脚座28(PAD焊脚)对称(对应)设置，电极引线25分别焊接设置在PAD焊盘24上；电极引线25(漆包线)采用：双平行线，双线并绕，单线加粗，或者多线并绕。

进一步，在一个实施例中，参见附图6所示，图6中展示有本申请实施例的焊脚座28与隔离模片23是一体整片式结构，焊脚座28呈凸型，若干焊脚座28单排平行间隔分布在隔离模片23上，焊脚座28与隔离模片23为一体化成型，焊脚座28与隔离模片23是一体整片式；

隔离模片23上设有若干凸出的焊脚座28，每个焊脚座28上设有一个PAD焊盘24，焊脚座28与PAD焊盘24匹配对应设置；单边侧板26上设有若干供电极引线25焊接的PAD焊盘24，若干PAD焊盘24成单排平行间隔设置；

另一边侧板26上设有若干两侧对称的PAD焊盘24。

进一步，线圈绕组11引出若干对应PAD焊盘24的电极引线25，线圈绕组11的若干电极引线25分别焊接设置在对应的隔离模片23上面的PAD焊盘24上。

本实用新型的盖片21、磁芯22采用锰锌本体为导电体，在一些实施例中，设有八个PAD焊盘24，如果八个PAD焊盘24直接与锰锌本体连接于一起，PAD焊盘24将会两两短路，失去原有功能；八个PAD焊盘24设置于隔离模片23上，隔离模片23(陶瓷片)为绝缘体，与锰锌本体隔离，起到隔绝作用，达到两两PAD焊盘24间相互的绝缘效果。

隔离模片23上的PAD焊盘24(焊片)可以为电镀PAD等可焊接导电结构。磁芯22(主体)的材质可以为锰锌，镍锌或者其他高导磁率材质；电极引线25漆包线的数量可发生变化：2线，3线，4线，多线等；整片式隔离模片23上加PAD焊盘24(焊脚)，根据不同需求可以是2个，3个，4个等PAD焊盘24。

在一些实施例中，绕线的线径可为单根0.08mm，或线径0.04mm双绞/双平行线进行绕制；隔离模片23为一体设计，提高可制造性，成本更低。

实施例一，电极引线25双平行线：

参见图4所示，图4展示了本申请实施例电极引线25双平行线的结构；磁芯22(主体)是高磁导率的锰锌磁芯绝缘材质；磁芯22(锰芯)需要额外增加隔离模片23(绝缘陶瓷片或者镍锌片)，在绝缘片(隔离模片23)上电镀PAD焊盘24(PAD焊脚)；隔离模片23为一体式结构，以减少制成难度；

电极引线25采用双平行线焊接在一个PAD焊盘24上，也可以电极引线25采用多线(比如：2线，3线，4线，N线等)以改善趋肤效应，降低高频段插入损耗，满足10G～40G Base-t应用；

线圈绕组11上绕线圈数为4～5圈，电极引线25为线径0.04mm的双平行漆包线；

同一个PAD焊盘24上电极引线25的铜线可以是2根或者更多根；盖片21(导磁体)可以为高磁通率的镍芯或者锰芯磁芯。

实施例二，电极引线25双线并绕(双线绞线后并绕)：

参见图5所示，图5展示了本申请实施例电极引线25双线并绕的结构；磁芯22(锰芯)需要额外增加绝缘陶瓷片或者镍芯片(隔离模片23)，在绝缘片(隔离模片23)上电镀PAD焊盘24(焊脚)；隔离模片23为一体式结构，以减少制成难度；

隔离模片23上设有4个凸出的焊脚座28，每个焊脚座28上设有一个PAD焊盘24，单边侧板26上设有4个供电极引线25焊接的PAD焊盘24，4个PAD焊盘24成单排平行间隔设置；焊脚座28与PAD焊盘24(数量上)匹配对应设置；

另一边侧板26上设有4个对称的PAD焊盘24；

线圈绕组11上绕线圈数为4～6圈；电极引线25为线径0.04mm的漆包线进行双线绞线后并绕；

电极引线25采用双绞线行线焊接在一个PAD焊盘24上，也可以电极引线25采用多线(比如：2线，3线，4线，N线等)。

实施例三，电极引线25单线加粗：

参见图3所示，图3展示了本申请实施例电极引线25单线加粗的结构；电极引线25单线(漆包线)加粗到0.08mm及以上，一个PAD焊盘24上有一根≧0.08mm的漆包线绕在磁芯22主体上。主体(磁芯22)是高导磁率的锰锌材质，PAD焊盘24与主体间要增加绝缘的镍芯片、陶瓷片等绝缘材料(隔离模片23)隔离；线圈绕组11上绕线圈数为4～6圈；

磁芯22上设有一体式的隔离模片23(隔离材料)：陶瓷片或者其他非导电材料，加载焊接PAD(PAD焊盘24)；由于绕线圈数少，所以绕线的线径可以达到0.08mm及以上线径漆包线进行绕制；磁芯22(主体)：锰锌材质；盖片21(导磁体)：锰锌或镍锌材质。

参见附图8，附图8为本申请的电子线路原理图，针对实施例一、实施例二，电极引线25两根绕线(也可以是多线，比如：2根，3根，4根等)达到传讯功能阻抗较小，通讯损失较小。使用双线并排绕制在磁芯22主体上，并焊接在同一PAD焊盘24上，达到降低阻抗的目的，减少传输中信号损失。

本实用新型主体是高导磁率的锰锌材质绝缘材料，使用锰锌材料时，焊接PAD(PAD焊盘24)与磁芯22主体间要增加绝缘的镍锌片或者绝缘陶瓷片(隔离模片23)隔离。本申请除了可满足1G/2.5G/5G/10G Base-t速率要求，还可以满足10G以上速率传输要求，比如：18G/25G/40G Base-t传输要求。

本申请选型锰锌材料做磁芯22主体时，可使用多线(比如2线，3线…N线等)绕制焊接在同一PAD焊盘24上，达到降低阻抗的目的，减少传输中信号损失(参考图8的电子线路图)。与磁芯22主体贴合的隔离膜片(隔离模片23)为整片式结构，减少制程难度，提高生产效率，降低成本。

以上实施例仅表达了本实用新型的若干优选实施方式，其描述较为具体和详细，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动，并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，这些都属于本实用新型所附权利要求的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种网络变压器，包括：磁芯（22）和设于所述磁芯（22）上的线圈绕组（11）；其特征在于，所述磁芯（22）呈工字型，所述磁芯（22）包括绕线柱（27）和两侧的两个侧板（26），所述绕线柱（27）设置在两侧的所述两个侧板（26）之间，所述绕线柱（27）上绕设有所述线圈绕组（11），所述线圈绕组（11）引出若干电极引线（25），所述两个侧板（26）的顶端设有隔离模片（23）；

所述隔离模片（23）上设有若干相互间隔的焊脚座（28），相邻所述焊脚座（28）之间设有隔离槽（29）；所述焊脚座（28）上设有PAD焊盘（24）；

所述磁芯（22）包括导磁主体；

所述PAD焊盘（24）上设有所述电极引线（25）；所述线圈绕组（11）的若干所述电极引线（25）分别设置在对应的所述PAD焊盘（24）上；

所述隔离模片（23）为整片式绝缘陶瓷片或者镍锌片；

所述隔离模片（23）靠近所述线圈绕组（11）一端上面设有若干相互间隔的所述焊脚座（28），所述两个侧板（26）上的若干所述焊脚座（28）对称设置；

所述焊脚座（28）靠近所述线圈绕组（11）一端上面开设有焊接槽（14），所述焊接槽（14）中设有所述PAD焊盘（24）；

所述磁芯（22）远离所述隔离模片（23）一端设有盖片（21），所述磁芯（22）设置在所述盖片（21）上，所述盖片（21）导磁体包括锰锌主体或镍锌主体；

所述焊脚座（28）呈凸型，若干所述焊脚座（28）单排平行间隔分布在所述隔离模片（23）上，所述焊脚座（28）与所述隔离模片（23）为一体化成型，所述焊脚座（28）与所述隔离模片（23）是一体整片式；

所述隔离模片（23）上设有若干凸出的所述焊脚座（28），每个所述焊脚座（28）上设有一个所述PAD焊盘（24），所述焊脚座（28）与所述PAD焊盘（24）匹配对应设置；单边所述侧板（26）上设有若干供所述电极引线（25）焊接的所述PAD焊盘（24），若干所述PAD焊盘（24）成单排平行间隔设置；

另一边所述侧板（26）上设有若干两侧对称的所述PAD焊盘（24）；

所述线圈绕组（11）引出若干对应所述PAD焊盘（24）的所述电极引线（25），所述线圈绕组（11）的若干所述电极引线（25）分别焊接设置在对应的所述隔离模片（23）上面的所述PAD焊盘（24）上。

2.根据权利要求1所述的一种网络变压器，其特征在于，所述线圈绕组（11）的所述电极引线（25）为双平行线，所述线圈绕组（11）上绕线圈数为4~8圈，所述电极引线（25）为线径0.04~0.1mm 的双平行漆包线。

3.根据权利要求1所述的一种网络变压器，其特征在于，所述线圈绕组（11）的所述电极引线（25）为双线并绕，所述线圈绕组（11）上绕线圈数为4~8圈，所述电极引线（25）为线径0.04~0.1mm的漆包线进行双线绞线后并绕。

4.根据权利要求1所述的一种网络变压器，其特征在于，所述线圈绕组（11）的所述电极引线（25）为单线加粗铜线，所述线圈绕组（11）上绕线圈数为4~8圈，所述电极引线（25）的线径为单根0.04mm及以上铜线。

5.根据权利要求1所述的一种网络变压器，其特征在于，所述磁芯（22）的导磁主体包括锰锌主体或镍锌主体。