CN2405300Y - 高频低造型开关电源变压器 - Google Patents

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CN2405300Y CN 99257264 CN99257264U CN2405300Y CN 2405300 Y CN2405300 Y CN 2405300Y CN 99257264 CN99257264 CN 99257264 CN 99257264 U CN99257264 U CN 99257264U CN 2405300 Y CN2405300 Y CN 2405300Y
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杨玉岗
李卫东
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HUAWEI ELECTRIC CO Ltd SHENZHEN
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Abstract

本实用新型涉及一种高频低造型开关电源变压器,包括低造型磁芯、初级印刷电路绕组、次级绕组和初级绕组的引出脚铆钉,所述次级绕组为折叠式绕组,分为上下两层,它是由一个宽度大于厚度的整体金属薄片折叠而成;所述金属薄片在折叠处有尖锐的凹口。可减小变压器高度,减小导体电阻,便于批量生产,减小输出电流密度,提高变压器效率。

Description

高频低造型开关电源变压器
本实用新型涉及一种开关电源变压器，特别是高频低造型开关变压器。
随着技术的不断进步，要求DC/DC模块的体积越来越小，功率和输出电流越来越大，适用的输入电压变化范围越来越宽，耐压等级越来越高，而开关变压器是开关电源模块的核心部件，如何在保证性能的情况下，减小体积、降低高度、便于批量生产，成为DC/DC模块的重要研究内容。采用低造型磁芯安装PCB绕组及铜片绕组制作开关变压器成为减小体积的常用方法。当前常用的低造型变压器由于运行在高频状态，在要求输出电流较大的情况下，为了增强初次级绕组的磁耦合，输入PCB绕组及输出铜片绕组采用多层交替叠加的办法，多层铜片之间的电连接较复杂，并增大了回路电阻；由于引出端相对较长，使变压器所占面积较大。此外当高频变压器采用表面贴装工艺时，其引出端的焊接问题造成可生产性不强。如专利号为005781093号美国专利即是一例。
本实用新型的目的是为了供一种高频低造型开关电源变压器，以减小变压器高度，减小导体电阻，便于批量生产，减小输出电流密度，提高变压器效率，并满足安规标准。
本实用新型实现上述目的的方案是：一种高频低造型开关电源变压器，包括低造型磁芯、初级印刷电路绕组、次级绕组和初级绕组的引出脚铆钉，其特征是：所述次级绕组为折叠式绕组，分为上下两层，它是由一个宽度大于厚度的整体金属薄片折叠而成。
采用以上方案的有益效果：由于采用了以上的方案，所述次级绕组为整体折叠式，宽度大于厚度，这种造型的绕组可以克服高频趋肤效应的影响，输出大电流，减小输出电阻，降低变压器损耗与温升，提高效率；而其薄片的形状也可以实现减小高度的要求；两层铜片是一个整体，具有很好的电连接；满足安规标准，并且便于批量生产。
图1是本实用新型实施例变压器的结构示意图。
图2是本实用新型实施例变压器的外形示意图。
图3a、3b、3c、3d分别是低造型磁芯的E型磁芯的侧视图、俯视图、平板磁芯盖的侧视图、俯视图。
图4是初级印刷电路绕组示意图。
图5是折叠前的金属薄片示意图。
图6a、6b是初级绕组的引出脚铆钉的纵截面和横截面示意图。
图7a、7b是金属薄片折叠成次级绕组后的俯视和侧视图。
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
见图1、2，所示为一种高频低造型开关电源变压器，主要由低造型磁芯1(包括E形磁芯1′和平板磁芯1″)，初级印刷电路绕组2、次级折叠式绕组3和初级绕组的引出脚铆钉4组成，各组成部分分别如图3a-7b所示。变压器次级铜片(也可是其它金属片)绕组采用如图5所示结构，由图可见它是由一个宽度大于厚度的整体金属薄片(在此例中为铜片)折叠而成；所述金属薄片在折叠处有尖锐的凹口5，形成图中的M形和倒M形，方便折叠(折叠处尖锐的凹口5可使折叠位置固定且折叠方便，以保证在折叠后的两层铜片间留有固定的空间，在此空间装入初级印刷电路绕组，以增加初次级绕组间的磁耦合。如果每侧只有一个凹口5，则形成V形和倒V形，图略)。同时，所述金属薄片上还有两个经折叠而产生的凸起部11，它作为变压器的次级输出端子，安装方便，接触电阻小。经过折叠后的次级铜片绕组如图7a、7b所示。通过采用折叠成两层的铜片绕组，产生如下效果：1)克服高频趋肤效应的影响；2)可以输出大电流，减小输出电阻，降低变压器损耗与温升，提高效率；3)实现变压器减小高度的要求；4)两层铜片是一个整体，具有很好的电连接；5)通过在M形和倒M形的凹口5处折叠，可使折叠位置固定且折叠方便，以保证在折叠后的两层铜片间留有固定的空间，在此空间装入初级印刷电路绕组2，以增加初次级绕组间的磁耦合。
铆钉4采用如图6a、6b所示结构，其中部和下部各有一个台阶6、7，所述台阶6、7处的横截面尺寸大于其他部位的截面积，从而使铆钉4在其纵截面上由上到下形成小、大、小、大的分布。通过铆钉上部的台阶6，可以固定引脚的高度，使下方台阶7的底面与铝基板很好地接触，保证良好的焊接。铆钉的上端8与初级印刷电路绕组端部的两个孔10相连，作为变压器的输入端。变压器的装配图如图1所示，外形图如图2所示，图中9为绝缘层。
经过对变压器进行实例测试可知，生产性好，安规满足国际标准，并满足开关电源DC/DC模块体积小、高度低的要求，效率增加1％。
通过对一只输出功率150W(输出电压5V，输出电流30A)的高频低造型变压器进行测试，其最大外形尺寸仅为：29mm×24mm×9mm，满足功率变换器的体积要求，其漏感小于0.8μH，主电感为85.5μH，耐压为1500VDC，满足国际安规标准，并且适合大批量生产，其它电性能也满足要求，实际图如图2所示。

Claims (6)

1、一种高频低造型开关电源变压器，包括低造型磁芯(1)、初级印刷电路绕组(2)、次级绕组(3)和初级绕组的引出脚铆钉(4)，其特征是：所述次级绕组(3)为折叠式绕组，分为上下两层，它是由一个宽度大于厚度的整体金属薄片折叠而成。
2、如权利要求1所述的高频低造型开关电源变压器，其特征是：所述金属薄片在折叠处有尖锐的凹口(5)。
3、如权利要求2所述的高频低造型开关电源变压器，其特征是：所述凹口(5)在金属片两侧各有二个，在每侧各形成一个M形或倒M形。
4、如权利要求1或2或3所述的高频低造型开关电源变压器，其特征是：所述初级绕组的引出脚铆钉(4)的中部和下部各有一个台阶(6)、(7)，所述台阶(6)、(7)处的横截面尺寸大于其他部位的截面积，从而使铆钉(4)在其纵截面上由上到下形成小、大、小、大的分布。
5、如权利要求1或2或3所述的高频低造型开关电源变压器，其特征是：所述次级绕组金属薄片上经折叠产生凸起部(11)，作为次级绕组的引出端。
6、如权利要求4所述的高频低造型开关电源变压器，其特征是：所述次级绕组金属薄片上经折叠产生凸起部(11)，作为次级绕组的引出端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101840769A (zh) * 2009-03-16 2010-09-22 Tdk株式会社 变压器以及开关电源装置
CN101071676B (zh) * 2007-03-23 2011-06-29 深圳市浦天利光电技术有限公司 一种变压器

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