DE102018005043A1

DE102018005043A1 - Planar

Info

Publication number: DE102018005043A1
Application number: DE102018005043.3A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gossen
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2019-01-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Planartransformator (T) mit dem auf möglichst einfache Weise unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse realisiert werden können. Der Planartransformator (T) umfasst dabei eine erste Leiterplatte (1) mit einer ersten und einer zweiten Lage (11, 12) und eine zweite Leiterplatte (2) mit einer ersten und einer zweiten Lage (21, 22), wobei jede Lage der ersten und zweiten Leiterplatte (11, 12, 21, 22) jeweils eine als Leiterbahn ausgebildete Wicklung (13, 14, 23, 24) aufweist, wobei die Wicklungen der jeweiligen ersten Lage der ersten und zweiten Leiterplatte (13, 23) elektrisch in Serie zueinander geschaltet sind, und die Wicklungen der jeweiligen zweiten Lage der ersten und zweiten Leiterplatte (14, 24) elektrisch parallel zueinander geschaltet sind.The invention relates to a planar transformer (T) with the simplest possible way different ratios can be realized. The planar transformer (T) comprises a first printed circuit board (1) having a first and a second layer (11, 12) and a second printed circuit board (2) having a first and a second layer (21, 22), each layer of the first and second printed circuit board (11, 12, 21, 22) each having a formed as a conductor winding (13, 14, 23, 24), wherein the windings of the respective first layer of the first and second printed circuit board (13, 23) electrically in series with each other are connected, and the windings of the respective second layer of the first and second circuit boards (14, 24) are electrically connected in parallel.

Description

Die Erfindung betrifft einen Planartransformator, umfassend eine erste Leiterplatte mit einer ersten und einer zweiten Lage, und eine zweite Leiterplatte mit einer ersten und einer zweiten Lage, wobei jede Lage der ersten und zweiten Leiterplatte jeweils eine, als Leiterbahn ausgebildete Wicklung aufweist.The invention relates to a planar transformer, comprising a first printed circuit board with a first and a second layer, and a second printed circuit board having a first and a second layer, wherein each layer of the first and second printed circuit board each having a winding formed as a conductor track.

Ein Transformator, auch Umspanner genannt, ist ein elektronisches Bauteil umfassend zumindest zwei Spulen bzw. Wicklungen, beispielsweise aus Kupferdraht, die über einen Transformatorkern, beispielsweise einen Ferritkern, induktiv gekoppelt sind. Die Spulen auch Primär- und Sekundärwicklung genannt, sind dabei gegeneinander elektrisch isoliert. Somit wird eine elektrische Eingangsleistung bei Wechselgrößen von Strom und Spannung an der ersten Spule (z.B. Eingangs- oder Primärwicklung) in eine Ausgangsleistung an der zweiten Spule (z.B. Ausgangs- oder Sekundärwicklung) übersetzt, wobei das Übersetzungsverhältnis von Eingangsstrom/-spannung (i1 und u1) zu Ausgangsstrom/-spannung (i2 und u2) von dem Verhältnis der Anzahl der Windungen der beiden Spulen (w1 und w2) zueinander abhängig ist. Das Übersetzungsverhältnis ü_T eines idealen Transformators ergibt sich folglich aus $ü_{T} = \frac{w 1}{w 2} = \frac{u 1}{u 2} = - \frac{i 2}{i 1} .$

A transformer, also called Umspanner, is an electronic component comprising at least two coils or windings, for example made of copper wire, which are inductively coupled via a transformer core, such as a ferrite core. The coils also called primary and secondary windings are electrically isolated from each other. Thus, an input electrical power at alternating current and voltage across the first coil (eg, input or primary) is translated into output at the second coil (eg, output or secondary), where the ratio of input current / voltage (i1 and u1 ) to output current / voltage (i2 and u2) is dependent on the ratio of the number of turns of the two coils (w1 and w2) to each other. The transmission ratio ü _{T of} an ideal transformer is therefore obtained

ü_{T} = \frac{w 1}{w 2} = \frac{u 1}{u 2} = - \frac{i 2}{i 1},

Im Vergleich zu herkömmlichen Transformatoren weist ein Planartransformator Spulen bzw. Wicklungen auf, die im Wesentlichen planar als Leiterbahnen auf Leiterplatten (englisch: printed circuit boards, kurz: PCB) ausgebildet sind. Daraus ergibt sich eine höhere Leistungsdichte und ein höherer Wirkungsgrad als bei herkömmlichen Transformatoren. Der übertragene Leistungsbereich eines Planartransformators liegt in der Regel zwischen wenigen Watt bis zu mehreren Kilowatt.Compared to conventional transformers, a planar transformer on coils or windings, which are substantially planar as printed circuit boards on printed circuit boards (PCB) are formed. This results in a higher power density and higher efficiency than conventional transformers. The transmitted power range of a planar transformer is usually between a few watts to several kilowatts.

Aus der DE 10 2007 019 111 A1 ist ein elektronisches Bauelement, insbesondere ein Planartransformator oder eine Planarinduktivität bekannt, mit zumindest einem Kern und zumindest einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Hauptleiterplatte. Dabei ist der Hauptleiterplatte zumindest eine Sekundärleiterplatte zugeordnet, wobei die Hauptleiterplatte und die Sekundärleiterplatte mit als Leiterbahn ausgeführten Wicklungen versehen und im Bereich des Kerns angeordnet sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Sekundärleiterplatten einen Stapel zur Bestückung auf der Hauptleiterplatine bilden.From the DE 10 2007 019 111 A1 is an electronic component, in particular a planar transformer or a Planarinduktivität known, with at least one core and at least one equipped with electronic components main circuit board. In this case, the main circuit board is associated with at least one secondary circuit board, wherein the main circuit board and the secondary circuit board are provided with designed as a conductor windings and arranged in the region of the core. It is further provided that a plurality of secondary circuit boards form a stack for mounting on the main circuit board.

Aus der DE 697 29 196 T2 ist eine Planarübertrageranordnung für eine elektrische Schaltung bekannt, wobei die Anordnung aufweist: ein Schaltungsplatinenstück, eine Primärwicklung, die zumindest ein im Wesentlichen planares Wicklungsmuster aufweist, und eine Sekundärwicklung, die zumindest ein im Wesentlichen planares Wicklungsmuster aufweist, einen Übertragerkern, der die Primär- und Sekundärwicklungen zumindest teilweise umgibt, wobei sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklungen auf dem Schaltungsplatinenstück geformt sind, und der Übertragerkern an das Schaltungsplatinenstück angebracht ist, wodurch der Übertragerkern und das Schaltungsplatinenstück zusammen eine separate Planarübertragerkomponente bilden, wobei die Planarübertrageranordnung eine erste Schaltungsplatine aufweist, an der die elektrische Schaltung implementiert ist und eine Öffnung entsprechend dem Übertragerkern aufweist, in die die Planarübertragerkomponente eingesetzt ist.From the DE 697 29 196 T2 a planar transformer assembly for an electrical circuit is known, the arrangement comprising: a circuit board piece, a primary winding having at least one substantially planar winding pattern, and a secondary winding having at least one substantially planar winding pattern, a transformer core comprising the primary and Secondary windings at least partially surrounds, wherein both the primary and the secondary windings are formed on the circuit board piece, and the transformer core is attached to the circuit board piece, whereby the transformer core and the circuit board piece together form a separate Planarübertragerkomponente, wherein the Planarübertrageranordnung comprises a first circuit board to the electrical circuit is implemented and has an opening corresponding to the transformer core, in which the Planarübertragerkomponente is inserted.

Aus dem Stand der Technik ergibt sich jedoch der Nachteil, dass das Übersetzungsverhältnis nicht individuell angepasst werden kann, ohne die als Leiterbahnen ausgeführten Wicklungen auf den Leiterplatten zu verändern. Eine Anpassung des Übersetzungsverhältnisses kann somit nur mit erhöhtem Aufwand erfolgen.From the prior art, however, there is the disadvantage that the transmission ratio can not be adjusted individually, without changing the designed as tracks windings on the circuit boards. An adaptation of the transmission ratio can thus be done only with increased effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse für einen Planartransformator zu realisieren.The invention has for its object to realize different ratios for a planar transformer in a simple manner.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed by the dependent claims, the following description and the figures.

Durch die Erfindung ist ein Planartransformator bereitgestellt. Der Planartransformator umfasst dabei eine erste Leiterplatte mit einer ersten und einer zweiten Lage, und eine zweite Leiterplatte mit einer ersten und zweiten Lage, wobei jede Lage der ersten und zweiten Leiterplatte jeweils eine als Leiterbahn ausgebildete Wicklung aufweist, wobei die Wicklungen der jeweiligen ersten Lage der ersten und zweiten Leiterplatte elektrisch in Serie zueinander geschaltet sind und die Wicklungen der jeweiligen zweiten Lage der ersten und zweiten Leiterplatte elektrisch parallel zueinander geschaltet sind.The invention provides a planar transformer. The planar transformer comprises a first printed circuit board with a first and a second layer, and a second printed circuit board with a first and second layer, each layer of the first and second printed circuit board each having a winding formed as a conductor track, wherein the windings of the respective first layer of first and second printed circuit boards are electrically connected in series with each other and the windings of the respective second layer of the first and second printed circuit boards are electrically connected in parallel with each other.

Mit anderen Worten sind also die Wicklungen des Planartransformators jeweils als Leiterbahnen in den jeweils zwei Lagen zweier Leiterplatten realisiert. Die Wicklung in der ersten Lage der ersten Leiterplatte ist dabei elektrisch in Serie zu der Wicklung in der ersten Lage der zweiten Leiterplatte geschaltet und die Wicklung in der zweiten Lage der ersten Leiterplatte ist elektrisch parallel zu der Wicklung in der zweiten Lage der zweiten Leiterplatte geschaltet. Durch die serielle Verschaltung der Wicklungen in den jeweiligen ersten Lagen summiert sich insgesamt also die Anzahl der Windungen in der ersten Lage der ersten Leiterplatte mit der Anzahl der Windungen in der ersten Lage der zweiten Leiterplatte auf. Im Gegensatz dazu summiert sich durch die parallele Verschaltung der Wicklungen in den jeweiligen zweiten Lagen die Anzahl der Windungen in der zweiten Lage der ersten Leiterplatte und der Anzahl der Windungen in der ersten Lage der zweiten Leiterplatte nicht auf.In other words, therefore, the windings of the planar transformer are each realized as conductor tracks in the respective two layers of two printed circuit boards. The winding in the first position of the first circuit board is electrically connected in series with the winding in the first layer of the second circuit board and the winding in the second layer of the first circuit board is electrically connected in parallel to the winding in the second layer of the second circuit board. As a result of the serial connection of the windings in the respective first layers, the total number of turns in the first position of the total adds up first circuit board with the number of turns in the first layer of the second circuit board. In contrast, due to the parallel connection of the windings in the respective second layers, the number of turns in the second layer of the first printed circuit board and the number of turns in the first layer of the second printed circuit board does not add up.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Wicklungen, also beispielsweise die Primär- bzw. Sekundärwicklungen des Planartransformators individuell zueinander verschaltet werden können, sodass das Übersetzungsverhältnis auf einfache Weise angepasst werden kann.This results in the advantage that the windings, so for example, the primary and secondary windings of the planar transformer can be individually connected to each other, so that the transmission ratio can be easily adjusted.

Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments that provide additional benefits.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Leiterplatten einen Stapel bilden und mittels zumindest jeweils einer Lötkontaktierung miteinander verbunden sind.One embodiment provides that the printed circuit boards form a stack and are connected to one another by means of at least one respective soldering contact.

Mit anderen Worten sind die erste und die zweite Leiterplatte aufeinander gestapelt, das heißt die erste Leiterplatte liegt beispielsweise auf der zweiten Leiterplatte auf. Vorzugsweise weisen die Leiterplatten gleiche Abmessungen auf und sind derart ordentlich gestapelt, dass die Kanten der Leiterplatten bündig miteinander abschließen. Jede der Leiterplatten weist dabei zumindest eine elektrisch leitfähige Kontaktfläche auf, wobei die Leiterplatten über diese Kontaktfläche miteinander verlötet sind und somit elektrisch miteinander verbunden sind.In other words, the first and the second circuit board are stacked on each other, that is, the first circuit board is, for example, on the second circuit board. The printed circuit boards preferably have the same dimensions and are neatly stacked so that the edges of the printed circuit boards terminate flush with one another. Each of the printed circuit boards has at least one electrically conductive contact surface, wherein the printed circuit boards are soldered to one another via this contact surface and thus are electrically connected to one another.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Leiterplatten identisch aufgebaut sind, wodurch zum einen die Leiterplatten und zum anderen auch die jeweiligen Wicklungen in den unterschiedlichen Lagen der Leiterplatten auf einfache und immer gleiche Weise automatisierbar miteinander verbunden werden können. Die kann beispielsweise durch ein Wiederaufschmelzlötverfahren (Reflow-Löten) erfolgen.A further embodiment provides that the circuit boards are constructed identically, whereby on the one hand, the circuit boards and on the other hand, the respective windings in the different layers of the circuit boards in a simple and always the same way can be automated connected to each other. This can be done, for example, by a reflow soldering process.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Planartransformator auch einen Transformatorkern umfasst, der die Leiterplatten zumindest abschnittsweise umgibt, und die jeweiligen Wicklungen der zugehörigen Leiterplatten um den Transformatorkern angeordnet sind.A further embodiment provides that the planar transformer also comprises a transformer core, which surrounds the circuit boards at least in sections, and the respective windings of the associated printed circuit boards are arranged around the transformer core.

In anderen Worten verlaufen also die Leiterbahnen in den verschiedenen Lagen der Leiterplatten als Wicklungen in Windungen zumindest teilweise um den Transformatorkern. Der Transformatorkern kann dabei beispielsweise als Ferritkern ausgebildet sein.In other words, therefore, run the tracks in the various layers of the circuit boards as windings in turns at least partially around the transformer core. The transformer core can be designed, for example, as a ferrite core.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Wicklungen der jeweiligen ersten Lage als Primärwicklungen ausgebildet sind und die Wicklungen der jeweiligen zweiten Lage als Sekundärwicklungen ausgebildet sind.A further embodiment provides that the windings of the respective first layer are formed as primary windings and the windings of the respective second layer are formed as secondary windings.

In anderen Worten, sind die Wicklungen in der ersten Lage der ersten Leiterplatte und die Wicklungen in der ersten Lage der zweiten Leiterplatte als Eingangswicklungen des Transformators ausgebildet und die Wicklungen der zweiten Lage der ersten Leiterplatte und die Wicklungen der zweiten Lage der zweiten Leiterplatte sind als Ausgangswicklungen des Planartransformators ausgebildet.In other words, the windings in the first layer of the first circuit board and the windings in the first layer of the second circuit board are formed as input windings of the transformer, and the windings of the second layer of the first circuit board and the windings of the second layer of the second circuit board are output windings formed of the planar transformer.

Da erfindungsgemäß die Primärwicklungen nun in Serie zueinander geschaltet sind und die Ausgangswicklungen Sekundärwicklungen parallel zueinander geschaltet sind, ergibt sich durch die Verschaltung ein neues Übersetzungsverhältnis ü, welches aus der Summe des Übersetzungsverhältnisses der ersten Leiterplatte und des Übersetzungsverhältnisses der zweiten Leiterplatte resultiert. Sind die Leiterplatten identisch aufgebaut, ergibt sich das neue Übersetzungsverhältnis ü aus dem Produkt der Anzahl an Leiterplatten (hier z.B. zwei) und dem Übersetzungsverhältnis ü_Basis das jede einzelne Leiterplatte aufweist.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Wicklungen der jeweiligen ersten Lage als Sekundärwicklungen ausgebildet sind, und die Wicklungen der jeweiligen zweiten Lage als Primärwicklungen ausgebildet sind.Since according to the invention, the primary windings are now connected in series with each other and the output windings secondary windings are connected in parallel, resulting from the interconnection, a new transmission ratio ü, which results from the sum of the transmission ratio of the first circuit board and the transmission ratio of the second circuit board. If the printed circuit boards are constructed identically, the new transmission ratio u results from the product of the number of printed circuit boards (in this case, for example, two) and the transmission ratio _{Basis base} that has each individual printed circuit board.
A further embodiment provides that the windings of the respective first layer are formed as secondary windings, and the windings of the respective second layer are formed as primary windings.

In anderen Worten, sind die Wicklungen in der ersten Lage der ersten Leiterplatte und die Wicklungen in der ersten Lage der zweiten Leiterplatte als Ausgangswicklungen des Transformators ausgebildet und die Wicklungen der zweiten Lage der ersten Leiterplatte und die Wicklungen der zweiten Lage der zweiten Leiterplatte sind als Eingangswicklungen des Planartransformators ausgebildet.In other words, the windings in the first layer of the first circuit board and the windings in the first layer of the second circuit board are formed as output windings of the transformer, and the windings of the second layer of the first circuit board and the windings of the second layer of the second circuit board are input windings formed of the planar transformer.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die jeweiligen Wicklungen als Leiterbahnen in der zugehörigen Leiterplatte ausgebildet sind und mit Durchkontaktierungen an die Oberfläche der Leiterplatte geführt sind.Another embodiment provides that the respective windings are formed as conductor tracks in the associated printed circuit board and are guided with plated-through holes to the surface of the printed circuit board.

In anderen Worten sind die als Leiterbahn ausgebildeten Wicklungen also innerhalb, das heißt unter der Oberfläche der zugehörigen Leiterplatte ausgebildet. Die Wicklungen werden anschließend mittels Durchkontaktierungen (Via), also vertikalen elektrischen Verbindungen zur Kontaktierung an die Oberfläche der Leiterplatte geführt.In other words, the windings designed as a conductor track are thus formed within, that is, below the surface of the associated printed circuit board. The windings are then guided by means of plated-through holes (via), that is to say vertical electrical connections for making contact with the surface of the printed circuit board.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die jeweiligen Wicklungen als Leiterbahnen an der Oberfläche der zugehörigen Leiterplatte ausgebildet sind.A further embodiment provides that the respective windings are formed as conductor tracks on the surface of the associated printed circuit board.

In anderen Worten ist beispielsweise die Wicklung der ersten Lage der ersten Leiterplatte an der Oberseite der Leiterplatte ausgebildet und die Wicklung der zweiten Lage der ersten Leiterplatte an der Unterseite der Leiterplatte ausgebildet. In other words, for example, the winding of the first layer of the first circuit board is formed on the upper side of the circuit board and the winding of the second layer of the first circuit board is formed on the underside of the circuit board.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zumindest eine der Leiterplatten mittels Stiftleisten mit einer mit elektronischen Bauelementen bestückten dritten Leiterplatte elektrisch verbunden ist.A further embodiment provides that at least one of the printed circuit boards is electrically connected by means of pin headers to a third printed circuit board equipped with electronic components.

In anderen Worten ist die erste Leiterplatte und/oder die zweite Leiterplatte mittels Stiftleisten mit einer dritten Leiterplatte elektrisch verbunden. Die dritte Leiterplatte stellt die Hauptleiterplatte einer elektronischen Schaltung dar und ist beispielsweise mit einer Vielzahl von elektronischen Bauelementen, etwa Widerständen, Kondensatoren, Transistoren usw. bestückt.In other words, the first printed circuit board and / or the second printed circuit board is electrically connected by means of pin headers to a third printed circuit board. The third circuit board is the main circuit board of an electronic circuit and is for example equipped with a variety of electronic components, such as resistors, capacitors, transistors, etc.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der Planartransformator zumindest eine weitere Leiterplatte mit einer ersten und einer zweiten Lage mit jeweils als Leiterbahnen ausgebildete Wicklungen umfasst, wobei die Wicklung der ersten Lage zumindest einer weiteren Leiterplatte elektrisch in Serie oder parallel zu den Wicklungen der jeweiligen ersten Lage der ersten und zweiten Leiterplatte geschaltet ist, und die Wicklung der zweiten Lage der zumindest einen weiteren Leiterplatte elektrisch in Serie oder parallel zu den Wicklungen der jeweiligen zweiten Lage der ersten und zweiten Leiterplatte geschaltet ist.A further embodiment provides that the planar transformer comprises at least one further printed circuit board with a first and a second layer, each with windings formed as strip conductors, wherein the winding of the first layer of at least one further printed circuit board electrically in series or parallel to the windings of the respective first layer the first and second printed circuit board is connected, and the winding of the second layer of the at least one further printed circuit board is electrically connected in series or parallel to the windings of the respective second layer of the first and second printed circuit board.

In anderen Worten bilden also zumindest drei Leiterplatten einen Stapel. Auch mehr als drei Leiterplatten, z.B. vier oder sechs Leiterplatten als Teil des Planartransformators sind denkbar. Die Wicklungen der zusätzlichen Leiterplatte(n) sind dabei entweder in Serie oder parallel zu den Wicklungen der ersten und zweiten Leiterplatte geschaltet.In other words, at least three printed circuit boards form a stack. Also, more than three circuit boards, e.g. Four or six printed circuit boards as part of the planar transformer are conceivable. The windings of the additional printed circuit board (s) are connected either in series or parallel to the windings of the first and second printed circuit board.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of features of the described embodiments.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. einen schematischen Aufbau eines Planartransformators mit drei Leiterplatten.The only Fig. Shows a schematic structure of a planar transformer with three circuit boards.

Bei dem im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Bei dem Ausführungsbeispiel stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsform jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren ist die beschriebene Ausführungsform auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiment explained below is a preferred embodiment of the invention. In the exemplary embodiment, the described components of the embodiment each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also each independently further develop the invention and thus also individually or in a different combination than the one shown as part of the invention. Furthermore, the described embodiment can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, like reference numerals designate functionally identical elements.

Die Fig. zeigt einen Querschnitt durch einen Planartransformator T, welcher aus einer ersten Leiterplatte 1, einer zweiten Leiterplatte 2 und einer dritten Leiterplatte 3 aufgebaut ist. Der Planartransformator T umfasst dabei auch einen Transformatorkern K, der zumindest abschnittsweise die drei Leiterplatten 1, 2 und 3 umgibt.The figure shows a cross section through a planar transformer T , which consists of a first circuit board 1 , a second circuit board 2 and a third circuit board 3 is constructed. The planar transformer T also includes a transformer core K , at least in sections, the three circuit boards 1 . 2 and 3 surrounds.

Jede der Leiterplatten 1, 2 und 3 ist in der Fig. mit je zwei Lagen dargestellt. Somit weist die erste Leiterplatte 1 eine erste Lage 11 und eine zweite Lage 12 auf, die zweite Leiterplatte 2 weist eine erste Lage 21 und eine zweite Lage 22 auf und die dritte Leiterplatte 3 weist eine erste Lage 31 und eine zweite Lage 32 auf.Each of the circuit boards 1 . 2 and 3 is shown in the figure with two layers. Thus, the first circuit board 1 a first location 11 and a second location 12 on, the second circuit board 2 has a first location 21 and a second location 22 on and the third circuit board 3 has a first location 31 and a second location 32 on.

Weiterhin befindet sich in der ersten Lage der ersten Leiterplatte 11 auch die erste Wicklung der ersten Leiterplatte 13, die als Leiterbahn unter der Oberfläche der Leiterplatte 1 ausgebildet ist. Außerdem befindet sich in der zweiten Lage der ersten Leiterplatte 12 die zweite Wicklung der ersten Leiterplatte 14, die als Leiterbahn an der Oberfläche der Leiterplatte 1 ausgebildet ist. Analog dazu befindet sich in der ersten Lage der zweiten Leiterplatte 21 die erste Wicklung der zweiten Leiterplatte 23, die als Leiterbahn unter der Oberfläche der Leiterplatte 2 ausgebildet ist. In der zweiten Lage der zweiten Leiterplatte 22 befindet sich die zweite Wicklung der zweiten Leiterplatte 24, die als Leiterbahn an der Oberfläche der zweiten Leiterplatte 2 ausgebildet ist. Entsprechend befindet sich auch in der ersten Lage der dritten Leiterplatte 31 die erste Wicklung der dritten Leiterplatte 33, die als Leiterbahn unter der Oberfläche der dritten Leiterplatte 3 ausgebildet ist. In der zweiten Lage der dritten Leiterplatte 32 befindet sich die zweite Wicklung der dritten Leiterplatte 34, die als Leiterbahn an der Oberfläche der Leiterplatte 3 ausgebildet ist.Furthermore, located in the first position of the first circuit board 11 also the first winding of the first circuit board 13 acting as a track under the surface of the circuit board 1 is trained. In addition, located in the second position of the first circuit board 12 the second winding of the first circuit board 14 acting as a trace on the surface of the circuit board 1 is trained. Analogously, there is in the first layer of the second circuit board 21 the first winding of the second circuit board 23 acting as a track under the surface of the circuit board 2 is trained. In the second layer of the second circuit board 22 is the second winding of the second circuit board 24 acting as a track on the surface of the second circuit board 2 is trained. Accordingly, there is also in the first layer of the third circuit board 31 the first winding of the third circuit board 33 acting as a track under the surface of the third circuit board 3 is trained. In the second layer of the third circuit board 32 is the second winding of the third circuit board 34 acting as a trace on the surface of the circuit board 3 is trained.

Dabei sind die jeweiligen ersten Wicklungen 13, 23 und 33 der Leiterplatten in Serie geschaltet und die jeweiligen zweiten Wicklungen 14, 24 und 34 der Leiterplatten parallel zueinander geschaltet. Here are the respective first windings 13 . 23 and 33 the circuit boards are connected in series and the respective second windings 14 . 24 and 34 the circuit boards connected in parallel.

Die serielle Verschaltung der ersten Wicklungen 13, 23 und 33 erfolgt, indem in die erste, zweite und dritte Leiterplatte 1, 2 und 3 Durchkontaktierungen bzw. Vias eingelassen sind, die den jeweiligen Wicklungsanfang bzw. das Wicklungsende der jeweiligen ersten Wicklung 13, 23 und 33 als Kontakte zur Oberfläche der Leiterplatte führen. Dabei sind die Durchkontaktierungen V derart angeordnet, dass jeweils das Wicklungsende einer ersten Wicklung einer der Leiterplatten mit dem Wicklungsanfang einer ersten Wicklung einer anderen Leiterplatte verbunden werden kann.The serial connection of the first windings 13 . 23 and 33 done by placing in the first, second and third circuit board 1 . 2 and 3 Through holes or vias are inserted, which are the respective winding start or the winding end of the respective first winding 13 . 23 and 33 as contacts to the surface of the circuit board. Here are the vias V arranged such that in each case the winding end of a first winding of one of the circuit boards can be connected to the winding start of a first winding of another circuit board.

In der Fig. ist beispielsweise der Wicklungsanfang der ersten Wicklung der dritten Leiterplatte 33 über eine Durchkontaktierung V an die Oberfläche der dritten Leiterplatte 3 geführt und über einen Lötkontakt L und eine Durchkontaktierung V in der zweiten Leiterplatte 2 mit dem Anfang der ersten Wicklung der zweiten Leiterplatte 23 verbunden. In ähnlicher Weise ist dann der Wicklungsanfang der ersten Wicklung der zweiten Leiterplatte 23 über eine Durchkontaktierung der in zweiten Leiterplatte 2 an die Oberfläche geführt und über einen Lötkontakt L mit einer Durchkontaktierung V der ersten Leiterplatte 1 mit dem Ende der ersten Wicklung der ersten Leiterplatte 13 verbunden. Um die ersten Wicklungen 13, 23 und 33 nun seriell zu verbinden, ist der Wicklungsanfang der ersten Wicklung der ersten Leiterplatte 13 über eine Durchkontaktierung V zur Oberfläche der ersten Leiterplatte 1 geführt und über einen Lötkontakt L mit dem einen Ende einer Steckbrücke (Jumper) J verbunden. Das andere Ende der Steckbrücke J ist dann wieder über einen Lötkontakt L mit einer durchgängigen Durchkontaktierung V in der ersten Leiterplatte 1 verbunden. Von der ersten Leiterplatte aus führt eine elektrische Verbindung aus durchgängigen Durchkontaktierungen V und Lötkontakten L über die zweite Leiterplatte 2 bis zur dritten Leiterplatte 3. Dabei sind diese durchgängigen Durchkontaktierungen nicht direkt mit der jeweiligen erster Wicklung der Leiterplatten 13, 23 und 33 in Kontakt.In the figure, for example, the winding start of the first winding of the third circuit board 33 via a via V to the surface of the third circuit board 3 guided and via a soldering contact L and a via V in the second circuit board 2 with the beginning of the first winding of the second circuit board 23 connected. Similarly, then the winding start of the first winding of the second circuit board 23 via a via in the second circuit board 2 led to the surface and a soldering contact L with a via V the first circuit board 1 with the end of the first winding of the first circuit board 13 connected. To the first windings 13 . 23 and 33 now connect serially, the winding start of the first winding of the first circuit board 13 via a via V to the surface of the first circuit board 1 guided and via a soldering contact L with one end of a jumper J connected. The other end of the jumper J is then again via a solder contact L with a continuous through-hole V in the first circuit board 1 connected. From the first circuit board leads an electrical connection of continuous vias V and solder contacts L over the second circuit board 2 to the third circuit board 3 , These continuous plated-through holes are not directly connected to the respective first winding of the printed circuit boards 13 . 23 and 33 in contact.

Entsprechend sind nun die ersten Wicklungen der ersten Leiterplatte 13, 23 und 33 in Serie miteinander verbunden, wobei die losen Kontaktflächen der Durchkontaktierungen V auf der Unterseite der dritten Leiterplatte 3 beispielsweise an eine Hauptleiterplatte mit elektronischen Bauelementen oder eine Wechselspannungsquelle angeschlossen werden könnten.Accordingly, now the first windings of the first circuit board 13 . 23 and 33 connected in series, with the loose contact surfaces of the vias V on the bottom of the third circuit board 3 For example, could be connected to a main circuit board with electronic components or an AC power source.

Die Parallelverschaltung der jeweiligen zweiten Wicklungen der Leiterplatten 14, 24 und 34 erfolgt in der Fig., indem der jeweilige Wicklungsanfang jeder der zweiten Wicklungen 14, 24 und 34 miteinander verbunden wird, und gleichzeitig das jeweilige Wicklungsende jeder zweiten Wicklung 14, 24 und 34 miteinander verbunden wird. Dazu sind erneut Durchkontaktierungen V vorgesehen, welche den jeweiligen Wicklungsanfang und das jeweilige Wicklungsende der zweiten Wicklungen 14, 24 und 34 zur Oberfläche der jeweiligen Leiterplatte 1, 2 und 3 führen.The parallel connection of the respective second windings of the printed circuit boards 14 . 24 and 34 takes place in the figure, by the respective winding start of each of the second windings 14 . 24 and 34 is connected together, and at the same time the respective winding end of each second winding 14 . 24 and 34 is connected to each other. These are again plated-through holes V provided, which the respective winding start and the respective winding end of the second windings 14 . 24 and 34 to the surface of the respective circuit board 1 . 2 and 3 to lead.

Entsprechend ist also der Wicklungsanfang der zweiten Wicklung der dritten Leiterplatte 34 über Durchkontaktierungen V mit dem Wicklungsanfang der zweiten Wicklung der zweiten Leiterplatte 24 und dem Wicklungsanfang der zweiten Wicklung der ersten Leiterplatte 14 verbunden. Analog ist das Wicklungsende der zweiten Wicklung der dritten Leiterplatte 34 über Durchkontaktierungen V mit dem Wicklungsende der zweiten Wicklung der zweiten Leiterplatte 24 und dem Wicklungsende der zweiten Wicklung der ersten Leiterplatte 14 verbunden. Die Kontaktierung des jeweiligen Wicklungsanfangs bzw. des jeweiligen Wicklungsendes erfolgt dabei erneut mittels Lötkontakten L. Der nicht verbundene Wicklungsanfang und das nicht verbundene Wicklungsende der zweiten Wicklung der ersten Leiterplatte und der nicht verbundene Wicklungsanfang und das nicht verbundene Wicklungsende der zweiten Wicklung 34 der dritten Leiterplatte können dann beispielsweise an eine mit elektronischen Bauteilen bestückten Hauptleiterplatte oder einen anderen elektrischen Verbraucher angeschlossen werden.Accordingly, therefore, the winding start of the second winding of the third circuit board 34 via vias V with the winding start of the second winding of the second printed circuit board 24 and the winding start of the second winding of the first circuit board 14 connected. Similarly, the winding end of the second winding of the third circuit board 34 via vias V with the winding end of the second winding of the second printed circuit board 24 and the winding end of the second winding of the first circuit board 14 connected. The contacting of the respective winding start or the respective winding end is carried out again by means of solder contacts L , The unconnected winding start and the disconnected winding end of the second winding of the first printed circuit board and the unconnected winding start and the unconnected winding end of the second winding 34 The third printed circuit board can then be connected, for example, to a main printed circuit board equipped with electronic components or another electrical consumer.

Wie in der Fig. gezeigt ist, sind alle drei Leiterplatten 1, 2 und 3 identisch aufgebaut sind.As shown in the figure, all three are printed circuit boards 1 . 2 and 3 are constructed identically.

Dem in der einzigen Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel kann folgende Situation beispielhaft zugrunde liegen. Die jeweiligen ersten Wicklungen 13, 23 und 33 können besipeilsweise als Primärwicklungen des Planartransformators ausgebildet sein. Weiterhin können die zweiten Wicklungen 14, 24 und 34 als Sekundärwicklungen des Planartransformators ausgebildet sein. Ist beispielsweise ein Verhältnis der ersten Windungen der Wicklung der ersten Leiterplatte 13 zu den Windungen der zweiten Wicklung der ersten Leiterplatte 14 von 2:1 gegeben, ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis ü₁ von 2.The exemplary embodiment shown in the single FIGURE can be based on the following situation by way of example. The respective first windings 13 . 23 and 33 can besipeilsweise be formed as primary windings of the planar transformer. Furthermore, the second windings 14 . 24 and 34 be designed as secondary windings of the planar transformer. For example, is a ratio of the first turns of the winding of the first circuit board 13 to the turns of the second winding of the first circuit board 14 given by 2: 1, there is a gear ratio ü ₁ of 2.

Sind die Leiterplatten 1, 2 und 3 weiterhin beispielsweise identisch aufgebaut, so ergibt sich folglich auch für die zweite Leiterplatte 2 und die dritte Leiterplatte 3 ein jeweiliges Übersetzungsverhältnis ü₂ und ü₃ von 2. Dieses Übersetzungsverhältnis der ersten, zweiten und dritten Leiterplatte 1, 2 und 3 kann auch als Basisübersetzung ü_Basis bezeichnet werden. Sind nun die Primärwicklungen der Leiterplatten 1, 2 und 3 in Serie geschaltet und die Sekundärwicklungen parallel geschaltet, ergibt sich ein neues Übersetzungsverhältnis ü aus der Summe der Übersetzungsverhältnisse der einzelnen Leiterplatten 1, 2 und 3. Folglich kann das neue Übersetzungsverhältnis ü auch gegeben sein, als ü = n ∗ ü_basis, wobei n der Anzahl an Leiterplatten, nämlich drei, entspricht. Das neue Übersetzungsverhältnis ü, dass also mit einer derartigen Verschaltung der Leiterplatten 1, 2 und 3 realisiert werden kann, entspricht nun 6:1.Are the PCBs 1 . 2 and 3 Furthermore, for example, constructed identically, so also results for the second circuit board 2 and the third circuit board 3 a respective gear ratio ü ₂ and ü ₃ of 2 , This ratio of the first, second and third circuit board 1 . 2 and 3 can also be referred to as _base translation ü _base . Are now the primary windings of the circuit boards 1 . 2 and 3 connected in series and the secondary windings connected in parallel, there is a new ratio ü from the sum of the ratios of the individual circuit boards 1 . 2 and 3 , Consequently, the new gear ratio ü can also be given as ü = n * ü _basis , where n corresponds to the number of printed circuit boards, namely three. The new transmission ratio ü, that is, with such an interconnection of the circuit boards 1 . 2 and 3 can be realized, is now 6: 1.

Analog könnten in einer anderen beispielhaften Situation die ersten Wicklungen 13, 23 und 33 als Sekundärwicklungen vorliegen und die zweiten Wicklungen 14, 24 und 34 als Primärwicklungen vorliegen. Außerdem könnte in einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel beispielsweise die ersten Wicklungen 13, 23 und 33 an der Oberfläche der jeweiligen Leiterplatte 1, 2 und 3 verlaufen, während die zweiten Wicklungen 14, 24 und 34 unter der Oberfläche der jeweiligen Leiterplatte 1, 2 und 3 geführt sind.Similarly, in another exemplary situation, the first windings could 13 . 23 and 33 exist as secondary windings and the second windings 14 . 24 and 34 exist as primary windings. In addition, in another, not shown embodiment, for example, the first windings 13 . 23 and 33 on the surface of the respective circuit board 1 . 2 and 3 run while the second windings 14 . 24 and 34 below the surface of the respective circuit board 1 . 2 and 3 are guided.

Auch ist denkbar, dass Leiterplatten mit mehr als zwei Lagen zum Beispiel drei, vier oder fünf Lagen je Leiterplatte vorgesehen sind. Dabei können die, als Wicklungen ausgebildeten Leiterbahnen in den unterschiedlichen Lagen einer Leiterplatte beliebig miteinander verbunden werden. Bei zwei vierlagigen Leiterplatten könnten beispielsweise jeweils die Wicklungen in den ersten beiden Lagen als Primärwicklung des Planartransformators in Serie geschaltet werden und die Wicklungen in den jeweiligen übrigen beiden Lagen als Sekundärwicklungen parallel zueinander geschaltet werden.It is also conceivable that printed circuit boards are provided with more than two layers, for example, three, four or five layers per circuit board. In this case, designed as windings conductor tracks in the different layers of a circuit board can be connected to each other as desired. In the case of two four-layer printed circuit boards, for example, the windings in the first two layers could in each case be connected in series as the primary winding of the planar transformer and the windings in the respective other two layers could be connected in parallel as secondary windings.

Möglich ist auch, dass beispielsweise die dritte Leiterplatte 3 in einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel mit der ersten Wicklung 33 parallel zu der ersten Wicklung der zweiten Leiterplatte 23 geschaltet ist, wohingegen die zweite Wicklung der dritten Leiterplatte 34 in Serie zu der zweiten Wicklung der zweiten Leiterplatte 24 geschaltet ist.It is also possible that, for example, the third circuit board 3 in another, not shown embodiment with the first winding 33 parallel to the first winding of the second circuit board 23 is switched, whereas the second winding of the third circuit board 34 in series with the second winding of the second circuit board 24 is switched.

Derartige Planartransformatoren könnten beispielsweise im Automobilbereich Einsatz finden. Sie könnten zum Beispiel als Spannungswandler genutzt werden um unterschiedliche Spannungslevel im Bordnetz eines Kraftfahrzeugs anzupassen.Such planar transformers could be used, for example, in the automotive sector. They could, for example, be used as voltage transformers to adapt different voltage levels in the electrical system of a motor vehicle.

In anderen Worten ist durch die Erfindung gezeigt, wie in leistungselektronischen Spannungswandlern durch die Verwendung von Planartransformatorkernen die Verwendung von Transformatorwicklungen, die auf Leiterbahnen aufgedruckt sind, ermöglicht wird. Diese Technologie hat damit unter anderem fertigungstechnische Vorteile. Eine Anpassung des Übertragungsverhältnisses der Transformatorwicklung geht allerdings zwangsläufig für konventionelle Konzepte mit einem neuen Platinen-Layout (Leiterplattenaufbau) einher. Die hier vorgestellte Erfindung basiert auf der Planartechnologie und kombiniert diese mit der Surface-Mounted-Technology (Technologie von oberflächenmontierten Bauelementen, kurz: SMT) zur Herstellung einer neuartigen Modularität für Planartransformatoren.In other words, it is shown by the invention how in power electronic voltage transformers through the use of planar transformer cores the use of transformer windings printed on printed conductors is made possible. This technology has among other manufacturing advantages. However, an adaptation of the transmission ratio of the transformer winding inevitably goes hand in hand with conventional concepts with a new board layout (printed circuit board construction). The invention presented here is based on planar technology and combines these with Surface-Mounted Technology (SMT) to produce a novel modularity for planar transformers.

Um die Modularität zu gewährleisten, werden einzelne, identische Leiterplatten (Platinen) verwendet. Die Transformatorleiterplatten können in beliebiger Anzahl gestapelt werden, bis die maximale Fensterhöhe des verwendeten Transformatorkerns, beispielsweise eines Ferritkerns, erreicht wird. Die gewünschte Anzahl an Leiterplatten kann dabei in einem einzelnen Schritt mit Hilfe des konventionellen Reflow-Verfahrens verlötet werden. Die Kontaktierung mit einer Hauptplatine, die beispielsweise die Leistungselektronik enthalten kann, kann über Stiftleisten erfolgen. Die Transformatorleiterplatte kann dabei so gestaltet sein, dass bei den oben beschriebenen Stapeln eine Windungsseite (zum Beispiel die ersten Wicklungen) elektrisch seriell verbunden wird und die andere Seite (zweite Wicklungen) elektrisch parallel verbunden werden. Daraus resultiert das Übertragungsverhältnis ü = n ∗ ü_basis für n Transformatorleiterplatten, die jeweils ein Basiswicklungsverhältnis von ü_Basis aufweisen.To ensure modularity, individual, identical printed circuit boards (boards) are used. The transformer boards can be stacked in any number, until the maximum window height of the transformer core used, such as a ferrite core, is achieved. The desired number of printed circuit boards can be soldered in a single step using the conventional reflow process. The contacting with a motherboard, which may contain, for example, the power electronics, can be done via pin headers. The transformer circuit board can be designed so that in the above-described stacking a Windungsseite (for example, the first windings) is electrically connected in series and the other side (second windings) are electrically connected in parallel. This results in the transmission ratio ü = n * ü _base for n transformer circuit boards, each having a base winding ratio of ü _base .

Die Platinen für die Transformatorleiterplatten können dabei so gestaltet werden, dass der vom Platinen Material abhängige maximale Isolationswiderstand limitierend für den Aufbau ist. Für die Serienverschaltungen der Windungen (Wicklungen) kann jeweils der Anfang und das Ende der Windung auf internen Lagen über Vias auf Lötpads (Lötkontakt) auf der Platinenober- und Platinenunterseite geführt werden. Je Seite der Platine existiert somit nur ein Anschluss an diese Windung. Auf der gleichen Seite der Platine kann eine zunächst nicht verbundene Kontaktierung von der Ober- zur Unterseite der Platine über ein Via mit jeweils einem zusätzlichen Lötpad eingebracht werden. Diese Verbindung kann für die oberste Transformatorleiterplatte im Stapel mit einem Jumper gebrückt werden und kann somit die elektrische Verbindung des Windungsendes der Serienverschaltung zurück zur Hauptplatine erzeugen. Bei der Parallelverschaltung können alle Windungsenden sowohl auf der Unter- als auch auf der Oberseite zu Lötpads herausgeführt werden. Die verwendeten Lötpads können beispielsweise maschinell Reflow-gelötet werden.The boards for the transformer circuit boards can be designed so that the dependent of the board material maximum insulation resistance is limiting for the structure. For the series connection of the windings (windings), the beginning and the end of the winding on internal layers via vias can be routed to solder pads (solder contact) on the top and bottom of the board. Thus, there is only one connection to this turn per side of the board. On the same side of the board, an initially not connected contact can be introduced from the top to the bottom of the board via a via, each with an additional solder pad. This connection can be bridged with a jumper for the uppermost transformer board in the stack, and thus can produce the electrical connection of the end of the loop of the series connection back to the motherboard. In the parallel connection, all ends of the coil can be led out to solder pads both on the bottom and on top. The soldering pads used can, for example, be reflowed by machine.

Ein entsprechender Planartransformator kann prinzipiell in jedem Industriebereich Verwendung finden. Ein mögliches Anwendungsgebiet im Automobilbereich ist die Adaption von Spannungswandlern auf unterschiedliche Bordnetzspannungslevel wie zum Beispiel von 12 V auf 24 V oder 28 V mit Hilfe einfacher Bestückungsvariationen. Eine Verwendung im Hochvoltbereich ist auch denkbar und ermöglicht die Adaption von Spannungswandlern auf unterschiedliche Spannungslevel. Ein Hochvoltbordnetz weist dabei eine Spannung von größer als 60 V, insbesondere größer als 100 V zum Beispiel von 400 V auf.A suitable planar transformer can in principle be used in every industrial sector. One possible field of application in the automotive sector is the adaptation of voltage transformers to different on-board voltage levels, for example from 12 V to 24 V or 28 V with the help of simple equipment variations. A use in the high-voltage range is also conceivable and allows the adaptation of voltage transformers to different voltage levels. A high-voltage vehicle electrical system has a voltage of greater than 60 V, in particular greater than 100 V, for example from 400 V up.

Insgesamt zeigt das Beispiel, wie durch die Erfindung ein modulares Windungskonzept für Planartransformatoren realisiert werden kann.Overall, the example shows how a modular winding concept for planar transformers can be realized by the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Erste LeiterplatteFirst circuit board
22: Zweite LeiterplatteSecond circuit board
33: Dritte LeiterplatteThird circuit board
1111: Erste Lage der ersten LeiterplatteFirst location of the first circuit board
1212: Zweite Lage der ersten LeiterplatteSecond position of the first circuit board
1313: Erste Wicklung der ersten LeiterplatteFirst winding of the first circuit board
1414: Zweite Wicklung der ersten LeiterplatteSecond winding of the first circuit board
2121: Erste Lage der zweiten LeiterplatteFirst position of the second circuit board
2222: Zweite Lage der zweiten LeiterplatteSecond layer of the second circuit board
2323: Erste Wicklung der zweiten LeiterplatteFirst winding of the second circuit board
2424: Zweite Wicklung der zweiten LeiterplatteSecond winding of the second circuit board
3131: Erste Lage der dritten LeiterplatteFirst position of the third circuit board
3232: Zweite Lage der dritten LeiterplatteSecond layer of the third circuit board
3333: Erste Wicklung der dritten LeiterplatteFirst winding of the third circuit board
3434: Zweite Wicklung der dritten LeiterplatteSecond winding of the third circuit board
JJ: Steckbrücke (Jumper)Jumper
KK: Transformatorkerntransformer core
LL: Lötkontakt/LötkontaktierungSolder contact / solder contacting
TT: PlanartransformatorPlanar
VV: Durchkontaktierung/Via/ Via Via

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102007019111 A1 [0004]
DE 69729196 T2 [0005]

Claims

A planar transformer (T) comprising - a first circuit board (1) having first and second layers (11, 12), and - a second circuit board (2) having first and second layers (21, 22), each of which Each of the first and second printed circuit boards (11, 12, 21, 22) has a winding (13, 14, 23, 24) formed as a conductor track, characterized in that - the windings of the respective first layer of the first and second printed circuit boards ( 13, 23) are electrically connected in series with each other, and - the windings of the respective second layer of the first and second printed circuit boards (14, 24) are electrically connected in parallel.

Planar transformer (T) after Claim 1 , characterized in that - the circuit boards (1, 2, 3) are a stack and are connected to each other by means of at least one Lötkontaktierung (L).

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized in that - the printed circuit boards (1, 2, 3) are constructed identically.

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized by - a transformer core (K) surrounding the circuit boards (1, 2, 3) at least in sections and the respective windings (13, 14, 23, 24, 33, 34) of associated printed circuit boards are arranged around the transformer core (K).

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized in that - the windings of the respective first layer (13, 23, 33) are formed as primary windings, and - the windings of the respective second layer (14, 24, 34) as secondary windings are formed.

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized in that - the windings of the respective first layer (13, 23, 33) are formed as secondary windings, and - the windings of the respective second layer (14, 24, 34) as primary windings are formed.

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized in that - the respective windings (13, 23, 33) are designed as conductor tracks in the associated printed circuit board and are guided via plated-through holes (V) to the surface.

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized in that - the respective windings (14, 24, 34) are formed as conductor tracks on the surface of the associated printed circuit board.

Planar transformer (T) according to one of the preceding claims, characterized in that - at least one of the guide plates (1, 2, 3) is electrically connected by means of pin headers with a, equipped with electronic components, third circuit board.

Planar transformer (T) according to any one of the preceding claims, characterized by - at least one further printed circuit board (3) having a first and second layer (31, 32), each formed as conductor tracks windings (33, 34), wherein - the winding of the first Position, the at least one further printed circuit board (33) is connected electrically in series or parallel to the windings of the respective first layer of the first and second printed circuit board (13, 23), and - the winding of the second layer, the at least one further printed circuit board (34 ) is electrically connected in series or parallel to the windings of the respective second layer of the first and second printed circuit boards (14, 24).