DE102023116583A1

DE102023116583A1 - INTEGRATED TRANSFORMER

Info

Publication number: DE102023116583A1
Application number: DE102023116583.6A
Authority: DE
Inventors: Hao Sun; Minli Jia
Original assignee: Navitas Semiconductor Ltd
Current assignee: Navitas Semiconductor Ltd
Priority date: 2022-07-01
Filing date: 2023-06-23
Publication date: 2024-01-04
Also published as: DE102023116582A1; DE102023116588A1

Abstract

Ein Transformator umfasst einen ersten Magnetkern, der einen ersten Kanal definiert, und einen zweiten Magnetkern, der einen zweiten Kanal definiert, wobei der erste Magnetkern mit dem zweiten Magnetkern gekoppelt ist. Erste und zweite Pfosten sind innerhalb des ersten Kanals und innerhalb des zweiten Kanals positioniert, wobei sich jeder der ersten und zweiten Pfosten vom ersten Magnetkern zum zweiten Magnetkern erstreckt. Um den ersten Pfosten herum sind eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung eines Transformators gebildet. Um den zweiten Pfosten herum ist eine Induktorwicklung gebildet. Die Induktorwicklung ist elektrisch mit der Primärwicklung gekoppelt und sorgt so für eine erhöhte Induktivität des Transformators. Eine thermische Vergussmasse ist zwischen dem ersten und dem zweiten Kern angeordnet und dient zur Wärmeleitung zu einem Kühlkörper.

A transformer includes a first magnetic core defining a first channel and a second magnetic core defining a second channel, the first magnetic core being coupled to the second magnetic core. First and second posts are positioned within the first channel and within the second channel, with each of the first and second posts extending from the first magnetic core to the second magnetic core. A primary winding and a secondary winding of a transformer are formed around the first post. An inductor winding is formed around the second post. The inductor winding is electrically coupled to the primary winding and thus ensures increased inductance of the transformer. A thermal potting compound is arranged between the first and second cores and serves to conduct heat to a heat sink.

Description

QUERVERWEISE AUF ANDERE ANMELDUNGENCROSS REFERENCES TO OTHER APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität gegenüber den folgenden gemeinsam übertragenen chinesischen vorläufigen Patentanmeldungen: Seriennummer 202210993190.6 , eingereicht am 18. August 2022, Seriennummer 202210777120.7 , eingereicht am 1. Juli 2022, und Seriennummer 202210995777.0 , eingereicht am 18. August 2022, die hiermit jeweils durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke einbezogen werden. Diese Anmeldung steht auch im Zusammenhang mit den folgenden gleichzeitig eingereichten und gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldungen: Seriennummer, mit dem Titel „BI-DIRECTIONAL POWER CONVERTER MODULE [BIDIREKTIONALES LEISTUNGSWANDLERMODUL]“, eingereicht am (Anwaltsaktennummer 096868-1346409-007200US) und Seriennummer mit dem Titel „INTEGRATED VOLTAGE REGULATOR [INTEGRIERTER SPANNUNGSREGLER]“, eingereicht am (Anwaltsaktennummer 096868-1346146-007100US), die hiermit ebenfalls durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke einbezogen werden.This application claims priority over the following commonly assigned Chinese provisional patent applications: Serial Number 202210993190.6 , filed August 18, 2022, serial number 202210777120.7 , filed July 1, 2022, and serial number 202210995777.0 , filed August 18, 2022, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety for all purposes. This application is also related to the following concurrently filed and commonly assigned U.S. patent applications: serial number entitled “BI-DIRECTIONAL POWER CONVERTER MODULE,” filed on (attorney docket number 096868-1346409-007200US), and serial number entitled Title “INTEGRATED VOLTAGE REGULATOR,” filed on (Attorney Docket No. 096868-1346146-007100US), which is also hereby incorporated by reference in its entirety for all purposes.

GEBIETAREA

Die beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich im Allgemeinen auf Transformatoren und Magnete. Insbesondere beziehen sich die beschriebenen Ausführungsformen auf einen integrierten Transformator und Induktor.The embodiments described generally relate to transformers and magnets. In particular, the described embodiments relate to an integrated transformer and inductor.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Magnetische Transformatoren sind bei der Anwendung von Energieverarbeitungssystemen von entscheidender Bedeutung. Die Entwicklung elektronischer Hochgeschwindigkeits-Leistungsschalter erfordert fortschrittliche integrierte Magnetik mit geringer parasitärer Streuinduktivität. Aktuelle Technologien können den Bedarf an deutlich reduzierter Streuinduktivität nicht decken.Magnetic transformers are crucial in the application of power processing systems. The development of high-speed electronic power switches requires advanced integrated magnetics with low parasitic leakage inductance. Current technologies cannot meet the need for significantly reduced leakage inductance.

KURZDARSTELLUNGSHORT PRESENTATION

In einigen Ausführungsformen umfasst ein Transformator einen ersten Magnetkern, der einen ersten Kanal definiert, und enthält ferner erste und zweite Pfosten, die innerhalb des ersten Kanals angeordnet sind. Ein zweiter Magnetkern definiert einen zweiten Kanal und enthält ferner dritte und vierte Pfosten, die innerhalb des zweiten Kanals angeordnet sind, wobei der erste Magnetkern so mit dem zweiten Magnetkern gekoppelt ist, dass der erste Pfosten auf den dritten Pfosten und der zweite Pfosten auf den vierten Pfosten ausgerichtet ist. Eine Primärwicklung aus Draht ist um den ersten und dritten Pfosten herum gebildet, und eine Sekundärwicklung aus Draht ist um den ersten und dritten Pfosten herum gebildet. Um den zweiten und vierten Pfosten herum ist eine Induktorwicklung aus Draht gebildet, wobei die Induktorwicklung mit der Primärwicklung in Reihe geschaltet ist.In some embodiments, a transformer includes a first magnetic core defining a first channel and further includes first and second posts disposed within the first channel. A second magnetic core defines a second channel and further includes third and fourth posts disposed within the second channel, the first magnetic core being coupled to the second magnetic core such that the first post is coupled to the third post and the second post is coupled to the fourth Post is aligned. A primary winding of wire is formed around the first and third posts, and a secondary winding of wire is formed around the first and third posts. An inductor winding of wire is formed around the second and fourth posts, the inductor winding being connected in series with the primary winding.

In einigen Ausführungsformen ist zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetkern ein Hohlraum definiert, und in dem Hohlraum ist eine wärmeleitende Vergussmasse angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Pfosten vom dritten Pfosten durch einen Spalt getrennt. In einigen Ausführungsformen weisen der erste und der zweite Magnetkern jeweils U-förmige Körper auf. In verschiedenen Ausführungsformen weisen der erste und der zweite Magnetkern jeweils L-förmige Körper auf. In einigen Ausführungsformen definieren die L-förmigen Körper eine offene Seite des Transformators, die einen Abschnitt der Primärwicklung, einen Abschnitt der Sekundärwicklung und einen Abschnitt der Induktorwicklung freilegt. In verschiedenen Ausführungsformen definieren der erste Magnetkern und der zweite Magnetkern eine Kerbe, die sich bis zum ersten und zweiten Kanal erstreckt.In some embodiments, a cavity is defined between the first and second magnetic cores, and a heat-conducting potting compound is arranged in the cavity. In various embodiments, the first post is separated from the third post by a gap. In some embodiments, the first and second magnetic cores each have U-shaped bodies. In various embodiments, the first and second magnetic cores each have L-shaped bodies. In some embodiments, the L-shaped bodies define an open side of the transformer exposing a portion of the primary winding, a portion of the secondary winding, and a portion of the inductor winding. In various embodiments, the first magnetic core and the second magnetic core define a notch that extends to the first and second channels.

In einigen Ausführungsformen umfasst ein Transformator einen ersten Magnetkern, der einen ersten Kanal definiert, und einen zweiten Magnetkern, der einen zweiten Kanal definiert, wobei der erste Magnetkern mit dem zweiten Magnetkern gekoppelt ist. Ein erster Pfosten ist innerhalb des ersten Kanals und innerhalb des zweiten Kanals positioniert, wobei sich der erste Pfosten vom ersten Magnetkern zum zweiten Magnetkern erstreckt. Ein zweiter Pfosten ist innerhalb des ersten Kanals und innerhalb des zweiten Kanals positioniert, wobei sich der zweite Pfosten vom ersten Magnetkern zum zweiten Magnetkern erstreckt. Eine Primärwicklung aus Draht ist um den ersten Pfosten herum gebildet, eine Sekundärwicklung aus Draht ist um den ersten Pfosten herum gebildet, und eine Induktorwicklung aus Draht ist um den zweiten Pfosten herum gebildet.In some embodiments, a transformer includes a first magnetic core defining a first channel and a second magnetic core defining a second channel, the first magnetic core being coupled to the second magnetic core. A first post is positioned within the first channel and within the second channel, the first post extending from the first magnetic core to the second magnetic core. A second post is positioned within the first channel and within the second channel, the second post extending from the first magnetic core to the second magnetic core. A primary winding of wire is formed around the first post, a secondary winding of wire is formed around the first post, and an inductor winding of wire is formed around the second post.

In einigen Ausführungsformen ist die Induktorwicklung in Reihe mit der Primärwicklung geschaltet. In verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Pfosten aus einem Abschnitt des ersten Magnetkerns und aus einem Abschnitt des zweiten Magnetkerns gebildet. In einigen Ausführungsformen ist der zweite Pfosten aus einem Abschnitt des ersten Magnetkerns und aus einem Abschnitt des zweiten Magnetkerns gebildet. In verschiedenen Ausführungsformen ist der zweite Pfosten vom ersten Magnetkern und vom zweiten Magnetkern getrennt. In einigen Ausführungsformen definiert der erste Magnetkern einen ersten Vorsprung, der im ersten Kanal gebildet ist, und der zweite Magnetkern definiert einen zweiten Vorsprung innerhalb des zweiten Kanals, wobei der zweite Pfosten ein erstes Ende, das in Kontakt mit dem ersten Vorsprung ist, und ein zweites Ende, das in Kontakt mit dem zweiten Vorsprung ist, enthält. In verschiedenen Ausführungsformen bestehen der erste und zweite Magnetkern aus einem ersten magnetischen Material und der zweite Pfosten aus einem zweiten magnetischen Material, wobei sich das erste magnetische Material vom zweiten magnetischen Material unterscheidet. In einigen Ausführungsformen ist zwischen dem ersten und dem zweiten Magnetkern ein Hohlraum definiert, und in dem Hohlraum ist eine wärmeleitende Vergussmasse angeordnet. In verschiedenen Ausführungsformen weisen der erste und der zweite Magnetkern jeweils U-förmige Körper auf.In some embodiments, the inductor winding is connected in series with the primary winding. In various embodiments, the first post is formed from a portion of the first magnetic core and a portion of the second magnetic core. In some embodiments, the second post is formed from a portion of the first magnetic core and a portion of the second magnetic core. In various embodiments, the second post is separate from the first magnetic core and the second magnetic core. In some embodiments, the first magnetic core defines a first projection formed in the first channel and defines the second magnetic core a second protrusion within the second channel, the second post including a first end in contact with the first protrusion and a second end in contact with the second protrusion. In various embodiments, the first and second magnetic cores are made of a first magnetic material and the second post is made of a second magnetic material, where the first magnetic material is different from the second magnetic material. In some embodiments, a cavity is defined between the first and second magnetic cores, and a heat-conducting potting compound is arranged in the cavity. In various embodiments, the first and second magnetic cores each have U-shaped bodies.

In einigen Ausführungsformen umfasst ein Verfahren zum Bilden eines Transformators das Bilden eines ersten Magnetkörpers, der einen ersten Kanal definiert und ferner erste und zweite Pfosten enthält, die innerhalb des ersten Kanals angeordnet sind. Ein zweiter Magnetkörper wird gebildet, der einen zweiten Kanal definiert und ferner dritte und vierte Pfosten enthält, die innerhalb des zweiten Kanals angeordnet werden. Der erste Magnetkörper wird mit dem zweiten Magnetkörper so gekoppelt, dass der erste Pfosten auf den dritten Pfosten und der zweite Pfosten auf den vierten Pfosten ausgerichtet ist. Um den ersten und dritten Pfosten herum wird eine Primärwicklung aus Draht gebildet. Um den ersten und dritten Pfosten herum wird eine Sekundärwicklung aus Draht gebildet. Um den zweiten und vierten Pfosten herum wird eine Induktorwicklung aus Draht gebildet, und die Induktorwicklung wird mit der Primärwicklung in Reihe geschaltet.In some embodiments, a method of forming a transformer includes forming a first magnetic body that defines a first channel and further includes first and second posts disposed within the first channel. A second magnet body is formed that defines a second channel and further includes third and fourth posts disposed within the second channel. The first magnetic body is coupled to the second magnetic body such that the first post is aligned with the third post and the second post is aligned with the fourth post. A primary winding of wire is formed around the first and third posts. A secondary winding of wire is formed around the first and third posts. An inductor winding of wire is formed around the second and fourth posts, and the inductor winding is connected in series with the primary winding.

In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Ausbilden einer Kerbe oder eines Ausschnitts in einem Abschnitt des ersten und des zweiten Magnetkörpers und das Aufbringen einer wärmeleitenden Vergussmasse zwischen dem ersten Magnetkörper und dem zweiten Magnetkörper. In verschiedenen Ausführungsformen sind der erste und der zweite Magnetkörper jeweils U-förmig. In einigen Ausführungsformen sind der erste und der zweite Magnetkörper jeweils L-förmig.In some embodiments, the method further includes forming a notch or cutout in a portion of the first and second magnetic bodies and applying a thermally conductive potting compound between the first magnetic body and the second magnetic body. In various embodiments, the first and second magnetic bodies are each U-shaped. In some embodiments, the first and second magnetic bodies are each L-shaped.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 illustrates a simplified exploded view of an integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure;
2 illustrates a simplified isometric assembly view of the in 1 integrated transformer and inductor shown;
3 illustrates a simplified electrical circuit diagram of the one in the 1 and 2 integrated transformer and inductor shown;
4 illustrates a simplified exploded view of another embodiment of an integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure;
The 5A and 5B illustrate simplified isometric views of another embodiment of an integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure;
The 6A and 6B illustrate simplified isometric views of another embodiment of an integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure;
The 7A and 7B illustrate simplified isometric views of another embodiment of an integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure;
The 8A and 8B illustrate simplified isometric views of an integrated transformer in accordance with embodiments of the disclosure; and
The 9A and 9B illustrate simplified isometric views of another embodiment of an integrated transformer in accordance with embodiments of the disclosure.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Mehrere veranschaulichende Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die einen Teil hiervon bilden. Die folgende Beschreibung stellt lediglich eine Ausführungsform oder Ausführungsformen dar und soll den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung nicht einschränken. Vielmehr wird die folgende Beschreibung der Ausführungsform(en) dem Fachmann eine hilfreiche Beschreibung für die Implementierung einer oder mehrerer Ausführungsformen liefern. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis bestimmter erfinderischer Ausführungsformen zu ermöglichen. Es ist jedoch offensichtlich, dass verschiedene Ausführungsformen ohne diese spezifischen Details in die Praxis umgesetzt werden können. Die Figuren und die Beschreibung sollen nicht einschränkend sein. Das Wort „Beispiel“ oder „beispielhaft“ bedeutet hier „als Beispiel oder zur Veranschaulichung dienend“. Jede Ausführungsform oder Konstruktion, das hier als „beispielhaft“ oder „Beispiel“ beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Konstruktionen auszulegen.Several illustrative embodiments will now be described with reference to the accompanying drawings, which form a part hereof. The following description represents only one embodiment or embodiments and is not intended to limit the scope, applicability, or configuration of the disclosure. Rather, the following description of the embodiment(s) will provide those skilled in the art with a helpful description for implementing one or more embodiments. It is understood that various changes may be made in the function and arrangement of elements without departing from the spirit and scope of this disclosure. In the following description, specific details are set forth for explanatory purposes in order to provide a thorough understanding of certain inventive embodiments. However, it is obvious that various embodiments can be put into practice without these specific details. The figures and description are not intended to be limiting. The word “example” or “exemplary” here means “as an example or for use illustrative.” Any embodiment or construction described herein as “exemplary” or “example” is not necessarily to be construed as preferred or advantageous over other embodiments or constructions.

Einige Ausführungsformen der Offenbarung beziehen sich auf einen Transformator, der integral mit einer Induktivität gebildet ist, was insbesondere für Elektrofahrzeuge nützlich sein kann. Insbesondere beziehen sich die hierin offenbarten Techniken auf Transformatoren, die integral mit einer Induktivität gebildet sind, die in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators geschaltet ist, um dem Transformator eine erhöhte Reiheninduktivität zu verleihen.Some embodiments of the disclosure relate to a transformer integrally formed with an inductor, which may be particularly useful for electric vehicles. In particular, the techniques disclosed herein relate to transformers that are integrally formed with an inductor connected in series with the primary winding of the transformer to provide the transformer with increased series inductance.

Beispielsweise besteht in einigen Ausführungsformen ein erster Kern aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen U-förmigen Körper, der einen ersten Kanal definiert. Innerhalb des ersten Kanals gibt es einen ersten Pfosten und einen zweiten Pfosten. Ein zweiter Kern besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten, im Allgemeinen U-förmigen Körper, der einen zweiten Kanal definiert. Innerhalb des zweiten Kanals gibt es einen dritten Pfosten und einen vierten Pfosten. Der erste Kern ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körpern, zwischen den ersten und dritten Pfosten und zwischen den zweiten und vierten Pfosten auftritt.For example, in some embodiments, a first core is made of a first magnetic material and includes a first generally U-shaped body that defines a first channel. Within the first channel there is a first post and a second post. A second core is composed of a second magnetic material and includes a second, generally U-shaped body that defines a second channel. Within the second channel there is a third post and a fourth post. The first core is configured to be connectable to the second core so that physical contact occurs between the first and second generally U-shaped bodies, between the first and third posts, and between the second and fourth posts.

Eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung sind um den ersten/dritten Pfosten herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung mit der Sekundärwicklung verschachtelt sein (z. B. sind die Primärwicklung und die Sekundärwicklung in abwechselnden Schichten angeordnet). Eine Induktorwicklung kann um den ersten Pfosten/dritten Pfosten herum gebildet sein, um einen Induktor zu bilden. Die Induktorwicklung kann elektrisch mit der Primärwicklung gekoppelt sein.A primary winding and a secondary winding are formed around the first/third post to form a transformer circuit. In some embodiments, the primary winding may be interleaved with the secondary winding (e.g., the primary winding and the secondary winding are arranged in alternating layers). An inductor winding may be formed around the first post/third post to form an inductor. The inductor winding may be electrically coupled to the primary winding.

Zwischen dem ersten Kern und dem zweiten Kern kann ein Hohlraum definiert sein, der mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse gefüllt sein kann, die verwendet werden kann, um eine oder mehrere Oberflächen des integrierten Transformators thermisch an einen Kühlkörper zu koppeln, um Wärmeenergie aus der Baugruppe abzuführen.A cavity may be defined between the first core and the second core, which may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound that may be used to thermally couple one or more surfaces of the integrated transformer to a heat sink to extract thermal energy of the assembly.

In einem anderen Beispiel können die beiden Magnetkörper zur Bildung eines Transformators verwendet werden, bei dem die Primär- und Sekundärwicklungen auf die beiden Pfosten verteilt sind. In weiteren Ausführungsformen können einer oder mehrere der Pfosten aus einem separaten magnetischen Material hergestellt sein und können so dimensioniert und konfiguriert sein, dass sie in Taschen passen, die in den Magnetkörpern gebildet sind.In another example, the two magnetic bodies can be used to form a transformer with the primary and secondary windings distributed between the two posts. In further embodiments, one or more of the posts may be made of a separate magnetic material and may be sized and configured to fit into pockets formed in the magnetic bodies.

Um die Merkmale und Aspekte integrierter Transformatorbaugruppen gemäß der vorliegenden Offenbarung besser zu verstehen, wird im folgenden Abschnitt ein weiterer Kontext für die Offenbarung bereitgestellt, indem eine bestimmte Implementierung einer Zwei-Pfosten-Konfiguration erörtert wird. Diese Ausführungsformen dienen nur als Beispiel, und andere Ausführungsformen können jede geeignete Anzahl von Pfosten haben, einschließlich drei oder mehr, vier oder mehr, fünf oder mehr usw.To better understand the features and aspects of integrated transformer assemblies according to the present disclosure, the following section provides further context for the disclosure by discussing a particular implementation of a two-post configuration. These embodiments are for example only, and other embodiments may have any suitable number of posts, including three or more, four or more, five or more, etc.

1 veranschaulicht eine vereinfachte isometrische Explosionsansicht eines integrierten Transformators und Induktors 100 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Diese besondere Ausführungsform des integrierten Transformators 100 enthält zwei separate Magnetkerne. Der erste Kern 105 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen U-förmigen Körper 110, der einen ersten Kanal 115 definiert. Innerhalb des ersten Kanals 115 befinden sich ein erster Pfosten 120a und ein zweiter Pfosten 120b. Der erste Kanal 115 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 125 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. 1 illustrates a simplified exploded isometric view of an integrated transformer and inductor 100 according to embodiments of the disclosure. This particular embodiment of the integrated transformer 100 contains two separate magnetic cores. The first core 105 is made of a first magnetic material and includes a first generally U-shaped body 110 defining a first channel 115. Within the first channel 115 there are a first post 120a and a second post 120b. The first channel 115 may include one or more first recess areas 125 that provide space for windings, as described in more detail below.

Der zweite Kern 130 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körper 135, der einen zweiten Kanal 140 definiert. Innerhalb des zweiten Kanals 140 befindet sich ein dritter Pfosten 120c und ein vierter Pfosten 120d. Der zweite Kanal 140 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche 145 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 130 is made of a second magnetic material and includes a second generally U-shaped body 135 defining a second channel 140. Within the second channel 140 is a third post 120c and a fourth post 120d. The second channel 140 may include one or more second recess areas 145 that provide space for windings, as described in more detail below.

Der erste Kern 105 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 130 verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körpern 110 bzw. 135, zwischen den ersten und dritten Pfosten 120a bzw. 120c und zwischen den zweiten und vierten Pfosten 120b bzw. 120d auftritt. In einigen Ausführungsformen kann der zweite Pfosten 120b vom vierten Pfosten 120d durch einen Spalt getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen.The first core 105 is configured to be connectable to the second core 130 so that physical contact is made between the first and second generally U-shaped bodies 110 and 135, respectively, between the first and third posts 120a and 120c, respectively occurs between the second and fourth posts 120b and 120d, respectively. In some embodiments, the second post 120b may be separated from the fourth post 120d by a gap to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase magnetic resistance.

Eine Primärwicklung 150 und eine Sekundärwicklung 155 sind um den ersten Pfosten 120b/dritten Pfosten 120c herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 150 bzw. 155 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 150 mit der Sekundärwicklung 155 verschachtelt sein (z. B. wenn die Primärwicklung und die Sekundärwicklung in abwechselnden Schichten angeordnet sind), wie in 1 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann die Primärwicklung jedoch mit der Sekundärwicklung verdrillt sein, oder es kann eine andere geeignete Konfiguration verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann die Verschachtelung die Bandbreite des Transformators verbessern und die Störfestigkeit verbessern.A primary winding 150 and a secondary winding 155 are formed around the first post 120b/third post 120c to form a transformer to form a motor circuit. The primary and secondary windings 150 and 155 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 150 may be interleaved with the secondary winding 155 (e.g., when the primary winding and the secondary winding are arranged in alternating layers), as in 1 shown. However, in other embodiments, the primary winding may be twisted with the secondary winding, or another suitable configuration may be used. In some embodiments, interleaving may improve transformer bandwidth and improve noise immunity.

Eine Induktorwicklung 160 kann um den ersten Pfosten 120a/dritten Pfosten 120c herum gebildet sein, um einen Induktor zu bilden. Die Induktorwicklung 160 kann jede geeignete Anzahl von Windungen haben und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. Die Induktorwicklung kann elektrisch mit der Primärwicklung 150 gekoppelt sein, wie hier ausführlicher beschrieben. Die Induktorwicklung 160, die Primärwicklung 150 und die Sekundärwicklung 155 können integral zwischen dem ersten und dem zweiten Kern 105 bzw. 130 gebildet sein, was platzsparender sein kann als die Verwendung zweier separater Kernbaugruppen, und können zusammen mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt sein.An inductor winding 160 may be formed around the first post 120a/third post 120c to form an inductor. The inductor winding 160 may have any suitable number of turns and may be made of any suitable gauge insulated wire. The inductor winding may be electrically coupled to the primary winding 150, as described in more detail herein. The inductor winding 160, the primary winding 150 and the secondary winding 155 may be formed integrally between the first and second cores 105 and 130, respectively, which may be more space efficient than using two separate core assemblies, and may be coupled together with a common heat sink.

Der erste und der zweite Kern 105 bzw. 130 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und der zweite Kern 105 bzw. 130 aus demselben magnetischen Material, während sie in anderen Ausführungsformen jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien bestehen. In einigen Ausführungsformen können einer oder mehrere der ersten und zweiten Kerne 105 bzw. 130 aus den folgenden „magnetischen“ Materialien bestehen, die eine hohe magnetische Permeabilität aufweisen, sind aber nicht darauf beschränkt: „weiches“ (geglühtes) Eisen; amorphes Metall, einschließlich einer Vielzahl von Legierungen (z. B. Metglas), die nicht kristallin oder glasartig sind; pulverisierte Metalle, die aus Metallkörnern bestehen, die mit einem geeigneten organischen oder anorganischen Bindemittel vermischt und auf die gewünschte Dichte gepresst werden; pulverisiertes Eisen; Carbonyleisen; wasserstoffreduziertes Eisen; Molypermalloy, das eine Legierung aus etwa 2 % Molybdän, 81 % Nickel und 17 % Eisen ist; High-Flux (Ni-Fe), das eine Legierung aus etwa 50-50 % Nickel und Eisen ist; KoolMU, das eine Legierung aus 6 % Aluminium, 9 % Silizium und 85 % Eisen ist; Nanokristallin, das eine Legierung aus einer Standard-Eisen-Bor-Silizium-Legierung sein kann, der kleinere Mengen an Kupfer und Niob zugesetzt sind, wobei die Korngröße des Pulvers im Bereich von 10-100 Nanometern liegt, und Ferrit.The first and second cores 105 and 130, respectively, may be made of any suitable “magnetic” material. In some embodiments, the first and second cores 105 and 130, respectively, are made of the same magnetic material, while in other embodiments they are each made of different magnetic materials. In some embodiments, one or more of the first and second cores 105 and 130, respectively, may be composed of, but are not limited to, the following "magnetic" materials that have high magnetic permeability: "soft" (annealed) iron; amorphous metal, including a variety of alloys (e.g. metglas) that are not crystalline or glassy; pulverized metals, which consist of metal grains mixed with a suitable organic or inorganic binder and pressed to the desired density; powdered iron; carbonyl iron; hydrogen-reduced iron; Molypermalloy, which is an alloy of about 2% molybdenum, 81% nickel and 17% iron; High-Flux (Ni-Fe), which is an alloy of about 50-50% nickel and iron; KoolMU, which is an alloy of 6% aluminum, 9% silicon and 85% iron; Nanocrystalline, which can be an alloy of a standard iron-boron-silicon alloy to which smaller amounts of copper and niobium are added, with the grain size of the powder being in the range of 10-100 nanometers, and ferrite.

2 veranschaulicht eine vereinfachte isometrische und teilweise transparente Montageansicht des in 1 gezeigten integrierten Transformators. Wie in 2 gezeigt, ist der erste Kern 105 mit dem zweiten Kern 130 verbunden, wobei die Primärwicklung 150, die Sekundärwicklung 155 und die Induktorwicklung 160 dazwischen eingeschlossen sind. Der integrierte Transformator 100 bietet ein kompaktes und effizientes Verfahren zum Bilden eines Transformator- und Induktorpaars und kann an einen Kühlkörper gekoppelt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem ersten Kern 105 und dem zweiten Kern 130 definierter Hohlraum 205 mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse, einem elektrisch isolierenden Polymer oder einem anderen geeigneten Material gefüllt werden. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Oberflächen des integrierten Transformators 100 thermisch mit einem Kühlkörper gekoppelt sein, um Wärmeenergie aus der Baugruppe abzuleiten. 2 illustrates a simplified isometric and partially transparent assembly view of the in 1 integrated transformer shown. As in 2 As shown, the first core 105 is connected to the second core 130 with the primary winding 150, the secondary winding 155 and the inductor winding 160 sandwiched therebetween. The integrated transformer 100 provides a compact and efficient method of forming a transformer and inductor pair and can be coupled to a heat sink as described in more detail below. In some embodiments, a cavity 205 defined between the first core 105 and the second core 130 may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound, an electrically insulating polymer, or another suitable material. In some embodiments, one or more surfaces of the integrated transformer 100 may be thermally coupled to a heat sink to dissipate thermal energy from the assembly.

3 veranschaulicht ein elektrisches Schaltbild des in den 1 und 2 gezeigten integrierten Transformators 100. Wie in 3 gezeigt, ist die Primärwicklung 150 induktiv mit der Sekundärwicklung 155 gekoppelt. Die Induktorwicklung 160 ist mit der Primärwicklung 150 in Reihe geschaltet, um dem Transformator eine erhöhte Reiheninduktivität zu verleihen. Die Primärleitungen 305a, 305b und die Sekundärleitungen 310a, 310c können verwendet werden, um den integrierten Transformator 100 an eine Schaltung, beispielsweise einen Leistungswandler, zu koppeln. 3 illustrates an electrical circuit diagram of the in the 1 and 2 Integrated transformer 100 shown. As in 3 shown, the primary winding 150 is inductively coupled to the secondary winding 155. The inductor winding 160 is connected in series with the primary winding 150 to provide increased series inductance to the transformer. The primary lines 305a, 305b and the secondary lines 310a, 310c may be used to couple the integrated transformer 100 to a circuit, such as a power converter.

4 veranschaulicht eine vereinfachte isometrische Explosionsansicht eines integrierten Transformators und Induktors 400 gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Der integrierte Transformator 400 ähnelt dem integrierten Transformator 100, jedoch verfügt der integrierte Transformator 400 über einen separaten dritten Kern, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Der Transformator 400 kann eine der Komponenten, eines der Merkmale oder eine der Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren sein oder diese enthalten. 4 illustrates a simplified exploded isometric view of an integrated transformer and inductor 400 according to embodiments of the disclosure. The integrated transformer 400 is similar to the integrated transformer 100, except that the integrated transformer 400 has a separate third core, as described in more detail below. The transformer 400 may be or include any of the components, features, or characteristics of any of the transformers described herein.

Der erste Kern 405 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen U-förmigen Körper 410, der einen ersten Kanal 415 definiert. Innerhalb des ersten Kanals 415 befinden sich ein erster Pfosten 420 und ein erster Vorsprung 425. Der erste Kanal 415 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 430 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The first core 405 is made of a first magnetic material and includes a first generally U-shaped body 410 defining a first channel 415. Within the first channel 415 there are a first post 420 and a first projection 425. The first channel 415 may have one or more first recess areas 430 which provide space for windings, as described in more detail below.

Der zweite Kern 435 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körper 440, der einen zweiten Kanal 445 definiert. Im zweiten Kanal 445 befinden sich ein zweiter Pfosten 450 und ein zweiter Vorsprung 455. Der zweite Kanal 445 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche 460 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 435 is made of a second magnetic material and includes a second generally U-shaped body 440 defining a second channel 445. A second post 450 and a second projection 455 are located in the second channel 445. The second channel 445 may include one or more second recess areas 460 that provide space for windings, as described in more detail below.

Ein dritter Kern 465 besteht aus einem dritten magnetischen Material und hat eine im Allgemeinen zylindrische Form mit einem ersten Ende 470a gegenüber einem zweiten Ende 470b.A third core 465 is made of a third magnetic material and has a generally cylindrical shape with a first end 470a opposite a second end 470b.

Der erste Kern 405 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 435 verbunden werden kann, so dass der erste und zweite im Allgemeinen U-förmige Körper 410 bzw. 440 in physischem Kontakt stehen, und der erste Pfosten 420 mit dem zweiten Pfosten 450 in Kontakt steht. In einigen Ausführungsformen kann der erste Pfosten 420 durch einen Spalt vom zweiten Pfosten 450 getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen. Darüber hinaus ist das erste Ende 470a des dritten Kerns 465 in der verbundenen Position so dimensioniert und konfiguriert, dass es mit dem ersten Vorsprung 425 in Kontakt ist, und das zweite Ende 470b ist so dimensioniert und konfiguriert, dass es mit dem zweiten Vorsprung 455 in Kontakt ist. In weiteren Ausführungsformen können der erste Vorsprung 425 und der zweite Vorsprung 455 entfernt werden, und das erste Ende 470a kann in Kontakt mit einer Bodenfläche des ersten Kanals 415 sein, und das zweite Ende 470b kann in Kontakt mit einer Bodenfläche des zweiten Kanals 445 sein.The first core 405 is configured to be connectable to the second core 435 so that the first and second generally U-shaped bodies 410 and 440 are in physical contact, and the first post 420 is in physical contact with the second post 450 is in contact. In some embodiments, the first post 420 may be separated from the second post 450 by a gap to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase magnetic resistance. Furthermore, in the connected position, the first end 470a of the third core 465 is sized and configured to be in contact with the first projection 425, and the second end 470b is sized and configured to be in contact with the second projection 455 Contact is. In further embodiments, the first protrusion 425 and the second protrusion 455 may be removed, and the first end 470a may be in contact with a bottom surface of the first channel 415, and the second end 470b may be in contact with a bottom surface of the second channel 445.

Eine Primärwicklung 475 und eine Sekundärwicklung 480 sind um den ersten Pfosten 420/zweiten Pfosten 450 herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 475, 480 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 475 mit der Sekundärwicklung 480 verschachtelt oder miteinander verdrillt sein.A primary winding 475 and a secondary winding 480 are formed around the first post 420/second post 450 to form a transformer circuit. The primary and secondary windings 475, 480 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 475 may be nested or twisted together with the secondary winding 480.

Eine Induktorwicklung 485 kann um den dritten Kern 465 herum gebildet sein, um einen Induktor zu bilden. Die Induktorwicklung 485 kann jede geeignete Anzahl von Windungen haben und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. Die Induktorwicklung 485 kann elektrisch mit der Primärwicklung 475 gekoppelt sein, wie hier ausführlicher beschrieben. Die Induktorwicklung 485, die Primärwicklung 475 und die Sekundärwicklung 480 können integral zwischen dem ersten und dem zweiten Kern 405 bzw. 435 gebildet sein, was platzsparender sein kann als die Verwendung zweier separater Kernbaugruppen, und können zusammen mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt sein.An inductor winding 485 may be formed around the third core 465 to form an inductor. The inductor winding 485 may have any suitable number of turns and may be made of any suitable gauge insulated wire. The inductor winding 485 may be electrically coupled to the primary winding 475, as described in more detail herein. The inductor winding 485, the primary winding 475 and the secondary winding 480 may be formed integrally between the first and second cores 405 and 435, respectively, which may be more space efficient than using two separate core assemblies, and may be coupled together with a common heat sink.

Der erste, zweite und dritte Kern 405, 435 bzw. 465 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein, wie zuvor beschrieben. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und zweite Kern 405, 435 jeweils aus demselben magnetischen Material, und der dritte Kern 465 besteht aus einem anderen magnetischen Material, das einen geeigneten Induktivitätswert für den Induktorkreis bereitstellt. In weiteren Ausführungsformen bestehen der erste, der zweite und der dritte Kern 405, 435 bzw. 465 jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien.The first, second and third cores 405, 435 and 465, respectively, may be made of any suitable "magnetic" material as previously described. In some embodiments, the first and second cores 405, 435 are each made of the same magnetic material, and the third core 465 is made of a different magnetic material that provides an appropriate inductance value for the inductor circuit. In further embodiments, the first, second and third cores 405, 435 and 465 are each made of different magnetic materials.

5A veranschaulicht eine vereinfachte Explosionsansicht eines integrierten Transformators und Induktors 500, und 5B zeigt eine vereinfachte Montageansicht des integrierten Transformators und Induktors gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Wie in 5A und 5B gezeigt, ähnelt der Transformator 500 dem in 1-3 gezeigten Transformator 100, jedoch enthält der Transformator 500 ein Paar von Kerben, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Der Transformator 500 kann eine der Komponenten, eines der Merkmale oder eine der Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren sein oder diese enthalten. 5A illustrates a simplified exploded view of an integrated transformer and inductor 500, and 5B shows a simplified assembly view of the integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure. As in 5A and 5B shown, the transformer 500 is similar to that in 1-3 Transformer 100 is shown, however, transformer 500 includes a pair of notches as described in more detail below. The transformer 500 may be or include any of the components, features, or characteristics of any of the transformers described herein.

Der erste Kern 505 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen U-förmigen Körper 510, der einen ersten Kanal 515 definiert. Erste und zweite Einschnitte 520a, 520b sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Körpers 510 im ersten Kanal 515 gebildet. Innerhalb des ersten Kanals 515 befinden sich ein erster Pfosten 525a und ein zweiter Pfosten 525b. Der erste Kanal 515 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 530 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten.The first core 505 is made of a first magnetic material and includes a first generally U-shaped body 510 defining a first channel 515. First and second incisions 520a, 520b are each formed on opposite sides of the first body 510 in the first channel 515. Within the first channel 515 are a first post 525a and a second post 525b. The first channel 515 may have one or more first recess areas 530 that provide space for windings.

Der zweite Kern 535 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körper 540, der einen zweiten Kanal 545 definiert. Dritte und vierte Einschnitte 520c, 520d sind jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des zweiten Körpers 540 im zweiten Kanal 545 gebildet. Innerhalb des zweiten Kanals 545 befindet sich ein dritter Pfosten 525c und ein vierter Pfosten 525d. Der zweite Kanal 545 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche 550 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 535 is made of a second magnetic material and includes a second generally U-shaped body 540 defining a second channel 545. Third and fourth incisions 520c, 520d are each formed on opposite sides of the second body 540 in the second channel 545. Within the second channel 545 is a third post 525c and a fourth post 525d. The second channel 545 may include one or more second recess areas 550 that provide space for windings, as described in more detail below.

Der erste Kern 505 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 535 verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körpern 510 bzw. 540, zwischen den ersten und dritten Pfosten 525a bzw. 525c und zwischen den zweiten und vierten Pfosten 525b bzw. 525d auftritt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Pfosten 525a vom dritten Pfosten 525c durch einen Spalt getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen. Darüber hinaus reihen sich der erste und dritte Einschnitt 520a bzw. 520c aneinander, um die erste Kerbe 550a zu bilden, und der zweite und vierte Einschnitt 520b bzw. 520d reihen sich aneinander, um die zweite Kerbe 550b zu bilden.The first core 505 is configured to be connectable to the second core 535 so that physical contact is made between the first and second generally U-shaped bodies 510 and 540, respectively, between the first and third posts 525a and 525c, respectively occurs between the second and fourth posts 525b and 525d, respectively. In some embodiments, the first post 525a may be separated from the third post 525c by a gap to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase magnetic resistance. Furthermore, the first and third cuts 520a and 520c, respectively, line up to form the first notch 550a, and the second and fourth cuts 520b and 520d, respectively, line up to form the second notch 550b.

Eine Primärwicklung 555 und eine Sekundärwicklung 560 sind jeweils um den ersten und dritten Pfosten 525a, 525c herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 555, 560 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 555 mit der Sekundärwicklung 560 verschachtelt oder miteinander verdrillt sein.A primary winding 555 and a secondary winding 560 are formed around the first and third posts 525a, 525c, respectively, to form a transformer circuit. The primary and secondary windings 555, 560 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 555 may be nested or twisted together with the secondary winding 560.

Eine Induktorwicklung 570 kann um den zweiten und vierten Pfosten 525b bzw. 525d herum gebildet sein, um einen Induktor zu bilden. Die Induktorwicklung 570 kann jede geeignete Anzahl von Windungen haben und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. Die Induktorwicklung 570 kann elektrisch mit der Primärwicklung 555 gekoppelt sein, wie hier ausführlicher beschrieben. Die Induktorwicklung 570, die Primärwicklung 555 und die Sekundärwicklung 560 können integral zwischen dem ersten und dem zweiten Kern 505 bzw. 535 gebildet sein, was platzsparender sein kann als die Verwendung zweier separater Kernbaugruppen, und können zusammen mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt sein.An inductor winding 570 may be formed around the second and fourth posts 525b and 525d, respectively, to form an inductor. The inductor winding 570 may have any suitable number of turns and may be made of any suitable gauge insulated wire. The inductor winding 570 may be electrically coupled to the primary winding 555, as described in more detail herein. The inductor winding 570, the primary winding 555 and the secondary winding 560 may be formed integrally between the first and second cores 505 and 535, respectively, which may be more space efficient than using two separate core assemblies, and may be coupled together with a common heat sink.

Der integrierte Transformator 500 bietet ein kompaktes und effizientes Verfahren zum Bilden eines Transformator- und Induktorpaars und kann an einen Kühlkörper gekoppelt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem ersten Kern 505 und dem zweiten Kern 535 definierter Hohlraum 575 mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse, einem elektrisch isolierenden Polymer oder einem anderen geeigneten Material gefüllt werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die ersten und zweiten Kerben 550a, 550b jeweils den Zugang zum Hohlraum 575 ermöglichen, der mit einer wärmeleitenden Vergussmasse gefüllt werden kann, und können verwendet werden, um die wärmeleitende Vergussmasse direkt an einen Kühlkörper zu koppeln.The integrated transformer 500 provides a compact and efficient method of forming a transformer and inductor pair and can be coupled to a heat sink as described in more detail below. In some embodiments, a cavity 575 defined between the first core 505 and the second core 535 may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound, an electrically insulating polymer, or another suitable material. In various embodiments, the first and second notches 550a, 550b may each provide access to the cavity 575, which may be filled with a thermally conductive potting compound, and may be used to couple the thermally conductive potting compound directly to a heat sink.

Der erste und der zweite Kern 505 bzw. 535 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und der zweite Kern 505 bzw. 535 aus demselben magnetischen Material, während sie in anderen Ausführungsformen jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien hergestellt sind.The first and second cores 505 and 535, respectively, may be made of any suitable “magnetic” material. In some embodiments, the first and second cores 505 and 535 are made of the same magnetic material, while in other embodiments they are each made of different magnetic materials.

6A veranschaulicht eine vereinfachte Explosionsansicht eines integrierten Transformators und Induktors 600, und 6B zeigt eine vereinfachte Montageansicht des integrierten Transformators und Induktors gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Wie in den 6A und 6B gezeigt, ähnelt der Transformator 600 dem in den 5A und 5B gezeigten Transformator 500, jedoch enthält der Transformator 600 einen Ausschnitt, der einen Abschnitt der Primärwicklung und der Sekundärwicklung freilegt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Der Transformator 600 kann eine der Komponenten, eines der Merkmale oder eine der Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren sein oder diese enthalten. 6A illustrates a simplified exploded view of an integrated transformer and inductor 600, and 6B shows a simplified assembly view of the integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure. Like in the 6A and 6B shown, the transformer 600 is similar to that in the 5A and 5B Transformer 500 is shown, however, transformer 600 includes a cutout exposing a portion of the primary winding and the secondary winding, as described in more detail below. Transformer 600 may be or include any of the components, features, or characteristics of any of the transformers described herein.

Der erste Kern 605 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen U-förmigen Körper 610, der einen ersten Kanal 615 definiert. Eine erste Aussparung 620 ist auf einer Seite des ersten Körpers 610 und im ersten Kanal 615 gebildet. Innerhalb des ersten Kanals 615 befinden sich ein erster Pfosten 625 und ein zweiter Pfosten 630. Der erste Kanal 615 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 635 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten.The first core 605 is made of a first magnetic material and includes a first generally U-shaped body 610 defining a first channel 615. A first recess 620 is formed on one side of the first body 610 and in the first channel 615. Within the first channel 615 are a first post 625 and a second post 630. The first channel 615 may have one or more first recess areas 635 that provide space for windings.

Der zweite Kern 640 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körper 645, der einen zweiten Kanal 650 definiert. Eine zweite Aussparung 655 ist auf einer Seite des zweiten Körpers 645 und im zweiten Kanal 650 gebildet. Innerhalb des zweiten Kanals 650 befindet sich ein dritter Pfosten 670 und ein vierter Pfosten 675. Der zweite Kanal 650 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche aufweisen (in den 6A oder 6B nicht gezeigt), die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 640 is made of a second magnetic material and includes a second generally U-shaped body 645 defining a second channel 650. A second recess 655 is formed on one side of the second body 645 and in the second channel 650. Within the second channel 650 is a third post 670 and a fourth post 675. The second channel 650 may include one or more second recess areas (in the 6A or 6B not shown) that accommodate windings as described in more detail below.

Der erste Kern 605 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 640 verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körpern 610 bzw. 645, zwischen den ersten und dritten Pfosten 625 bzw. 670 und zwischen den zweiten und vierten Pfosten 630 bzw. 675 auftritt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Pfosten 625 durch einen Spalt vom dritten Pfosten 670 getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen. Darüber hinaus sind die ersten und zweiten Aussparungen 620 bzw. 655 so ausgerichtet, dass sie einen Ausschnitt 680 bilden, der einen Abschnitt der Primärwicklung 685 und der Sekundärwicklung 690 freilegt.The first core 605 is configured to be connectable to the second core 640 so that physical contact is made between the first and second generally U-shaped bodies 610 and 645, respectively, between the first and third posts 625 and 670, respectively occurs between the second and fourth posts 630 and 675, respectively. In some embodiments, the first post 625 may pass through a gap from the third post 670 to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase the magnetic resistance. In addition, the first and second recesses 620 and 655, respectively, are aligned to form a cutout 680 that exposes a portion of the primary winding 685 and the secondary winding 690.

Eine Primärwicklung 685 und eine Sekundärwicklung 690 sind jeweils um den ersten und dritten Pfosten 625, 670 herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 685, 690 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 685 mit der Sekundärwicklung 690 verschachtelt oder miteinander verdrillt sein.A primary winding 685 and a secondary winding 690 are formed around the first and third posts 625, 670, respectively, to form a transformer circuit. The primary and secondary windings 685, 690 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 685 may be nested or twisted together with the secondary winding 690.

Eine Induktorwicklung 695 kann um den zweiten und vierten Pfosten 630 bzw. 675 herum gebildet sein, um einen Induktor zu bilden. Die Induktorwicklung 695 kann jede geeignete Anzahl von Windungen haben und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. Die Induktorwicklung 695 kann elektrisch mit der Primärwicklung 685 gekoppelt sein, wie hier ausführlicher beschrieben. Die Induktorwicklung 695, die Primärwicklung 685 und die Sekundärwicklung 690 können integral zwischen dem ersten und dem zweiten Kern 605 bzw. 640 gebildet sein, was platzsparender sein kann als die Verwendung zweier separater Kernbaugruppen, und können zusammen mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt sein.An inductor winding 695 may be formed around the second and fourth posts 630 and 675, respectively, to form an inductor. The inductor winding 695 may have any suitable number of turns and may be made of any suitable gauge insulated wire. The inductor winding 695 may be electrically coupled to the primary winding 685, as described in more detail herein. The inductor winding 695, the primary winding 685 and the secondary winding 690 may be formed integrally between the first and second cores 605 and 640, respectively, which may be more space efficient than using two separate core assemblies, and may be coupled together with a common heat sink.

Der integrierte Transformator 600 bietet ein kompaktes und effizientes Verfahren zum Bilden eines Transformator- und Induktorpaars und kann an einen Kühlkörper gekoppelt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem ersten Kern 605 und dem zweiten Kern 640 definierter Hohlraum 697 mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse, einem elektrisch isolierenden Polymer oder einem anderen geeigneten Material gefüllt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Ausschnitt 680 den Zugang zum Hohlraum 697 ermöglichen, der mit einer wärmeleitenden Vergussmasse gefüllt werden kann, und kann verwendet werden, um die wärmeleitende Vergussmasse direkt an einen Kühlkörper zu koppeln. Genauer gesagt können in einigen Ausführungsformen die Primärwicklung 685 und die Sekundärwicklung 690 über wärmeleitendes Vergussmaterial direkt mit einem Kühlkörper gekoppelt sein, ohne dass die Wärmeenergie durch den ersten oder zweiten Kern 605 bzw. 640 transportiert werden muss.The integrated transformer 600 provides a compact and efficient method of forming a transformer and inductor pair and can be coupled to a heat sink as described in more detail below. In some embodiments, a cavity 697 defined between the first core 605 and the second core 640 may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound, an electrically insulating polymer, or another suitable material. In various embodiments, the cutout 680 may provide access to the cavity 697, which may be filled with a thermally conductive potting compound, and may be used to couple the thermally conductive potting compound directly to a heat sink. More specifically, in some embodiments, the primary winding 685 and the secondary winding 690 may be coupled directly to a heat sink via thermally conductive potting material without the need to transport thermal energy through the first or second cores 605 and 640, respectively.

Der erste und der zweite Kern 605 bzw. 640 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und der zweite Kern 605 bzw. 640 aus demselben magnetischen Material, während sie in anderen Ausführungsformen jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien hergestellt sind.The first and second cores 605 and 640, respectively, may be made of any suitable “magnetic” material. In some embodiments, the first and second cores 605 and 640, respectively, are made of the same magnetic material, while in other embodiments they are each made of different magnetic materials.

7A veranschaulicht eine vereinfachte Explosionsansicht eines integrierten Transformators und Induktors 700, und 7B zeigt eine vereinfachte Montageansicht des integrierten Transformators und Induktors gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Wie in den 7A und 7B gezeigt, ähnelt der Transformator 700 dem in den 5A und 5B gezeigten Transformator 500, jedoch enthält der Transformator 700 keine offene Seite, die einen Abschnitt der Primärwicklung, der Sekundärwicklung und der Induktorwicklung freilegt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Der Transformator 700 kann eine der Komponenten, eines der Merkmale oder eine der Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren sein oder diese enthalten. 7A illustrates a simplified exploded view of an integrated transformer and inductor 700, and 7B shows a simplified assembly view of the integrated transformer and inductor according to embodiments of the disclosure. Like in the 7A and 7B shown, the transformer 700 is similar to that in the 5A and 5B Transformer 500 is shown, however, transformer 700 does not include an open side exposing a portion of the primary winding, the secondary winding, and the inductor winding, as described in more detail below. Transformer 700 may be or include any of the components, features, or characteristics of any of the transformers described herein.

Der erste Kern 705 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen L-förmigen Körper 710, der einen ersten Kanal 715 definiert. Innerhalb des ersten Kanals 715 befindet sich ein erster Pfosten 720 und ein zweiter Pfosten 725. Der erste Kanal 715 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 730 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten.The first core 705 is made of a first magnetic material and includes a first generally L-shaped body 710 defining a first channel 715. Within the first channel 715 is a first post 720 and a second post 725. The first channel 715 may include one or more first recess areas 730 that provide space for windings.

Der zweite Kern 735 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen L-förmigen Körper 740, der einen zweiten Kanal 745 definiert. Innerhalb des zweiten Kanals 745 befindet sich ein dritter Pfosten 750 und ein vierter Pfosten 755. Der zweite Kanal 745 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche haben (in den 7A und 7B nicht gezeigt), die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 735 is made of a second magnetic material and includes a second generally L-shaped body 740 defining a second channel 745. Within the second channel 745 is a third post 750 and a fourth post 755. The second channel 745 may have one or more second recess areas (in the 7A and 7B not shown) that accommodate windings as described in more detail below.

Der erste Kern 705 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 735 verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten im Allgemeinen L-förmigen Körpern 710 bzw. 740, zwischen den ersten und dritten Pfosten 720 bzw. 750 und zwischen den zweiten und vierten Pfosten 725 bzw. 755 auftritt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Pfosten 720 durch einen Spalt vom dritten Pfosten 750 getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen.The first core 705 is configured to be connectable to the second core 735 so that physical contact is made between the first and second generally L-shaped bodies 710 and 740, respectively, between the first and third posts 720 and 750, respectively occurs between the second and fourth posts 725 and 755, respectively. In some embodiments, the first post 720 may be separated from the third post 750 by a gap to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase magnetic resistance.

Eine Primärwicklung 780 und eine Sekundärwicklung 785 sind jeweils um den ersten und dritten Pfosten 720, 750 herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 780, 785 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 780 mit der Sekundärwicklung 785 verschachtelt oder miteinander verdrillt sein.A primary winding 780 and a secondary winding 785 are around the first and third, respectively Posts 720, 750 formed around to form a transformer circuit. The primary and secondary windings 780, 785 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 780 may be nested or twisted together with the secondary winding 785.

Eine Induktorwicklung 790 kann um den zweiten und vierten Pfosten 725 bzw. 755 herum gebildet sein, um einen Induktor zu bilden. Die Induktorwicklung 790 kann jede geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. Die Induktorwicklung 790 kann elektrisch mit der Primärwicklung 780 gekoppelt sein, wie hier ausführlicher beschrieben. Die Induktorwicklung 790, die Primärwicklung 780 und die Sekundärwicklung 785 können integral zwischen dem ersten und dem zweiten Kern 705 bzw. 735 gebildet sein, was platzsparender sein kann als die Verwendung zweier separater Kernbaugruppen, und können zusammen mit einem gemeinsamen Kühlkörper gekoppelt sein.An inductor winding 790 may be formed around the second and fourth posts 725 and 755, respectively, to form an inductor. The inductor winding 790 may have any suitable number of turns and may be made of any suitable gauge insulated wire. The inductor winding 790 may be electrically coupled to the primary winding 780, as described in more detail herein. The inductor winding 790, the primary winding 780 and the secondary winding 785 may be formed integrally between the first and second cores 705 and 735, respectively, which may be more space efficient than using two separate core assemblies, and may be coupled together with a common heat sink.

Der integrierte Transformator 700 bietet ein kompaktes und effizientes Verfahren zum Bilden eines Transformator- und Induktorpaars und kann an einen Kühlkörper gekoppelt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem ersten Kern 705 und dem zweiten Kern 735 definierter Hohlraum 760 mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse, einem elektrisch isolierenden Polymer oder jedem anderen geeigneten Material gefüllt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die offene Seite 765 den Zugang zum Hohlraum 760 ermöglichen, der mit einer wärmeleitenden Vergussmasse gefüllt werden kann, und kann verwendet werden, um die wärmeleitende Vergussmasse direkt an einen Kühlkörper zu koppeln. Genauer gesagt können in einigen Ausführungsformen die Primärwicklung 780, die Sekundärwicklung 785 und die Induktorwicklung 790 über wärmeleitendes Vergussmaterial direkt mit einem Kühlkörper gekoppelt sein, ohne dass die Wärmeenergie durch den ersten oder zweiten Kern 705 bzw. 735 transportiert werden muss.The integrated transformer 700 provides a compact and efficient method of forming a transformer and inductor pair and can be coupled to a heat sink as described in more detail below. In some embodiments, a cavity 760 defined between the first core 705 and the second core 735 may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound, an electrically insulating polymer, or any other suitable material. In various embodiments, the open side 765 may provide access to the cavity 760, which may be filled with a thermally conductive potting compound, and may be used to couple the thermally conductive potting compound directly to a heat sink. More specifically, in some embodiments, the primary winding 780, the secondary winding 785, and the inductor winding 790 may be coupled directly to a heat sink via thermally conductive potting material without the need to transport thermal energy through the first or second cores 705 and 735, respectively.

Der erste und der zweite Kern 705 bzw. 735 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und der zweite Kern 705 bzw. 735 aus demselben magnetischen Material, während sie in anderen Ausführungsformen jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien bestehen.The first and second cores 705 and 735, respectively, may be made of any suitable “magnetic” material. In some embodiments, the first and second cores 705 and 735 are made of the same magnetic material, while in other embodiments they are each made of different magnetic materials.

8A veranschaulicht eine vereinfachte Explosionsansicht eines Transformators 800, und 8B veranschaulicht eine vereinfachte Montageansicht des Transformators gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Wie in den 8A und 8B gezeigt, ähnelt der Transformator 800 dem in den 1 und 2 gezeigten integrierten Transformator 100, jedoch enthält der Transformator 800 keine Induktorwicklung, und die Primär- und Sekundärwicklungen sind auf die beiden Pfosten verteilt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Der Transformator 800 kann eine der Komponenten, eines der Merkmale oder eine der Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren sein oder diese enthalten. 8A illustrates a simplified exploded view of a transformer 800, and 8B illustrates a simplified assembly view of the transformer according to embodiments of the disclosure. Like in the 8A and 8B shown, the transformer 800 is similar to that in the 1 and 2 Integrated transformer 100 shown, however, transformer 800 does not include an inductor winding and the primary and secondary windings are distributed between the two posts, as described in more detail below. The transformer 800 may be or include any of the components, features, or characteristics of any of the transformers described herein.

Der Transformator 800 enthält zwei separate Magnetkerne. Der erste Kern 805 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen U-förmigen Körper 810, der einen ersten Kanal 815 definiert. Innerhalb des ersten Kanals 815 befindet sich ein erster Pfosten 820 und ein zweiter Pfosten 825. Der erste Kanal 815 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 830 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The transformer 800 contains two separate magnetic cores. The first core 805 is made of a first magnetic material and includes a first generally U-shaped body 810 defining a first channel 815. Within the first channel 815 is a first post 820 and a second post 825. The first channel 815 may include one or more first recess areas 830 that provide space for windings, as described in more detail below.

Der zweite Kern 835 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körper 840, der einen zweiten Kanal 845 definiert. Innerhalb des zweiten Kanals 845 befindet sich ein dritter Pfosten (nicht gezeigt) und ein vierter Pfosten 850. Der zweite Kanal 845 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 835 is made of a second magnetic material and includes a second generally U-shaped body 840 defining a second channel 845. Within the second channel 845 is a third post (not shown) and a fourth post 850. The second channel 845 may include one or more second recess areas that provide space for windings, as described in more detail below.

Der erste Kern 805 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 835 verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen dem ersten und dem zweiten im Allgemeinen U-förmigen Körper 810 bzw. 840, zwischen dem ersten Pfosten 820 und dem dritten Pfosten (nicht gezeigt) und zwischen dem zweiten und dem vierten Pfosten 825 bzw. 850 auftritt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Pfosten 820 durch einen Spalt vom dritten Pfosten (nicht gezeigt) getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen. Ebenso kann in einigen Ausführungsformen der zweite Pfosten 825 durch einen Spalt vom vierten Pfosten 850 getrennt sein.The first core 805 is configured to be connectable to the second core 835 so that physical contact between the first and second generally U-shaped bodies 810 and 840, respectively, between the first post 820 and the third post ( not shown) and occurs between the second and fourth posts 825 and 850, respectively. In some embodiments, the first post 820 may be separated from the third post (not shown) by a gap to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase magnetic resistance. Likewise, in some embodiments, the second post 825 may be separated from the fourth post 850 by a gap.

Eine Primärwicklung 855 und eine Sekundärwicklung 860 sind um den ersten Pfosten 820/dritten Pfosten und um den zweiten Pfosten 825/vierten Pfosten 850 herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 855, 860 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 855 mit der Sekundärwicklung 860 verschachtelt sein, wie in 1 dargestellt, in anderen Ausführungsformen kann die Primärwicklung jedoch mit der Sekundärwicklung verdrillt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Verschachtelung die Bandbreite des Transformators verbessern und die Störfestigkeit verbessern. Die mehreren Sätze von Primärwicklungen 855 können in Reihe, parallel oder in einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung angeordnet sein. Die mehreren Sätze von Sekundärwicklungen 860 können in Reihe, parallel oder in einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung angeordnet sein.A primary winding 855 and a secondary winding 860 are formed around the first post 820/third post and the second post 825/fourth post 850 to form a transformer circuit. The primary and secondary windings 855, 860 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 855 can be connected to the secondary winding 860 be nested, as in 1 shown, but in other embodiments the primary winding can be twisted with the secondary winding. In some embodiments, interleaving may improve transformer bandwidth and improve noise immunity. The multiple sets of primary windings 855 may be arranged in series, parallel, or a combination of series and parallel. The multiple sets of secondary windings 860 may be arranged in series, parallel, or a combination of series and parallel.

Der erste und der zweite Kern 805 bzw. 835 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und der zweite Kern 805 bzw. 835 aus demselben magnetischen Material, während sie in anderen Ausführungsformen jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien hergestellt sind.The first and second cores 805 and 835, respectively, may be made of any suitable “magnetic” material. In some embodiments, the first and second cores 805 and 835 are made of the same magnetic material, while in other embodiments they are each made of different magnetic materials.

Der Transformator 800 bietet ein kompaktes und effizientes Verfahren zum Bilden eines Transformators und kann an einen Kühlkörper gekoppelt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem ersten Kern 805 und dem zweiten Kern 835 definierter Hohlraum 865 mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse, einem elektrisch isolierenden Polymer oder einem anderen geeigneten Material gefüllt werden. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Oberflächen des integrierten Transformators 800 thermisch mit einem Kühlkörper gekoppelt werden, um Wärmeenergie aus der Baugruppe abzuleiten.Transformer 800 provides a compact and efficient method of forming a transformer and can be coupled to a heat sink as described in more detail below. In some embodiments, a cavity 865 defined between the first core 805 and the second core 835 may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound, an electrically insulating polymer, or another suitable material. In some embodiments, one or more surfaces of the integrated transformer 800 may be thermally coupled to a heat sink to dissipate thermal energy from the assembly.

9A veranschaulicht eine vereinfachte Explosionsansicht eines Transformators 900, und 9B veranschaulicht eine vereinfachte Montageansicht des Transformators gemäß Ausführungsformen der Offenbarung. Wie in den 9A und 9B gezeigt, ähnelt der Transformator 900 dem in den 7A und 7B gezeigten Transformator 700, jedoch enthält der Transformator 900 keine Induktorwicklung, und die Primär- und Sekundärwicklungen sind auf die beiden Pfosten verteilt, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. Der Transformator 900 kann eine der Komponenten, eines der Merkmale oder eine der Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren sein oder diese enthalten. 9A illustrates a simplified exploded view of a transformer 900, and 9B illustrates a simplified assembly view of the transformer according to embodiments of the disclosure. Like in the 9A and 9B shown, the transformer 900 is similar to that in the 7A and 7B Transformer 700 shown, however, transformer 900 does not include an inductor winding and the primary and secondary windings are distributed between the two posts, as described in more detail below. The transformer 900 may be or include any of the components, features, or characteristics of any of the transformers described herein.

Der erste Kern 905 besteht aus einem ersten magnetischen Material und enthält einen ersten im Allgemeinen L-förmigen Körper 910, der einen ersten Kanal 915 definiert. Innerhalb des ersten Kanals 915 befinden sich ein erster Pfosten 920 und ein zweiter Pfosten 925. Der erste Kanal 915 kann einen oder mehrere erste Aussparungsbereiche 930 aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten.The first core 905 is made of a first magnetic material and includes a first generally L-shaped body 910 defining a first channel 915. Within the first channel 915 are a first post 920 and a second post 925. The first channel 915 may have one or more first recess areas 930 that provide space for windings.

Der zweite Kern 935 besteht aus einem zweiten magnetischen Material und enthält einen zweiten im Allgemeinen L-förmigen Körper 940, der einen zweiten Kanal 945 definiert. Innerhalb des zweiten Kanals 945 befindet sich ein dritter Pfosten 950 und ein vierter Pfosten 955. Der zweite Kanal 945 kann einen oder mehrere zweite Aussparungsbereiche aufweisen, die Platz für Wicklungen bieten, wie nachstehend ausführlicher beschrieben.The second core 935 is made of a second magnetic material and includes a second generally L-shaped body 940 defining a second channel 945. Within the second channel 945 is a third post 950 and a fourth post 955. The second channel 945 may include one or more second recess areas that provide space for windings, as described in more detail below.

Der erste Kern 905 ist so konfiguriert, dass er mit dem zweiten Kern 935 verbunden werden kann, so dass physischer Kontakt zwischen den ersten und zweiten im Allgemeinen L-förmigen Körpern 910 bzw. 940, zwischen den ersten und dritten Pfosten 920 bzw. 950 und zwischen den zweiten und vierten Pfosten 925 bzw. 955 auftritt. In einigen Ausführungsformen kann der erste Pfosten 920 durch einen Spalt vom dritten Pfosten 950 getrennt sein, um die Leistungseigenschaften des Transformators zu ändern, beispielsweise um den magnetischen Widerstand zu erhöhen. Ebenso kann in einigen Ausführungsformen der zweite Pfosten 925 durch einen Spalt vom vierten Pfosten 955 getrennt sein.The first core 905 is configured to be connectable to the second core 935 so that physical contact is made between the first and second generally L-shaped bodies 910 and 940, respectively, between the first and third posts 920 and 950, respectively occurs between the second and fourth posts 925 and 955, respectively. In some embodiments, the first post 920 may be separated from the third post 950 by a gap to change the performance characteristics of the transformer, for example to increase magnetic resistance. Likewise, in some embodiments, the second post 925 may be separated from the fourth post 955 by a gap.

Eine Primärwicklung 960 und eine Sekundärwicklung 965 sind um den ersten Pfosten 920/dritten Pfosten 950 und um den zweiten Pfosten 925/vierten Pfosten 955 herum gebildet, um eine Transformatorschaltung zu bilden. Die Primär- und Sekundärwicklungen 960, 965 können jeweils eine beliebige geeignete Anzahl von Windungen aufweisen und aus isoliertem Draht jeder geeigneten Stärke hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Primärwicklung 960 mit der Sekundärwicklung 965 verschachtelt sein, wie in 1 dargestellt, in anderen Ausführungsformen kann die Primärwicklung jedoch mit der Sekundärwicklung verdrillt sein. In einigen Ausführungsformen kann die Verschachtelung die Bandbreite des Transformators verbessern und die Störfestigkeit verbessern. Die mehreren Sätze von Primärwicklungen 960 können in Reihe, parallel oder in einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung angeordnet sein. Die mehreren Sätze von Sekundärwicklungen 965 können in Reihe, parallel oder in einer Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung angeordnet sein.A primary winding 960 and a secondary winding 965 are formed around the first post 920/third post 950 and the second post 925/fourth post 955 to form a transformer circuit. The primary and secondary windings 960, 965 may each have any suitable number of turns and be made of any suitable gauge insulated wire. In some embodiments, the primary winding 960 may be interleaved with the secondary winding 965, as in 1 shown, but in other embodiments the primary winding can be twisted with the secondary winding. In some embodiments, interleaving may improve transformer bandwidth and improve noise immunity. The multiple sets of primary windings 960 may be arranged in series, parallel, or a combination of series and parallel. The multiple sets of secondary windings 965 may be arranged in series, parallel, or a combination of series and parallel.

Der Transformator 900 bietet ein kompaktes und effizientes Verfahren zum Bilden eines Transformators und kann an einen Kühlkörper gekoppelt werden, wie nachstehend ausführlicher beschrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein zwischen dem ersten Kern 905 und dem zweiten Kern 935 definierter Hohlraum 970 mit einem Material wie beispielsweise einer wärmeleitenden Vergussmasse, einem elektrisch isolierenden Polymer oder einem anderen geeigneten Material gefüllt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die offene Seite 975 den Zugang zum Hohlraum 970 ermöglichen, der mit einer wärmeleitenden Vergussmasse gefüllt werden kann, und kann verwendet werden, um die wärmeleitende Vergussmasse direkt an einen Kühlkörper zu koppeln. Genauer gesagt können in einigen Ausführungsformen die Primärwicklung 960 und die Sekundärwicklung 965 über wärmeleitendes Vergussmaterial direkt mit einem Kühlkörper gekoppelt werden, ohne dass die Wärmeenergie durch den ersten oder zweiten Kern 905 bzw. 935 transportiert werden muss.Transformer 900 provides a compact and efficient method of forming a transformer and can be coupled to a heat sink as described in more detail below. In some embodiments, a cavity 970 defined between the first core 905 and the second core 935 may be filled with a material such as a thermally conductive potting compound, an electrically insulating polymer, or another suitable material. In various embodiments, the open side 975 may provide access to the cavity 970 associated with can be filled with a heat-conducting potting compound, and can be used to couple the heat-conducting potting compound directly to a heat sink. More specifically, in some embodiments, the primary winding 960 and the secondary winding 965 may be coupled directly to a heat sink via thermally conductive potting material without the need to transport thermal energy through the first or second cores 905 and 935, respectively.

Der erste und der zweite Kern 905 bzw. 935 können aus jedem geeigneten „magnetischen“ Material hergestellt sein. In einigen Ausführungsformen bestehen der erste und der zweite Kern 905 bzw. 935 aus demselben magnetischen Material, während sie in anderen Ausführungsformen jeweils aus unterschiedlichen magnetischen Materialien hergestellt sind.The first and second cores 905 and 935, respectively, may be made of any suitable "magnetic" material. In some embodiments, the first and second cores 905 and 935 are made of the same magnetic material, while in other embodiments they are each made of different magnetic materials.

Die Transformatoren 100, 400, 500, 600, 700, 800 und 900 können beliebige Komponenten, Merkmale oder Eigenschaften eines der hier beschriebenen Transformatoren enthalten. Beispielsweise kann der Transformator 100 die beiden separaten Pfosten enthalten, die im Transformator 800 gezeigt sind, um die herum die verschachtelten Transformatorwicklungen gebildet sind.Transformers 100, 400, 500, 600, 700, 800 and 900 may include any components, features or characteristics of any of the transformers described herein. For example, transformer 100 may include the two separate posts shown in transformer 800 around which the nested transformer windings are formed.

In der vorstehenden Spezifikation wurden Ausführungsformen der Offenbarung unter Bezugnahme auf zahlreiche spezifische Details beschrieben, die von Implementierung zu Implementierung variieren können. Die Spezifikation und die Zeichnungen sind dementsprechend eher in einem illustrativen als in einem einschränkenden Sinne zu betrachten. Der einzige und ausschließliche Indikator für den Umfang der Offenbarung und für den von den Anmeldern beabsichtigten Umfang der Offenbarung ist der wörtliche und äquivalente Umfang des Anspruchssatzes, der sich aus dieser Anmeldung ergibt, in der spezifischen Form, in der er sich ergibt, einschließlich etwaiger späterer Korrekturen. Die spezifischen Details bestimmter Ausführungsformen können auf jede geeignete Weise kombiniert werden, ohne vom Geist und Umfang der Ausführungsformen der Offenbarung abzuweichen.In the foregoing specification, embodiments of the disclosure have been described with reference to numerous specific details that may vary from implementation to implementation. The specification and drawings should accordingly be viewed in an illustrative rather than a restrictive sense. The sole and exclusive indicator of the scope of the disclosure and of the scope of the disclosure intended by the applicants is the literal and equivalent scope of the set of claims arising from this application, in the specific form in which it arises, including any subsequent ones Corrections. The specific details of particular embodiments may be combined in any suitable manner without departing from the spirit and scope of the embodiments of the disclosure.

Darüber hinaus können räumlich relative Begriffe wie „unten“ oder „oben“ und dergleichen verwendet werden, um die Beziehung eines Elements und/oder Merkmals zu anderen Elementen und/oder Merkmalen zu beschreiben, wie z. B. in den Figuren dargestellt. Es versteht sich, dass die räumlich relativen Begriffe neben der in den Figuren dargestellten Ausrichtung auch unterschiedliche Ausrichtungen der Vorrichtung im Gebrauch und/oder Betrieb umfassen sollen. Wenn beispielsweise die Vorrichtung in den Figuren umgedreht wird, können als „untere“ Oberfläche beschriebene Elemente dann „über“ anderen Elementen oder Merkmalen ausgerichtet sein. Die Vorrichtung kann anders ausgerichtet sein (z. B. um 90 Grad gedreht oder in anderen Ausrichtungen), und die hier verwendeten räumlich relativen Deskriptoren können entsprechend interpretiert werden.Additionally, spatially relative terms such as "bottom" or "top" and the like can be used to describe the relationship of an element and/or feature to other elements and/or features, such as: B. shown in the figures. It is understood that the spatially relative terms should also include different orientations of the device in use and/or operation in addition to the orientation shown in the figures. For example, when the device in the figures is turned over, elements described as a "bottom" surface may then be aligned "above" other elements or features. The device may be oriented differently (e.g., rotated 90 degrees or in other orientations), and the spatially relative descriptors used herein may be interpreted accordingly.

Die hier verwendeten Begriffe „und“, „oder“ und „und/oder“ können unterschiedliche Bedeutungen haben, die voraussichtlich zumindest teilweise vom Kontext abhängen, in dem diese Begriffe verwendet werden. Wenn „oder“ zum Verknüpfen einer Liste wie A, B oder C verwendet wird, soll es in der Regel A, B und C bedeuten, hier im inklusiven Sinne verwendet, sowie A, B oder C, hier im exklusiven Sinne verwendet. Darüber hinaus kann der Begriff „ein oder mehrere“, wie er hier verwendet wird, verwendet werden, um jedes Merkmal, jede Struktur oder jede Eigenschaft im Singular zu beschreiben, oder kann verwendet werden, um eine Kombination von Merkmalen, Strukturen oder Eigenschaften zu beschreiben. Es ist jedoch zu beachten, dass es sich lediglich um ein veranschaulichendes Beispiel handelt, und der beanspruchte Gegenstand nicht auf dieses Beispiel beschränkt ist. Darüber hinaus kann der Begriff „mindestens eines von“, wenn er zum Zuordnen einer Liste wie A, B oder C verwendet wird, so interpretiert werden, dass er jede Kombination von A, B und/oder C bedeutet, wie etwa A, B, C, AB, AC, BC, AA, AAB, ABC, AABBCCC usw.As used herein, the terms “and,” “or,” and “and/or” may have different meanings, which are likely to depend, at least in part, on the context in which such terms are used. When "or" is used to link a list such as A, B, or C, it is usually intended to mean A, B, and C, used here in an inclusive sense, and A, B, or C, used here in an exclusive sense. In addition, the term “one or more,” as used herein, may be used to describe any feature, structure, or property in the singular, or may be used to describe a combination of features, structures, or properties . However, it should be noted that this is merely an illustrative example and the claimed subject matter is not limited to this example. In addition, the term "at least one of" when used to assign a list such as A, B or C can be interpreted to mean any combination of A, B and/or C, such as A, B, C, AB, AC, BC, AA, AAB, ABC, AABBCCC etc.

Verweise in dieser Spezifikation auf „ein Beispiel“, „bestimmte Beispiele“ oder „exemplarische Implementierung“ bedeuten, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die in Verbindung mit dem Merkmal und/oder Beispiel beschrieben werden, in mindestens einem Merkmal und/oder Beispiel des beanspruchten Gegenstandes enthalten sein können. Daher beziehen sich die Erscheinungen des Ausdrucks „in einem Beispiel“, „ein Beispiel“, „in bestimmten Beispielen“, „in bestimmten Implementierungen“ oder anderer ähnlicher Ausdrücke an verschiedenen Stellen in dieser Spezifikation nicht unbedingt alle auf dasselbe Merkmal, Beispiel und/oder dieselbe Einschränkung. Darüber hinaus können die jeweiligen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in einem oder mehreren Beispielen und/oder Merkmalen kombiniert werden.References in this specification to “an example,” “certain examples,” or “exemplary implementation” mean that a particular feature, structure, or property described in connection with the feature and/or example is included in at least one Feature and/or example of the claimed subject matter may be included. Therefore, appearances of the phrase “in an example,” “an example,” “in certain examples,” “in certain implementations,” or other similar expressions in various places throughout this specification do not necessarily all refer to the same feature, example, and/or same limitation. In addition, the respective features, structures or properties can be combined in one or more examples and/or features.

In der vorangehenden detaillierten Beschreibung wurden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis des beanspruchten Gegenstands zu ermöglichen. Der Fachmann versteht jedoch, dass der beanspruchte Gegenstand auch ohne diese spezifischen Details umgesetzt werden kann. In anderen Fällen wurden Verfahren und Geräte, die einem Durchschnittsfachmann bekannt wären, nicht im Detail beschrieben, um den beanspruchten Gegenstand nicht zu verschleiern. Daher ist beabsichtigt, dass der beanspruchte Gegenstand nicht auf die besonderen offenbarten Beispiele beschränkt ist, sondern dass dieser beanspruchte Gegenstand auch alle Aspekte enthalten kann, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.In the foregoing detailed description, numerous specific details have been set forth in order to provide a comprehensive understanding of the claimed subject matter. However, one skilled in the art will understand that the claimed subject matter can be implemented without these specific details. In other cases, methods and devices that would be known to one of ordinary skill in the art have not been described in detail, so as not to obscure the claimed item. Therefore, it is intended that the claimed subject matter be not limited to the particular examples disclosed, but that said claimed subject matter may also include all aspects that fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

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CN 202210993190 [0001]
CN 202210777120 [0001]
CN 202210995777 [0001]

Claims

Transformer comprising: a first magnetic core defining a first channel and further including first and second posts disposed within the first channel; a second magnetic core defining a second channel and further including third and fourth posts disposed within the second channel, the first magnetic core being coupled to the second magnetic core such that the first post is on the third post and the second post is on aligned with the fourth post; a primary winding of wire formed around the first and third posts; a secondary winding of wire formed around the first and third posts; and an inductor winding of wire formed around the second and fourth posts, the inductor winding being connected in series with the primary winding.

Transformer after Claim 1 , wherein a cavity is defined between the first and the second magnetic core, and a heat-conducting casting compound is arranged in the cavity.

Transformer after Claim 1 , with the first post separated from the third post by a gap.

Transformer after Claim 1 , wherein the first and second magnetic cores each have U-shaped bodies.

Transformer after Claim 1 , wherein the first and second magnetic cores each have L-shaped bodies.

Transformer after Claim 5 , wherein the L-shaped bodies define an open side of the transformer exposing a portion of the primary winding, a portion of the secondary winding and a portion of the inductor winding.

Transformer after Claim 1 , wherein the first magnetic core and the second magnetic core define a notch extending to the first and second channels.

Transformer comprising: a first magnetic core defining a first channel; a second magnetic core defining a second channel, the first magnetic core coupled to the second magnetic core; a first post positioned within the first channel and within the second channel, the first post extending from the first magnetic core to the second magnetic core. a second post positioned within the first channel and within the second channel, the second post extending from the first magnetic core to the second magnetic core; a primary winding of wire formed around the first post; a secondary winding of wire formed around the first post; and an inductor winding of wire formed around the second post.

Transformer after Claim 8 , where the inductor winding is connected in series with the primary winding.

Transformer after Claim 8 , wherein the first post is formed from a portion of the first magnetic core and a portion of the second magnetic core.

Transformer after Claim 8 , wherein the second post is formed from a portion of the first magnetic core and a portion of the second magnetic core.

Transformer after Claim 8 , wherein the second post is separated from the first magnetic core and the second magnetic core.

Transformer after Claim 12 , wherein the first magnetic core defines a first protrusion formed in the first channel, and wherein the second magnetic core defines a second protrusion within the second channel, and wherein the second post has a first end in contact with the first protrusion, and a second end in contact with the second projection.

Transformer after Claim 12 , wherein the first and second magnetic cores are composed of a first magnetic material, and wherein the second post is composed of a second magnetic material, and wherein the first magnetic material is different from the second magnetic material.

Transformer after Claim 8 , wherein a cavity is defined between the first and the second magnetic core, and a heat-conducting casting compound is arranged in the cavity.

Transformer after Claim 11 , wherein the first and second magnetic cores each have U-shaped bodies.

A method of forming a transformer, comprising: forming a first magnetic body defining a first channel and further first and second posts contains, which are arranged within the first channel; forming a second magnetic body that defines a second channel and further includes third and fourth posts disposed within the second channel; coupling the first magnetic body to the second magnetic body so that the first post is aligned with the third post and the second post is aligned with the fourth post; forming a primary winding of wire around the first and third posts; forming a secondary winding of wire around the first and third posts; forming an inductor winding of wire formed around the second and fourth posts; and connecting the inductor winding in series with the primary winding.

Procedure according to Claim 17 , further comprising forming a notch or a cutout in a portion of the first and second magnetic bodies and applying a heat-conducting potting compound between the first magnetic body and the second magnetic body.

Procedure according to Claim 17 , wherein the first and second magnetic bodies are each U-shaped.

Procedure according to Claim 17 , wherein the first and second magnetic bodies are each L-shaped.