DE202014105168U1 - Planarwicklungsmodul und Planartransformator, der dieses verwendet - Google Patents

Planarwicklungsmodul und Planartransformator, der dieses verwendet Download PDF

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Abstract

Planarwicklungsmodul mit einer ersten Planarwicklung, einer zweiten Planarwicklung und einem Verbindungsabschnitt, um die erste und die zweite Planarwicklung in Reihe geschaltet zu verbinden; wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine äußere Schleife und eine innere Schleife umfassen, die in einem ersten Abstand voneinander in Reihe geschaltet sind, wobei die inneren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung durch den Verbindungsabschnitt verbunden sind; wobei die erste und die zweite Planarwicklung in zwei benachbarten Ebenen und in einem zweiten Abstand voneinander angeordnet sind; und wobei die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils einen von der inneren Windung entfernten äußeren Abschnitt aufweisen, wobei die äußeren Abschnitte so abstehen, dass sie jeweils ein Kontaktierungselement bilden.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Planarwicklungsmodul, insbesondere ein Planarwicklungsmodul zur Verwendung in Planartransformatoren. Die vorliegende Erfindung stellt ein aus mehreren Ebenen und mehreren Wicklungen gebildetes Planarwicklungsmodul bereit. Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen Planartransformator bereit, der das erfindungsgemäße Planarwicklungsmodul umfasst.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Der Transformator ist eine wichtige Komponente für verschiedenste Arten von elektronischen Produkten. Der traditionelle Transformator ist groß und schwer. Der Planartransformator wurde dann erfunden, um eine Möglichkeit der Verkleinerung und der Oberflächenmontage eines Transformators zu liefern. Ein Planartransformator umfasst mehrere Schichten von Leiterplatinen mit gewundenen Wicklungen von leitenden Blechen wie etwa Kupferblechen, die die Dicke der Wicklungen verringern. Der Planartransformator wird vielfach verwendet in Komponenten auf Gebieten der Kommunikation, der Computertechnik, der Industriesteuerungen, des Flugzeugbaus, der Medizintechnik etc. Da jedoch die Leiterplatine als ein Substrat der Wicklungen verwendet wird, ist der herkömmliche Planartransformator dick und ineffizient und erzeugt einen hohen Widerstand und Rauschen. Daher ist es für die Industrie notwendig, einen dünnen und effizienten Planartransformator bereitzustellen.
  • Das taiwanesische Patent Nr. TW I 387981 offenbart einen Planartransformator, der eine einzige, mehrlagige Leiterplatine (PCB) umfasst. Die PCB umfasst mehrere Primärwicklungen, mehrere Sekundärwicklungen und ein Durchgangsloch zum Aufnehmen eines Kerns. Dieses Patent bietet die Möglichkeit, mehrere Wicklungslagen in einer PCB übereinander anzuordnen, was die Dicke des Transformators stark verringert. Die in diesem Patent offenbarte Struktur ist im Wesentlichen identisch mit der der herkömmlichen Planartransformatoren, mit der Ausnahme, dass die PCBs in den herkömmlichen Planartransformatoren durch dünne Schaltungslagen ersetzt sind.
  • Das taiwanesische Patent Nr. TW I 357086 offenbart einen Transformator, der in einer PCB angeordnet ist. Der Transformator umfasst eine erste Planarwindung und eine zweite Planarwindung, wobei die erste Windung mehrere erste Schleifen und die zweite Windung mehrere zweite Schleifen umfasst. Wenigstens zwei benachbarte erste Schleifen bilden eine erste Gruppe von Windungen, und wenigstens zwei benachbarte zweite Schleifen bilden eine zweite Gruppe von Windungen. Die Schleifen der ersten Gruppe und die der zweiten Gruppe greifen teilweise ineinander.
  • Das chinesische Patent Nr. CN 103081044A offenbart ebenfalls einen Planartransformator. Der Transformator umfasst mehrere einlagige, einschleifige Windungen. Eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung sind aus den einlagigen Windungen gebildet.
  • Das europäische Patent EP 2 602 801A1 offenbart einen Planartransformator mit einer Sekundärwicklung, die mehrere einlagige, einschleifige Windungslagen umfasst. Die Primärwicklung ist aus einem Draht gebildet, der spiralförmig entlang der Sekundärwicklung gewunden ist.
  • Die deutsche Patentanmeldung Nr. DE 10 2012 003 365A1 offenbart einen Planartransformator, der Wicklungen in Form einer einlagigen und mehrschleifigen planaren oder ebenen Struktur (im Folgenden „Planarstruktur” bezeichnet) gebildet ist. Ein Endabschnitt der inneren Schleife ist so gebogen, dass er sich durch ein Durchgangsloch, das in der Mitte eines Substrats ausgebildet ist, auf dem die planare Struktur angeordnet ist, zur entgegengesetzten Seite des Substrats erstreckt.
  • Das europäische Patent Nr. EP 2 637 183A2 offenbart einen Planartransformator, der einlagige und einschleifige Windungslagen als seine Wicklungen umfasst. Die Windungslagen erstrecken sich derart, dass sie Kontaktierungselemente bilden, die als Verbindungsstifte zur Verbindung mit einer weiteren Schicht oder weiteren Elektroden dienen.
  • Die US-Patentoffenlegungsschrift Nr. US 2013/278371A1 offenbart einen Planartransformator mit mehreren einlagigen Planarwindungen. Mehrere Windungen sind durch Verbindungsstifte vertikal verbunden und positioniert, um Windungen aus mehreren Schleifen zu bilden.
  • Die WO 0070926A1 offenbart einen Planartransformator mit Wicklungen aus einem einzigen Element. Eine Platte aus leitendem Material (Blech) ist so ausgelegt, dass, wenn es gebogen wird, eine mehrlagige und einschleifige Windungsanordnung gebildet ist. Die Lagen sind durch Flachstecker in Form von Kontaktierungselementen gebildet.
  • Aus der Offenbarung dieser und weiterer Patent- und Nichtpatentdruckschriften geht hervor, dass die Industrie große Anstrengungen zur Entwicklung von Planartransformatoren unternommen hat, um deren Dicke zu verringern und Leistung zu erhöhen. Jedoch bleibt die Struktur der so entwickelten Planartransformator die gleiche wie die der PCB. Die meisten Lösungen sind Anordnungen aus einschichtigen Wicklungen oder Wicklungsschichten. Keine von ihnen stellt eine Mehrwindungsstruktur für die planare Wicklung bereit.
  • Aufgaben der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Struktur für eine Planarwicklung bereitzustellen, um so die Anzahl der Schichten und Schleifen in der Planarwicklung stark zu erhöhen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein mehrschichtiges und aus mehreren Windungen gebildetes Planarwicklungsmodul bereitzustellen.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Planarwicklungsmodul bereitzustellen, das leicht mit weiteren Planarwicklungsmodulen verbunden und zusammengebaut werden kann.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Planartransformator bereitzustellen, der ein mehrschichtiges und mehrschleifiges Planarwicklungsmodul umfasst.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Planartransformator bereitzustellen, der leicht herzustellen und für eine Oberflächenmontage geeignet ist.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Planarwicklungsmodul bereitgestellt, das eine erste Planarwicklung, eine zweite Planarwicklung und einen Verbindungsabschnitt, um die erste und die zweite Planarwicklung in Reihe geschaltet zu verbinden, umfasst. In dem erfindungsgemäßen Planarwicklungsmodul umfassen die erste und die zweite Wicklung jeweils eine äußere Schleife und eine innere Schleife, die in einem ersten Abstand voneinander in Reihe geschaltet sind. Die inneren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklungen sind durch den Verbindungsabschnitt verbunden. Die erste und die zweite Planarwicklungen sind in zwei benachbarten Ebenen und in einem zweiten Abstand voneinander angeordnet sind. Die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung umfassen jeweils einen von der inneren Schleife entfernten äußeren Anschluss. Die äußeren Abschnitte stehen so ab, dass sie jeweils ein Kontaktierungselement bilden.
  • In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Verbindungsabschnitt aus einem anderen leitenden Material als dem Material für die erste Planarwicklung und die zweite Planarwicklung hergestellt sein.
  • In einigen bevorzugten Ausführungsformen umfasst das Planarwicklungsmodul ferner eine Isolierungsplatte, die zwischen der ersten und der zweiten Wicklung angeordnet ist. Die Isolierungsplatte kann eine Aussparung umfassen, die mit dem Verbindungsabschnitt in Eingriff gebracht werden kann.
  • In einigen Ausführungsformen werden die erste Planarwicklung, die zweite Planarwicklung und der Verbindungsabschnitt aus einem einzigen zusammenhängenden Rohling hergestellt. In weiteren Ausführungsformen werden jedoch die erste Planarwicklung und die zweite Planarwicklung getrennt gebildet und in einem späteren Schritt durch den Verbindungsabschnitt verbunden. In solchen Ausführungsformen kann der Verbindungsabschnitt ein Schweißmaterial oder ein leitendes Klebemittel sein.
  • In einigen Ausführungsformen bilden die erste und die zweite Wicklung jeweils eine kreisförmige Spirale. In solchen Ausführungsformen bilden die inneren Schleifen und die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils im Wesentlichen eine Windung. In weiteren Ausführungsformen bilden die erste und die zweite Wicklung jeweils eine nicht-kreisförmige Spirale wie etwa eine polygonale Spirale. In solchen Ausführungsformen bilden die inneren Schleifen und die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils im Wesentlichen eine Windung.
  • Ein Planartransformator, der das Planarwicklungsmodul der vorliegenden Erfindung verwendet, kann ein erstes Planarwicklungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung, ein zweites Planarwicklungsmodul, das über dem ersten Planarwicklungsmodul angeordnet ist, und einen Kern umfassen. Der Kern erstreckt sich senkrecht zu der Ebene der zwei Planarwicklungsmodule und durch den mittleren Abschnitt der zwei Wicklungsmodule. Das zweite Planarwicklungsmodul umfasst wenigstens eine Planarwicklung oder Planarwicklungsschicht. Der Planartransformator kann ferner ein Gehäuse umfassen, das den Kern und die Wicklungsabschnitte der zwei Planarwicklungsmodule umschließt.
  • Diese und weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden verständlich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt die Struktur eines Planartransformator mit einem Planarwicklungsmodul der vorliegenden Erfindung
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Planarwicklungsmoduls der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Verbindungsabschnitts von 2.
  • Ausführliche Beschreibung der vorliegenden Erfindung
  • Nachfolgend sind einige bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Es ist jedoch klar, dass die ausführliche Beschreibung lediglich beispielhaft bestimmte Aspekte der vorliegenden Erfindung zeigt, ohne dadurch den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung zu begrenzen.
  • 1 zeigt die Struktur eines Planartransformators, der ein Planarwicklungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst der Planartransformator 1 ein Planarwicklungsmodul 10 der vorliegenden Erfindung, zwei einschichtige, aus einer einzigen Windung gebildete Wicklungsschichten 21, 22, einen Kern 30 und eine Gehäuse 40, das aus einem oberen Gehäuse 41 und einem unteren Gehäuse 42 gebildet ist. Das Planarwicklungsmodul 10 ist zwischen den zwei Wicklungsschichten 21, 22 angeordnet und von diesen durch Isolierungsplatten 23, 24 isoliert. Das Planarwicklungsmodul 10, die zwei Wicklungsschichten 21, 22 und die Isolierungsplatten 23, 24 weisen jeweils in einem mittleren Abschnitt ein Durchgangsloch auf. Der Kern 30 erstreckt sich senkrecht zu den Ebenen des Planarwicklungsmoduls 10, der zwei Wicklungsschichten 21, 22 und der Isolierungsplatten 23, 24 sowie durch das Durchgangsloch. Zwei Kontaktierungselemente 11, 12 stehen von dem Planarwicklungsmodul 10 nach außen ab. Die zwei Wicklungsschichten 21, 22 sind in Reihe geschaltet und stehen so ab, dass sie Kontaktierungselemente 25 und 26 bilden. Die Kontaktierungselemente 11, 12 des Planarwicklungsmoduls 10 sind auf einer Seite des Transformators 1 angeordnet, die der Seite, auf der die zwei Kontaktierungselemente 25, 26 der zwei Wicklungsschichten 21, 22 angeordnet sind, gegenüberliegt. Die Anordnung ist jedoch technisch nicht auf die hier beschriebene beschränkt. Ein Kontaktierungselement 11 oder 12 oder beide Kontaktierungselemente 11, 12 können auf der Seite angeordnet sein, auf der ein Kontaktierungselement 25 oder 26 oder beide Kontaktierungselemente 25, 26 angeordnet sind. Diese Elemente werden zusammengebaut, um einen Planartransformator 1 zu bilden.
  • In dem Transformator 1 umschließen das obere Gehäuse 41 und das untere Gehäuse 42 den Kern 30, die Wicklungsabschnitte des Planarwicklungsmoduls 10 und die Wicklungsschichte 21, 22. Das Gehäuse 40 schützt nicht nur den Transformator 1, sondern hat darüber hinaus eine EMR(electromagnetic radiation = elektromagnetische Strahlung)-Abschirmungsfunktion. Das Kontaktierungselement 11 des Planarwicklungsmoduls 10 und die Kontaktierungselemente 25, 26 der Wicklungsschichten 21, 22 bilden jeweils ein Löt-Kontaktierungselement, so dass der Planartransformator 1 mit Hilfe der Oberflächenmontagetechnik (SMT) auf einer Leiterplatte befestigt werden kann.
  • In den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind das Planarwicklungsmodul 10 und die Wicklungsschichten 21, 22 aus Materialien mit hoher Leitfähigkeit hergestellt. Geeignete Materialien umfassen alle Arten von Metallen und Legierungen wie etwa Kupfer, Silber, Messing etc. Die zwei Wicklungsschichten 21, 22 können jede Form einer Planarwicklung haben oder von jedem Typ einer Planarwicklung sein, wie zum Beispiel jene, die in den oben zitierten Druckschriften offenbart sind. Natürlich kann eine oder können mehrere der zwei Wicklungsschichten 21, 22 ebenfalls ein Planarwicklungsmodul gemäß der vorliegenden Erfindung sein. Die Anzahl der Planarwicklungsmodule 10 und der Wicklungsschichten 21, 22 ist nicht auf das in 1 gezeigte Beispiel beschränkt. Ein Entwickler von Transformatoren kann diese je nach Notwendigkeit in bestimmten Anwendungen bestimmen. Ferner müssen die Wicklungen und Wicklungsschichten einander nicht vollständig überlappen. Eine Wicklung oder Wicklungsschicht kann gegenüber einer weiteren versetzt oder eingeschoben sein, wie es in der oben erwähnten DE 10 2012 003 365A1 offenbart ist.
  • Andererseits kann der Kern 30 jeder im Handel verfügbare Kern sein. Das Material, die Form und die Größe des Kerns 30 kann vom Fachmann auf dem Gebiet in Übereinstimmung mit entsprechenden Erfordernissen und Randbedingungen bestimmter Anwendungen bestimmt werden. Ferner ist das Gehäuse 40 für den Transformator nicht auf eine bestimmte Form beschränkt. Ein aus einem einstückigen Rohling oder durch Zusammenfügen von mehr als zwei Elementen gefertigtes Gehäuse kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Wenn erforderlich, kann entweder das obere Gehäuse oder das untere Gehäuse weggelassen werden. Es ist ferner möglich, mehr als eine oder nur eine Schicht des oberen Gehäuses und/oder des unteren Gehäuses zu verwenden. Diese Varianten stellen jedoch keine technische Beschränkung dar.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Planarwicklungsmoduls 10 der vorliegenden Erfindung. Das in 2 gezeigte Planarwicklungsmodul 10 umfasst eine erste Planarwicklung 13, eine zweite Planarwicklung 14 und einen Verbindungsabschnitt 15, der die erste Planarwicklung 13 mit der zweiten Planarwicklung 14 verbindet. Die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 sind in zwei benachbarten Ebenen in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet. In dieser Ausführungsform bilden die erste Planarwicklung 13, die zweite Planarwicklung 14 und der Verbindungsabschnitt 15 ein zusammenhängendes Materialstück, vorzugsweise aus einem Material hoher Leitfähigkeit. Geeignete Materialien umfassen alle Arten von Metallen und Legierungen wie etwa Kupfer, Silber, Messing etc. Jedoch stellt dies keine technische Beschränkung dar. Das zusammenhängende Stück, das die erste Planarwicklung 13, die zweite Planarwicklung 14 und den Verbindungsabschnitt 15 bildet, kann durch jede geeignete Fertigungstechnik hergestellt sein, einschließlich Beschichten, Niedrigtemperaturformgebung, Hochtemperaturformgebung, Schneiden, Pressen, Ätzen und weitere bekannte Metallverarbeitungstechnologien sowie jede Kombination davon.
  • Die erste Planarwicklung 13, die zweite Planarwicklung 14 und der Verbindungsabschnitt 15 können auch getrennt hergestellt werden. Zum Beispiel können die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 getrennt hergestellt und mit Hilfe des Verbindungsabschnitts 15 miteinander verbunden werden. In solchen Ausführungsformen kann der Verbindungsabschnitt 15 ein Schweißmaterial oder ein leitendes Klebematerial sein. Wenn ein solcher Ansatz verwendet wird, muss aufgepasst werden, dass gewährleistet ist, dass die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 durch den Verbindungsabschnitt 15 in Reihe geschaltet sind.
  • 2 zeigt ferner, dass die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 jeweils eine äußere Schleife 131 bzw. 141 und eine innere Schleife 132 bzw. 142 umfassen, die in einem vorbestimmten Abstand voneinander in Reihe geschaltet sind. Obwohl in dieser Ausführungsform jede Planarwicklung zwei Windungen umfasst, stellt dies keine technische Beschränkung dar. Es ist möglich, mehr als zwei Windungen in einer oder in beiden Planarwicklungen 13 und 14 zu verwenden. Insbesondere wird die Anzahl der Windungen durch Faktoren wie die Umwandlungsrate, die Windungsbreite, den Abstand zwischen benachbarten Windungen und/oder dem Durchmesser des Kerns 70 bestimmt. Ferner können auch die Breite, die Dicke und selbst die Form der Windungen an Bedingungen einer jeweiligen Anwendung angepasst werden. Allgemein sind die Wicklungen vorzugsweise in planaren Windungen geformt, um Material zu sparen und die Herstellung der Windungen zu vereinfachen.
  • In der in 2 gezeigten Ausführungsform verbindet der Verbindungsabschnitt 15 die inneren Schleifen 132, 142 der zwei Planarwicklungen 13 bzw. 14 so, dass sich alle Windungen der zwei Planarwicklungen 13, 14 in die gleiche Richtung erstrecken können. 3 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Verbindungsabschnitts 15. Wie es in 3 gezeigt ist, verbindet der Verbindungsabschnitt 15 die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 unter Ausbildung einer Stufe miteinander. Das heißt, die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 sind in Reihe geschaltet sind, in zwei benachbarten Ebenen beabstandet zueinander angeordnet. Natürlich ist die Form des Verbindungsabschnitts 15 nicht auf das in 3 gezeigte Beispiel beschränkt. Zum Beispiel kann der Verbindungsabschnitt 15 geneigt sein, so dass die erste Planarwicklung 13 und die zweite Planarwicklung 14 in zwei benachbarten Ebenen beabstandet zueinander angeordnet. Wenn der Verbindungsabschnitt 15 ein Schweißmaterial oder ein leitendes Klebematerial ist, ist die Form des Verbindungsabschnitts 15 eine Schweißschicht oder eine Klebeschicht, die die erste Planarwicklung 13 mit der zweiten Planarwicklung 14 beabstandet zueinander in Reihe geschaltet verbindet.
  • An den äußeren Schleifen 131, 141 der zwei Planarwicklungen 13 bzw. 14, an den von ihren inneren Schleifen 132 bzw. 142 entfernten Enden, ragen die Wicklungen hervor, um die Kontaktierungselemente 11 bzw. 12 zu bilden. Die Kontaktierungselemente 11, 12 können ferner gebogen werden, um Bonding-Kontaktierungselemente zur Verwendung in dem SMT-Prozess zu bilden. Ferner kann sich eine oder können sich mehrere der Kontaktierungselemente 11, 12 in Querrichtung erstrecken, um große Bonding-Kontaktierungselemente zu bilden und so eine Sicherungs- und/oder Wärmeabführfunktion zu übernehmen. In den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist jedes Kontaktierungselement 11, 12 an einer der Positionen angeordnet, an der sich die Bonding-Kontaktierungselemente der Standard-Oberflächenmontagevorrichtung (SMD) befinden.
  • In 2 sind sowohl die erste Planarwicklung 13 als auch die zweite Planarwicklung 14 kreisförmige Spiralen, d. h. sie besitzen einen kreisförmigen Umriss. Ein solches Design liefert eine relativ höhere Umwandlungseffizienz. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf spiralförmige oder kreisförmige Windungen beschränkt. Andere Windungsformen wie etwa rechteckige oder polygonale Spiralen, die herkömmlichen verwendet werden, können in der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet werden. In den in 2 gezeigten Windungen bilden die inneren Schleifen 132, 142 und die äußeren Schleifen 131, 141 der ersten bzw. der zweiten Planarwicklung 13 bzw. 14 jeweils im Wesentlichen eine Windung. Ein solches Design gewährleistet den maximalen Wicklungswinkel der Windungen. Natürlich stellt dies keine technische Beschränkung dar. In anderen Ausführungsformen bilden die erste und die zweite Wicklungsschicht jeweils eine nicht kreisförmige Spirale wie etwa eine polygonale Spirale. In solchen Ausführungsformen bilden die inneren Schleifen 132, 142 und die äußeren Schleifen 131, 141 der ersten bzw. der zweiten Planarwicklung 13 bzw. 14 jeweils im Wesentlichen eine Windung, um so maximale Wicklungswinkel zu erhalten.
  • In der Ausführungsform von 2 umfasst das Planarwicklungsmodul 10 ferner eine Isolierungsplatte 18, die zwischen der ersten Planarwicklung 13 und der zweiten Planarwicklung 14 angeordnet ist, um die zwei Planarwicklungen 13, 14 voneinander zu isolieren. Jedes im Handel erhältliche Isolierungsmaterial kann zur Herstellung der Isolierungsplatte 18 verwendet werden, solange das Material leicht herzustellen ist und eine akzeptable Isolierungswirkung erzielt. Die Isolierungsplatte 18 ist vorzugsweise dünn, sollte aber eine ausreichende Dicke besitzen, um seine Isolierungswirkung zu gewährleisten. Eine Aussparung 181 ist so in der Isolierungsplatte 18 ausgebildet, dass der Verbindungsabschnitt 15 in die Aussparung 181 einführbar ist, um ein stabiles Planarwicklungsmodul 10 zu bilden. Die Aussparung 181 kann sich zu einer von der Anwendung bestimmten Position des Verbindungsabschnitts 15 entsprechenden Tiefe erstrecken. Jedoch erstreckt sich die Aussparung 181 vorzugsweise nicht bis zu dem Loch 182 in der Mitte der Isolierungsplatte 18.
  • Wenn erforderlich können Klebemittel auf eine Oberfläche oder auf beide Oberflächen der Isolierungsplatte 18 aufgebracht werden, um die erste Planarwicklung 13 und/oder die zweite Planarwicklung 14 sicher mit der Isolierungsplatte 18 zu verbinden. Ferner kann, wenn es gewünscht ist, eine Isolierungsschicht (nicht gezeigt) auf die Wicklungsoberfläche der ersten Planarwicklung 13 und/oder der zweiten Planarwicklung 14 aufgebracht werden, um so die Isolierung der Wicklungen zu verstärken.
  • In zusammengebautem Zustand überlappen sich die Wicklungen des Planarwicklungsmoduls 10 vorzugsweise mit den Wicklungsschichten 21, 22 (1). Natürlich ist eine Anordnung möglich, in der Wicklungen der primären Windung gegenüber denjenigen der sekundären Windung versetzt oder dazwischen angeordnet sind.
  • Wie es oben beschrieben ist, stellt die vorliegende Erfindung eine neue Struktur für das Planarwicklungsmodul bereit. Das Planarwicklungsmodul hat eine mehrschichtige, aus mehreren Windungen gebildete Struktur und bietet einen großen Spielraum bei der Auslegung des Planarwicklungsmoduls. Die Wicklungen des Planarwicklungsmoduls können aus einem einzigen Rohling und sind leicht herzustellen und zusammenzubauen. Keine Leiterplatine wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Planarwicklungsmoduls verwendet. Die Dicke des Planartransformators ist somit stark verringert. Ferner ist der in dem Modul erzeugte Widerstand verringert und die Leistung somit verbessert, da ein mehrschichtiges, aus mehreren Windungen gebildetes Planarwicklungsmodul als ein einziges Materialstück gefertigt werden kann.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • TW 387981 [0003]
    • TW 357086 [0004]
    • CN 103081044 A [0005]
    • EP 2602801 A1 [0006]
    • DE 102012003365 A1 [0007, 0030]
    • EP 2637183 A2 [0008]
    • US 2013/278371 A1 [0009]
    • WO 0070926 A1 [0010]

Claims (21)

  1. Planarwicklungsmodul mit einer ersten Planarwicklung, einer zweiten Planarwicklung und einem Verbindungsabschnitt, um die erste und die zweite Planarwicklung in Reihe geschaltet zu verbinden; wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine äußere Schleife und eine innere Schleife umfassen, die in einem ersten Abstand voneinander in Reihe geschaltet sind, wobei die inneren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung durch den Verbindungsabschnitt verbunden sind; wobei die erste und die zweite Planarwicklung in zwei benachbarten Ebenen und in einem zweiten Abstand voneinander angeordnet sind; und wobei die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils einen von der inneren Windung entfernten äußeren Abschnitt aufweisen, wobei die äußeren Abschnitte so abstehen, dass sie jeweils ein Kontaktierungselement bilden.
  2. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsabschnitt aus einem anderen leitenden Material als dem Material für die erste Planarwicklung und die zweite Planarwicklung hergestellt ist.
  3. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 1, das ferner eine Isolierungsplatte umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten Wicklung angeordnet ist.
  4. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 3, wobei die Isolierungsplatte eine Aussparung umfasst, die mit dem Verbindungsabschnitt in Eingriff gebracht werden kann.
  5. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 1, wobei die erste Planarwicklung, die zweite Planarwicklung und der Verbindungsabschnitt aus einem einzigen zusammenhängenden Rohling hergestellt sind.
  6. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsabschnitt aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Schweißmaterial und ein Klebematerial und ein leitendes Material umfasst.
  7. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine kreisförmige Spirale bilden.
  8. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 7, wobei die inneren Schleifen und die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils im Wesentlichen eine Windung bilden.
  9. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine polygonale Spirale bilden.
  10. Planarwicklungsmodul nach Anspruch 9, wobei die inneren Schleifen und die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils im Wesentlichen eine Windung bilden.
  11. Planartransformator mit einem ersten Planarwicklungsmodul, einem zweiten Planarwicklungsmodul, das auf das erste Planarwicklungsmodul gestapelt ist, und einem Kern, – wobei das erste Planarwicklungsmodul eine erste Planarwicklung, eine zweite Planarwicklung und einen Verbindungsabschnitt, um die erste und die zweite Planarwicklung in Reihe geschaltet zu verbinden, umfasst; – wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine äußere Schleife und eine innere Schleife umfassen, die in einem ersten Abstand voneinander in Reihe geschaltet sind, wobei die inneren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung durch den Verbindungsabschnitt verbunden sind; – wobei die erste und die zweite Planarwicklung in zwei benachbarten Ebenen und in einem zweiten Abstand voneinander angeordnet sind; und – wobei die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils einen von der inneren Windung entfernten äußeren Abschnitt aufweisen, wobei die äußeren Abschnitte so abstehen, dass sie jeweils ein Kontaktierungselement bilden; – wobei das zweite Planarwicklungsmodul wenigstens eine Planarwicklung umfasst; und – wobei sich der Kern senkrecht zu der Ebene der zwei Planarwicklungsmodule und durch den mittleren Abschnitt der zwei Wicklungsmodule erstreckt.
  12. Planartransformator nach Anspruch 11, der ferner ein Gehäuse umfasst, das den Kern und die Wicklungsabschnitte der zwei Planarwicklungsmodule umschließt.
  13. Planartransformator nach Anspruch 11, wobei der Verbindungsabschnitt aus einem anderen leitenden Material als dem Material für die erste Planarwicklung und die zweite Planarwicklung hergestellt ist.
  14. Planartransformator nach Anspruch 11, wobei das erste Planarwicklungsmodul ferner eine Isolierungsplatte umfasst, die zwischen der ersten und der zweiten Wicklung angeordnet ist.
  15. Planartransformator nach Anspruch 14, wobei die Isolierungsplatte eine Aussparung umfasst, die mit dem Verbindungsabschnitt in Eingriff gebracht werden kann.
  16. Planartransformator nach Anspruch 11, wobei die erste Planarwicklung, die zweite Planarwicklung und der Verbindungsabschnitt aus einem einzigen zusammenhängenden Rohling hergestellt sind.
  17. Planartransformator nach Anspruch 11, wobei der Verbindungsabschnitt aus einer Gruppe ausgewählt ist, die ein Schweißmaterial und ei Klebematerial und ein leitendes Material umfasst.
  18. Planartransformator nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine kreisförmige Spirale bilden.
  19. Planartransformator nach Anspruch 18, wobei die inneren Schleifen und die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils im Wesentlichen eine Windung bilden.
  20. Planartransformator nach Anspruch 11, wobei die erste und die zweite Wicklung jeweils eine polygonale Spirale bilden.
  21. Planartransformator nach Anspruch 20, wobei die inneren Schleifen und die äußeren Schleifen der ersten und der zweiten Planarwicklung jeweils im Wesentlichen eine Windung bilden.
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