DE60224283T2 - Leistungswandler - Google Patents

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    • H05K2201/1003Non-printed inductor

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Leistungswandler, insbesondere Leistungsfaktorregler oder kontinuierliche Modus-Spannungserhöhungsvorregler. Die Anwendungen solcher Geräteeinheiten umfassen Stromversorgungen für PABXs, Basisstationen, Server, Schweißvorrichtungen, industrielles Drucken, industrielles Photokopieren und allgemeine industrielle Einrichtungen, UPS-Leistungsfaktorkorrektur und Batterieladegeräte.
  • Solche Einheiten kombinieren im allgemeinen einen Transformator mit einem elektronischen Steuerstromkreis und elektronischen Leistungskomponenten. Der Kern solcher Einheiten ist eine durch einen Steuer- und Schaltkreis geregelte "Spannungserhöhungs"-Induktionsspule, um eine Eingabe-Gleichstromspannung auf eine höhere Ausgabe-Gleichstromspannung zu erhöhen, wobei die Eingabe-Gleichstromspannung üblicherweise durch einen Gleichrichter aus einer Wechselstromquelle erzeugt wird.
  • Beim Ausgestalten solcher Geräteeinheiten ist es wünschenswert, die Zahl der Komponenten, die erforderlich sind, um eine aktive Leistungsfaktorkorrektur in einer Wechselstrom(AC)/Gleichstrom(DC)- oder einer Wechselstrom(AC)/Wechselstrom(AC)-geschalteten Modus-Stromversorgung zu erzielen, zu minimieren. Es ist außerdem wünschenswert, die Emission von und die Suszeptibilität gegenüber elektromagnetischer Strahlung zu minimieren.
  • Eine weitere Überlegung ist es, dass solche Einheiten oft von Herstellern von solchen Produkten, wie sie vorstehend aufgelistet wurden, gekauft werden. Die Hersteller der Geräteeinheiten müssen deshalb nicht nur ein einziges Muster, sondern eine Kollektion von Mustern mit insbesondere verschiedenen Energieniveaus bereitstellen.
  • Das Dokument JP 11238410 A des Standes der Technik beschreibt eine Leistungswandlereinheit, die eine Leiterplatte, einen auf einer Seite der Platte montierten Transformator, wobei der Transformator mit seiner Öffnung senkrecht zur Platte montiert ist, und einen auf der anderen Seite der Platte montierten Steuerstromkreis umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Leistungsfaktorregelereinheit, wie im Anspruch 1 definiert, bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Komponenten, die eine übermäßige elektromagnetische Interferenz bilden würden (z. B. Halbleiter), sind vorzugsweise ausgeschlossen.
  • Die vorliegende Ausführung stellt somit einen Modul oder Baustein bereit, der eine konstante Anschlussfläche beibehält, wenn das Leistungsniveau steigt; nur die Höhe des Moduls verändert sich, wenn die Leistung erhöht wird. Wenn ein PSU-Konstrukteur es wünscht, den Modul in höheren Stromversorgungen zu verwenden, dann ist die einzige Dimension des Moduls, die sich ändern wird, seine Höhe. Der Modul weist eine fixierte Anschlussfläche auf, die Konstrukteure an alle ihre verschiedenen Stromversorgungseinrichtungen "anschließen" können, und verleihen ihnen Flexibilität, um dann die optimale Lokalisierung dieser anderen Komponenten beim endgültigen Ausgestalten ihres Musters auszuwählen.
  • Obwohl der Steuerstromkreis Komponenten ausschließt, die eine Größenveränderung für verschiedene Leistungshöhen erfordern, gibt es einige wenige andere Beschränkungen. Vorzugsweise stellt er deshalb auch eine Vielzahl zusätzlicher Funktionen bereit, einschließlich der folgenden Merkmale:
    eine synchronisierende Eingabe, um die Synchronisation an einen externen Schaltkreis zu ermöglichen;
    eine Inhibierungs/Abschalt-Eingabe, um extern angeschlossenen Schaltungen das Abschalten des Moduls zu ermöglichen;
    eine Spannungseinstell-Eingabe zum Umgehen der internen Schaltungen bei der Steuerung der Ausgangsspannung;
    eine Gleichstrom-Hilfszufuhr zum Aufstarten angeschlossener Schaltungen.
  • Diese zusätzlichen Funktionen, wie z. B. Sync und Vaux, vereinfachen das Verfahren des Einbaus der vorliegenden Geräteeinheit in existierende Nicht-Leistungsfaktor-regulierte Stromversorgungen.
  • Der Modul kann an eine externe Induktionsspule gekoppelt sein, die über Leistung ein/Leistung aus verbunden ist, um Ausgangsleistung zu erhöhen, einen externen Brückengleichrichter, der mit der Eingangsleistung verbunden ist, um es der Geräteeinheit zu ermöglichen, eine Wechselstromspannung zu akzeptieren, und an eine externe Totempfahl-Transistor-Konfiguration gekoppelt sein, um größere Mofets anzutreiben. Es ist leicht, die vorliegende Einheit in größere Systeme einzubauen, und das Zugeben einiger externer Komponenten ergibt ein vollständig funktionelles Leistungsfaktor-korrigiertes vorderes Ende.
  • Vorzugsweise trägt ein wesentlicher Teil der Transformatorseite der Platte einen Schirmleiter, um die Wirkung einer durch den Transformator emittierten elektromagnetischen Strahlung abzuschwächen.
  • Zusätzlich zu einer Abschirmung, die auf dem PCB zwischen dem Transformator und dem Steuerstromkreis vorgesehen sein kann, ist es wünschenswert, den Transformator so auszugestalten, um seine inhärente Emission ausgestrahlter elektromagnetischer Interferenz zu minimieren.
  • Gemäß einem anderen erfindungsgemäßen Aspekt wird ein Transformator für eine Leistungswandlereinheit bereitgestellt, in dem die Verbindungen zwischen den elektrischen Wicklungen solche sind, dass die Hochfrequenz/Hochspannungswicklung(en) innerhalb der Niederfrequenz/Niederspannungswicklung(en) liegen. Die Wirkung davon ist es, dass die äußeren Wicklungen als Faraday-Abschirmung für eine elektromagnetische Interferenz wirken.
  • Vorzugsweise sind die Wicklungen in Reihe geschaltet. Vorzugsweise wird auch das durch die Induktionsspule erzeugte externe elektrische Feld durch Verbinden der innerseitigen Wicklung (die Hochspannungs-/Hochfrequenzwicklung) mit dem Drain-Anschluss des Spannungserhöhungs-Mosfet der umgebenden Schaltungen reduziert.
  • Es wird nun mittels eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Stromversorgungseinheit, die die Erfindung verkörpert, beschrieben, wobei in den Zeichnungen bedeuten:
  • 1 ein Stromkreisdiagramm eines typischen Leistungsstufen-Stromkreises;
  • 2 ein Stromdiagramm des Steuerstromkreises;
  • 3A und 3B zeigen die Leiterplatte (PCB);
  • 4 eine rohe perspektivische Ansicht der Einheit; und
  • 5 ein Diagramm der Transformatorwicklungen.
  • Die vorliegende Einheit ist ein Leistungsfaktorregler mit integrierter Spannungserhöhungs-Drossel (Transformator). Ein Kombinieren dieser Komponente mit einem externen Brückengleichrichter, Mosfet, Diode, Elektrolytkondensator und Stromsinn-Widerstand ergibt eine Stromversorgung, bei der eine AC-Eingabe (90 bis 270 V AC) und eine DC-Ausgabe (385 bis 405 V DC) erhältlich ist. Diese Stromversorgung zeigt einen Leistungsfaktor von nahe 1, d. h., Eingabespannung und Strom werden in Phase und sinusoidal sein. 1 zeigt einen typischen Leistungsstufenstromkreis, in dem die vorliegende Steuereinheit verwendet werden kann. Dieser Leistungsstufenstromkreis umfasst eine Brücke BR, eine Einschalt-Diode D101, eine Diode D102, einen Schalttransistor Q101, einen Stromsinn-Widerstand R101 und einen Kondensator C101. Dieser Stromkreis bildet zusammen mit dem in 2 dargestellten Stromkreis 100 eine AC-zu-DC-Stromversorgung, in der der Leistungsfaktor fast eins ist, d. h., Vac und Iac sind in Phase und sinusoidal. Der Stromkreis 100 vergleicht die Spannungen bei +Vsense, Isense und Vin, und regelt Q101 so, dass der in die Stromversorgung Iac eingeführte Strom ein mit Vac in Phase befindlicher sinusoidaler Wechselstrom ist. Vaux wird bereitgestellt, um, wenn gewünscht, einen externen Gleichstrom(DC)-Stromkreis zu versorgen. Ena wird bereitgestellt, um ein Ausschalten/Einschalten des Stromkreises aus einer entfernten Position zu ermöglichen. Sync wird bereitgestellt, um es zu ermöglichen, dass die Schaltrate von Q101 mit einer externen Frequenz synchronisiert werden kann.
  • Die Struktur des Moduls umfasst einen C-Kern-Transformator an der Oberseite einer Leiterplatte. Der Modul schließt spezifische Komponenten aus, die eine Änderung der Anschlussfläche (Länge und Breite) erfordern würden, wenn das Leistungsniveau erhöht wird. 4 zeigt die allgemeine Struktur der Einheit in vereinfachter Form. Ein Transformator 10 ist an der Oberseite einer PCB 11 montiert, die einen Steuerstromkreis 12 (in der Zeichnung nicht sichtbar) aufweist, die an ihrer anderen Seite montiert ist. Der Transformator weist zwei Spulen 13 und 14 auf, die seine Wicklungen tragen, und einen Kern 15, der aus zwei C-förmigen Elementen ausgebildet ist. Die Öffnung durch den Kern beträgt 12 × 42 mm, und die Dicke des Kernmaterials beträgt 12 mm. Die Öffnung ist senkrecht zur Platte 10 orientiert, und die Höhe des Kerns beträgt, abhängig von der Nennleistung der Einheit (zwischen 1 bis 3 kW), zwischen 8 und 20 mm. (Alle Dimensionen sind natürlich approximativ.)
  • 3A zeigt die Transformatorseite der PCB 11, und 3B zeigt die Seite des Steuerstromkreises. Die Transformatoranschlüsse sind an die zwei horizontalen Reihen 17 der nahe der oberen und unteren Kanten der Platte befindlichen Anschlüsse angeschlossen. Die große dunkle Fläche 16 auf der Transformatorseite der Platte bedeckt einen wesentlichen Teil der Platte und bildet einen Schirm zwischen dem Transformator und dem Stromkreis auf der anderen Seite der Platte. Im übrigen sind die Details des Platten-Layouts weitgehend konventionell.
  • Der vorliegende Transformatorkern ist so ausgestaltet, um das Oberflächen/Volumen-Verhältnis zu maximieren. Das Volumen des Transformatorkerns bildet Verluste, die wieder verursachen, dass die Temperatur des Kerns ansteigt (die Temperaturerhöhung ist proportional zu den gebildeten Verlusten, dividiert durch die Oberfläche). Durch Maximieren des Oberflächen/Volumen-Verhältnisses kann so ein geringerer Temperaturanstieg erreicht werden. Das zu lösende Problem ist es, die Menge der Leistung, die vom Transformator erhalten werden kann (die durch die Oberfläche des Transformatorkerns beschränkt ist), zu erhöhen. Dies wird erreicht, indem man einen flacheren Transformator ausbildet, wodurch die Fläche für ein gegebenes Gewicht und Volumen des Transformatorkerns erhöht wird. Der vorliegende Transformator erreicht mit einem Kern von 110 g im Vergleich zu dem von anderen Versorgungen verwendeten 150 g Eisen einen Leistungsdurchsatz von 1500 W. Dies ermöglicht die Verwendung kleinerer Komponenten, die auf eine Anschlussfläche passen, die die gleiche Länge und Breite der Kerndimensionen aufweist. Die vorliegende Wicklungsanordnung reduziert durch die Länge des um den Eisenkern gewickelten Kupferdrahts auch Verluste.
  • Der Transformator besteht aus in Serie geschalteten Wicklungen. Ein Ende der Transformatorwicklungen ist mit der 50/60 Hz-gleichgerichteten AC-Spannung (Peak-Wert der Spannung = 400 V) verbunden; das andere Ende der Wicklung ist extern mit dem Drain eines Mosfets verbunden, der mit einer Frequenz von 45 bis 50 kHz ein- und ausgeschaltet wird. Die Spannung dieses Transformatorwicklungsendes ändert sich sehr rasch zwischen +400 und 0 V. Diese Kombination von hoher Spannung und hoher Frequenz bildet ein elektromagnetisches Feld aus. Um dies zu minimieren, sind die Transformatorwicklungen in Schichten gewickelt, die das Hochspannungs-/Hochfrequenz-Ende als innerste Schicht halten, wodurch die Niederspannung/Niederfrequenz-Wicklung als Faraday-Abschirmung wirkt, um das ausgestrahlte elektromagnetische Feld zu verringern.
  • 5 ist ein Diagramm der Transformatorwicklungen. Diese liegen in Form von zwei identischen Spulen 13 und 14 vor, von denen jede fünf Wicklungen enthält. In jeder Spule sind jedoch zwei Wicklungspaare parallel verbunden, wodurch nur drei Wicklungen pro Spule effektiv sind 20, 21 und 22 für Spule 13 und 20A, 21A und 22A für Spule 14. In Spule 13 ist die Wicklung 22 die äußerste, die Wicklung 21 die mittlere und die Wicklung 20 die innerste, in Spule 14 ist die Wicklung 22A die äußerste, die Wicklung 21A die mittlere und die Wicklung 20A die innerste. Ferner sind die Wicklungen 21A, 21, 20 und 20A in Reihe geschaltet, wie dies durch die Spuren 23 auf der PCB dargestellt ist. Die Wicklung 21A ist mit dem Vin-Signal verbunden, und die Wicklung 20A mit dem Vout-Signal. Das Vout-Signal, das mit hoher Spannung und hoher Frequenz ist, wird zu den innersten Wicklungen 20A und 20 geführt, die durch die mittleren Wicklungen 21A und 21 abgeschirmt sind. Die Wicklungen 22 und 22A bewirken ebenfalls eine Abschirmfunktion und werden von dem in 2 dargestellten Steuerstromkreis verwendet.
  • Die vorliegende Geräteeinheit weist die folgende unikale Kombination von funktionellen Verbindungen auf:
    Strom/Leistung Ein (VIN)
    Strom/Leistung Aus (VOUT)
    Spannungssinn Ein (+VSENSE)
    Spannungssinn Aus (–VSENSE)
    Stromsinn (ISENSE)
    Gateantrieb Ein (+GTDRV)
    Gateantrieb Aus (–GTDRV)
    Gleichstrom-Hilfszufuhr (VAUX)
    Hochfrequenz-Synchronisationsverbindung (SYNC)
    Inhibieren/Abschalten (ENA)
    Vout-Einstellung (VADJ)
  • 2 zeigt den Steuerstromkreis 101. Dieser besteht aus einem Anfahr-Stromkreis, Gleichstromspannung-Hilfsstromkreis, Vac-Sinn-Stromkreis, Vdc-Sinn-Stromkreis, Iac-Sinn-Stromkreis, Mosfet-Antriebsstromkreis, Bereitstell-Stromkreis und Sync-Stromkreis. Diese Funktionen können alle durch den Stromkreis, der Längen- und Breiten-unabhängig ist, d. h., dessen Dimensionen nicht vom Leistungsniveau der Einheit abhängig sind, durchgeführt werden.
  • Der Anfahr-Stromkreis ist ein Durchflußtransistor-Stromkreis, der R20, R22, R23, Q1, D5, C16, Q2 und R21 umfasst. Wenn eine in voller Welle gleichgerichtete Spannung an den Knoten von R20 und R22 angelegt wird, schaltet sich Q1 ein, D5 leitet und C16 lädt. Wenn C16 über die zum Starten des integrierten Stromkreises U1 erforderliche Schwellenspannung lädt, wird U1 +Vsense, –Vsense, CS und Vrms vergleichen und wird den Antriebsstromkreis für die externen Mosfet-Gate-Antriebssignale Gtdrv+ und Gtdrv– starten. Sobald Mosfet Q101 einzuschalten und auszuschalten beginnt, wird Hochfrequenz-Wechselstrom in die Primärspule des Transformators fließen. Dieser primäre Wechselstrom wird eine Spannung über die zweite Spule des Transformators (UN, LIA) induzieren. Sobald der externe Mosfet zu schalten beginnt, wird der Anfahr-Stromkreis überflüssig. Die Einheit wird durch die zwei Quellen Vstartup und VAUX versorgt, die durch die Dioden D4 und D3 logisch ORed-geschaltet werden.
  • Die Hilfsantrieb-Stromkreiskomponenten sind D1, D2, C7, C2, ZD2, R29, Q3, C1, C3 und C6. Sie erzeugen eine Gleichstrom(DC)spannung, die etwa gleich ist der Zener-Spannung von ZD2 am Emitter von Q3. Wenn diese Spannung die Nennspannung von ZD1 übersteigt, schaltet sich Q2 an und verursacht, dass sich Q1 abschaltet, wodurch eine Belastung an die Komponenten R23, R22, R20 und Q1 eliminiert wird.
  • Die Höhe der gleichgerichteten Leitungsspannung wird unter Verwendung von U1, R17, R18, C15, R15, R13 und C12 gemessen. Die Gleichstrom(DC)-Ausgabespannung wird über einen aus R9, R8, R19, R24 und R25 bestehenden Spannungsteiler abgefühlt und mit einer internen Bezugsspannung innerhalb von U1 mittels eines innerhalb von U1 befindlichen Spannungsmessverstärkers verglichen. Die Amplituden- und Frequenzzunahme des Spannungsmessverstärkers wird durch R16 und C14 festgesetzt. Die gewünschte Eingabestrom-Wellenform wird von der Eingabespannung durch R12, R10, R21 und U1 (Pin 6) gemessen. Die Eingabespannung wird wie oben angegeben gemessen und in U1 intern umgeformt. Die Gleichstrom(DC)-Ausgabespannung, der gewünschte Eingabestrom und die Wechselstrom(AC)-Eingabespannung werden verglichen, und der interne Stromkreis innerhalb von U1 entscheidet über die Pulsbreitenmodulation des Mosfet Q101. Diese Pulsbreitenmodulationssequenz zwingt den Strom durch die Primärspule des Transformators, um eine vollständig Wellen-gleichgerichtete Sinuswelle in Phase mit der vollständig Wellen-gleichgerichteten Eingabespannung zu sein.
  • Die vorliegende Ausgestaltung ist eine kompakte Lösung, die eine hohe Leistungsdichte (> 0,3 W mm2), eine hohe Effizienz (> 96%) einen hohen Leistungsfaktor (> 99%), eine niedrige harmonische Verzerrung (< 5%), gute Leitungs- und Belastungsregulierung (beide < 5%) und geringe EMI bereitstellt. Zusätzlich stellt sie eine Wechselstrom-Hilfsspannung, eine Spannung zum Antrieb eines stromabwärtigen Wandlers, einen Sync-Pin zur Verringerung von Überlagerungsfrequenzen und einen umfassenden Bereich von Leistungshöhen bereit und entspricht den zutreffenden Standards. Messungen an einer mit einer Einschaltfrequenz von ca. 50 kHz und einer Leistungshöhe von etwas über 1 kW betriebenen Einheit mit einer Eingabespannung von 180 V und einer Ausgabespannung von 375 V ergaben eine Effizienz von 97 bis 98%, eine Magnetkern temperatur von weniger als 100°C und eine Steuerplattentemperatur von ca. 70°C (bei einer Umgebungstemperatur von 25°C). Die Spalte zwischen den Kernen betrug 0,8 mm, was eine Induktanz von 400 μH bei 12,8 A ergibt.
  • Zusammenfassend wird eine Leistungswandlereinheit bereitgestellt, die umfasst einen Transformator 10, der an einer Seite einer PCB 11 montiert ist, wobei der Steuerstromkreis sich auf der anderen Seite der PCB befindet. Der Stromkreis schließt irgendwelche Komponenten aus, die für verschiedene Nennleistungen eine Größenveränderung erfordern, oder die eine übermäßige Strahlung emittieren oder dafür empfindlich sind; solche Komponenten müssen der Einheit extern zugefügt werden. Der Transformator ist mit seiner Öffnung senkrecht zur PCB montiert, wodurch die Einheit unabhängig von ihrem Leistungsniveau eine fixierte Anschlussfläche aufweist; nur ihre Höhe variiert mit dem Leistungsniveau. Der Transformator ist mit Hochspannungs-/Hochfrequenz-Wicklungen innerhalb der anderen Wicklungen versehen, die als Abschirmung gegenüber Strahlung aus den ersteren Wicklungen wirken. Die PCB enthält auch eine Faraday-Abschirmung.
  • Es ist verständlich, dass die Erfindung nicht auf die beschriebenen spezifischen Einzelheiten beschränkt ist, die nur beispielhaft angegeben werden, und es sind verschiedene Modifikationen und Veränderungen möglich, ohne den Rahmen der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Claims (7)

  1. Leistungsfaktorreglereinheit, umfassend eine Leiterplatte (11), einen an einer Seite der Platte montierten Transformator (10), wobei der Transformator mit seiner Öffnung senkrecht zu der Platte montiert ist, und einen an der anderen Seite der Platte montierten Steuerstromkreis (12), wobei die Schaltungen des Steuerstromkreises Komponenten ausschließen, deren Größe von der Nennleistung der Einheit abhängig ist, d. h. eine Größenveränderung für verschiedene Leistungshöhen erfordert, und die Leistungsfaktorreglereinheit eine konstante Anschlussfläche beibehält, wobei sich bei zunehmenden Leistungshöhen nur die Höhe der Leistungsfaktorreglereinheit ändert.
  2. Leistungsfaktorreglereinheit nach Anspruch 1, die mindestens einige der folgenden Funktionen bereitstellt: Strom/Leistung Ein (VIN) Strom/Leistung Aus (VOUT) Spannungssinn Ein (+VSENSE) Spannungssinn Aus (-VSENSE) Stromsinn (ISENSE) Gateantrieb Ein (+GTDRV) Gateantrieb Aus (–GTDRV) Wechselstrom-Hilfszufuhr (VAUX) zum Aufstarten angeschlossener Schaltungen Hochfrequenz-Synchronisationsverbindung (SYNC), um die Synchronisation zu einem externen Schaltkreis zuzulassen Verhindern/Abschalt(ENA)-Abschalteingabe, um extern angeschlossenen Schaltungen das Abschalten des Moduls zu gestatten Vout-Einstell(VADJ)-Eingabe zum Umgehen der internen Schaltungen bei der Steuerung der Ausgangsspannung.
  3. Leistungsfaktorreglereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein wesentlicher Teil der Transformatorseite der Platte einen Schirmleiter (16) trägt.
  4. Leistungsfaktorreglereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindungen zwischen den elektrischen Wicklungen des Transformators (10) so sind, dass die Hochfrequenz-/Hochspannungswicklungen (20, 20A) sich innerhalb der Niederfrequenz-/Niederspannungswicklungen (21, 21A, 22, 22A) befinden.
  5. Leistungsfaktorreglereinheit nach Anspruch 4, wobei die Wicklungen in Reihe geschaltet sind.
  6. Leistungsfaktorreglereinheit nach Anspruch 4 oder 5, wobei die innere Wicklung, die die Hochspannungs-/Hochfrequenzwicklung des Transformators ist, an den Drain-Anschluss des Spannungserhöhungs-MOSFETs der umgebenden Schaltungen angeschlossen ist.
  7. Satz von Leistungsfaktorreglereinheiten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit verschiedenen Nennleistungen, wobei die Leiterplatten und Schaltkreise im Wesentlichen identisch sind und die Transformatoren unterschiedliche Höhen aufweisen.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7996987B2 (en) * 2006-10-17 2011-08-16 Broadcom Corporation Single footprint family of integrated power modules
WO2010085855A1 (en) * 2009-01-30 2010-08-05 Hbcc Pty Ltd High frequency transformers
GB2531350B (en) 2014-10-17 2019-05-15 Murata Manufacturing Co High leakage inductance embedded isolation transformer device and method of making the same
US11018578B1 (en) 2019-10-31 2021-05-25 Stmicroelectronics S.R.L. High voltage startup booster

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2553324A (en) * 1949-07-27 1951-05-15 Gen Electric Wide band audio and video transformer
AU511007B2 (en) * 1975-06-11 1980-07-24 Sony Corporation Transformer
US4661792A (en) * 1986-06-23 1987-04-28 Basler Electric Company Apparatus for mounting printed circuit boards
US5293145A (en) * 1989-09-19 1994-03-08 Onan Corporation Switch battery charger with reduced electromagnetic emission
US5150046A (en) * 1990-12-17 1992-09-22 Goldstar Electric Machinery Co. Noise-shielded transformer
US5534838A (en) * 1993-08-05 1996-07-09 Pulse Engineering, Inc. Low profile high power surface mount transformer
US6000128A (en) * 1994-06-21 1999-12-14 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Process of producing a multi-layered printed-coil substrate
US5615091A (en) * 1995-10-11 1997-03-25 Biochem International, Inc. Isolation transformer for medical equipment
JP3822390B2 (ja) * 1998-09-30 2006-09-20 太陽誘電株式会社 混成集積回路装置
US6853558B1 (en) * 2000-10-06 2005-02-08 Artesyn Technologies, Inc. Surface mount power supply device and associated method

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002103887A3 (en) 2003-09-04
EP1410489A2 (de) 2004-04-21
US20040245969A1 (en) 2004-12-09
EP1410489B1 (de) 2007-12-26
AU2002325270A1 (en) 2003-01-02
ATE382203T1 (de) 2008-01-15
WO2002103887A2 (en) 2002-12-27
DE60224283D1 (de) 2008-02-07

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