EP1085535A1 - Planartransformator - Google Patents

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EP1085535A1
EP1085535A1 EP00116058A EP00116058A EP1085535A1 EP 1085535 A1 EP1085535 A1 EP 1085535A1 EP 00116058 A EP00116058 A EP 00116058A EP 00116058 A EP00116058 A EP 00116058A EP 1085535 A1 EP1085535 A1 EP 1085535A1
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Karl Stoll
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Epcos AG
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847—Sheets; Strips
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/027—Casings specially adapted for combination of signal type inductors or transformers with electronic circuits, e.g. mounting on printed circuit boards
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    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292—Surface mounted devices

Definitions

  • the invention relates to a planar transformer with high current windings, a multilayer structure, the layers of flat electrically conductive windings and arranged in between Insulations are formed, one by the turns surrounding magnetic core and a carrier for the multilayer construction.
  • the object of the invention is to provide a planar transformer to create the type mentioned, in which the electrical Contacting the high-current windings is simplified.
  • the carrier can preferably be made of Plastic, for example by plastic injection molding, be made.
  • the carrier and those integrated in it High current windings have the shape of a rectangular and square frame with a central hole through which a Part of the magnetic core protrudes.
  • the one from the flat electric conductive windings and interposed insulation formed multilayer structure (multilayer) can on the top and / or be arranged on the underside of the carrier.
  • the high-current winding connections led out of the carrier can be designed in the form of connection tabs and are preferably led out laterally on one side of the frame. Can on the opposite side of the frame further connections in the form of connecting pins or for SMD technology for contacting the multi-layer structure (multilayer) existing turns can be provided.
  • the carrier thus forms a connection carrier for all turns of the Planar transformers.
  • the high current windings can be molded from an electrical conductive material, e.g. Copper. In the high-current windings are preferably stamped parts or bracket formed. A high current turn can be in the carrier or several high-current turns can be arranged. The Arrangement and the side lead-out of the high-current power connections is preferably symmetrical to one Middle plane of the carrier, with the high current turns in the carrier are arranged in several levels.
  • a carrier 1 is used in which integrates one or more high-current windings 3 are.
  • the high current windings 3 are located one above the other Levels in the carrier 1. This is made of plastic and is especially produced by plastic injection molding.
  • the Carrier 1 has the shape of a square or rectangular Frame, as can be seen from the figures.
  • the carrier 1 can also be used as a circular frame or another have the shape adapted to the application. This form is the respective high-current turn 3 adapted.
  • the respective High current winding consists of a molded part that consists of a conductive material, in particular copper is formed. In it is preferably stamped parts made of copper. As can be seen from Fig. 2, the respective high current turn designed as a flat disc.
  • the frame-shaped carrier 1 and the high-current windings integrated in it have a center hole 4 through which in assembled state, a central slug of a magnetic core 6 protrudes.
  • the part of the magnetic core 6 protruding into the central hole 4 is covered by the high-current windings 3.
  • Connections 5 in the form of connection tabs are in one piece each high-current turn 3 molded. These connections protrude laterally from the carrier 1. The connections preferably protrude 5 laterally out of a frame part of the carrier 1. The respective connections 5 run parallel to one another. When arranging several high-current turns in the carrier 1 they have a mirror image with respect to a central plane Arrangement of the leads 5 out as it can be seen in particular from FIG. 1. The high current windings can against each other by insulating coating, for example Paint must be insulated.
  • the respective multilayer structure 7 can be designed as a standard multilayer and how from 3 can be seen on the top and the bottom of the carrier 1 can be arranged.
  • the respective multilayer structure 7 contains windings in the form of copper disks or copper cladding on plastic pads or otherwise trained flat and flat ladders, which are against each other are insulated by insulating layers. It can also several multi-layer structures 7 (standard multi-layer) in stacked arrangement are used, as in the embodiment 4 is shown. In this embodiment is the stack of standard multilayers on the top the carrier 1 arranged.
  • the connector pins 2 are used for receiving and connecting a Multi-layer structure (multilayers) or other winding parts.
  • the connectors 2 protrude both at the top and also on the underside from the carrier. On the bottom the carrier can be connected to the motherboard the pins 2 take place. This is done with the same Pins like the contact with the winding parts of the Multi-layer construction 7.

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Abstract

Ein Planartransformator mit Hochstromwindungen, einem Mehrschichtaufbau (7), dessen Schichten von flachen elektrisch leitenden Windungen und dazwischen angeordneten Isolierungen gebildet werden, einem von den Windungen umgebenen Magnetkern und einen Träger (1) für den Mehrschichtaufbau, wobei die Hochstromwindungen jeweils voneinander isoliert in den Träger (1) mit herausgeführten elektrischen Stromanschlüssen (5) integriert sind. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Planartransformator mit Hochstromwindungen, einem Mehrschichtaufbau, dessen Schichten von flachen elektrisch leitenden Windungen und dazwischen angeordneten Isolierungen gebildet werden, einem von den Windungen umgebenden Magnetkern und einem Träger für den Mehrschichtaufbau.
Bei einem derartigen beispielsweise aus der US 5,010,314 bekannten Planartransformator sind beidseits eines zweigeteilten Trägers aus flachen elektrisch leitenden Windungen und dazwischen angeordneten Isolierungen gebildete Mehrschichtanordnungen vorgesehen, in denen die Hochstromwindungen angeordnet sind. Hieraus ergibt sich eine schwierige Anschlußtechnologie für die Hochstromwindungen im Planartransformator. Außerdem entsteht ein relativ großer Platzbedarf in der Mehrschichtanordnung (Multilayer).
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Planartransformator der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die elektrische Kontaktierung der Hochstromwindungen vereinfacht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hochstromwindungen jeweils voneinander isoliert im Träger mit herausgeführten elektrischen Stromanschlüssen integriert sind.
Durch die Integration der Hochstromwindungen im Träger ergibt sich eine erhebliche Platzersparnis, wobei die mechanische Stabilität der Träger durch die integrierten Hochstromwindungen verbessert wird. In bevorzugter Weise kann der Träger aus Kunststoff, beispielsweise durch Kunststoffspritztechnik, hergestellt sein. Der Träger und die in ihm integrierten Hochstromwindungen besitzen die Form eines rechteckigen und quadratischen Rahmens mit einem Mittelloch, durch welches ein Teil des Magnetkerns ragt. Der aus den flachen elektrisch leitenden Windungen und dazwischen angeordneten Isolierungen gebildete Mehrschichtaufbau (Multilayer) kann an der Oberseite und/oder an der Unterseite des Trägers angeordnet sein. Die aus dem Träger herausgeführten Anschlüsse der Hochstromwindungen können in Form von Anschlußlappen ausgebildet sein und sind bevorzugt an einer Rahmenseite seitlich herausgeführt. An der gegenüberliegenden Rahmenseite des Trägers können weitere Anschlüsse in Form von Anschlußstiften oder für SMD-Technik zur Kontaktierung der im Mehrschichtaufbau (Multilayer) vorhandenen Windungen vorgesehen sein. Der Träger bildet somit einen Anschlußträger für alle Windungen des Planartransformators.
Die Hochstromwindungen können als Formstücke aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. Kupfer, gebildet sein. In bevorzugter Weise sind die Hochstromwindungen als Stanzteile oder Bügel ausgebildet. Im Träger kann eine Hochstromwindung oder können mehrere Hochstromwindungen angeordnet sein. Die Anordnung und die seitliche Herausführung der Hochstromstromanschlüsse erfolgt in bevorzugter Weise symmetrisch zu einer Mittelebene des Trägers, wobei die Hochstromwindungen im Träger in mehreren Ebenen angeordnet sind.
Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt:
  • Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel eines Trägers (Anschlußträgers), in welchem Hochstromwindungen des Planartransformators integriert sind;
  • Fig. 2: ein Ausführungsbeispiel für eine Hochstromwindung;
  • Fig. 3: Bestandteile eines Ausführungsbeispiels eines Planartransistors; und
  • Fig. 4: Bestandteile eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Planartransformators.
    • Bei den dargestellten Ausführungsbeispiele eines Planartransformators in den Fig. 3 und 4 wird ein Träger 1 verwendet, in welchem eine oder mehrere Hochstromwindungen 3 integriert sind. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind zwei Hochstromwindungen 3 in den Träger 1 integriert. Die Hochstromwindungen 3 befinden sich in übereinander angeordneten Ebenen im Träger 1. Dieser besteht aus Kunststoff und ist insbesondere durch Kunststoffspritztechnik hergestellt. Der Träger 1 hat die Form eines quadratischen oder rechteckigen Rahmens, wie aus den Figuren zu ersehen ist. Der Träger 1 kann jedoch auch als kreisrunder Rahmen oder auch eine andere dem Einsatzzweck angepaßte Form aufweisen. Dieser Form ist die jeweilige Hochstromwindung 3 angepaßt. Die jeweilige Hochstromwindung besteht aus einem Formteil, das aus einem leitfähigen Material, insbesondere Kupfer gebildet ist. In bevorzugter Weise handelt es sich um Stanzteile aus Kupfer. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist die jeweilige Hochstromwindung als flache Scheibe ausgebildet.
    Der rahmenförmige Träger 1 und die in ihm integrierten Hochstromwindungen besitzen ein Mittelloch 4, durch welches im zusammengebauten Zustand ein Mittelbutzen eines Magnetkerns 6 ragt. Der in das Mittelloch 4 ragende Teil des Magnetkerns 6 wird von den Hochstromwindungen 3 umfaßt.
    Anschlüsse 5 in Form von Anschlußlappen sind einstückig an jede Hochstromwindung 3 angeformt. Diese Anschlüsse ragen seitlich aus dem Träger 1. In bevorzugter Weise ragen die Anschlüsse 5 seitlich aus einem Rahmenteil des Trägers 1 heraus. Die jeweiligen Anschlüsse 5 verlaufen parallel zueinander. Bei der Anordnung mehrerer Hochstromwindungen im Träger 1 besitzen diese eine bezüglich einer Mittelebene spiegelbildliche Anordnung der herausgeführten Anschlüsse 5, wie es insbesondere aus der Fig. 1 zu ersehen ist. Die Hochstromwindungen können gegeneinander durch Isolierbeschichtung, beispielsweise Lackierung isoliert sein.
    Am gegenüberliegenden Rahmenteil des Trägers 1 befinden sich Anschlußstifte 2. Diese dienen zum Anschluß von Windungen in einem Mehrschichtaufbau 7. Der jeweilige Mehrschichtaufbau kann als Standard-Multilayer ausgebildet sein und, wie aus der Fig. 3 zu ersehen ist, an der Oberseite und der Unterseite des Trägers 1 angeordnet werden. Der jeweilige Mehrschichtaufbau 7 enthält Windungen in Form von Kupferscheiben oder Kupferkaschierungen auf Kunststoffunterlagen oder anderweitig ausgebildeten ebenen und flachen Leitern, welche gegeneinander durch Isolierschichten isoliert sind. Es können auch mehrere Mehrschichtaufbauten 7 (Standard-Mulitlayer) in gestapelter Anordnung zum Einsatz kommen, wie es im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 gezeigt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Stapel der Standard-Mulitlayer auf der Oberseite des Trägers 1 angeordnet.
    Die Anschlußstifte 2 dienen zur Aufnahme und zum Anschluß eines Mehrschichtaufbaus (Multilayers) oder weiterer Windungsteile. Die Anschlußstücke 2 ragen sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite aus dem Träger heraus. An der Unterseite des Trägers kann der Anschluß an die Mutterplatine über die Anschlußstifte 2 stattfinden. Dies erfolgt mit den gleichen Stiften wie die Kontaktierung mit den Windungsteilen des Mehrschichtaufbaus 7.
    Hieraus resultiert eine erhebliche Vereinfachung des Mehrschichtaufbaus (Multilayer) sowie eine starke Verringerung der Gesamtdicke des Mehrschichtaufbaus. Da Durchkontaktierungen oder Parallelschaltungen nicht mehr erforderlich sind, verringert sich die Gefahr der Bildung von heißen Stellen (hot spots).

    Claims (13)

    1. Planartransformator mit Hochstromwindungen, einem Mehrschichtaufbau, dessen Schichten von flachen elektrisch leitenden Windungen und dazwischen angeordneten Isolierungen gebildet werden, einem von den Windungen umgebenen Magnetkern und einem Träger für den Mehrschichtaufbau,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) jeweils voneinander isoliert in den Träger (1) mit herausgeführten elektrischen Stromanschlüssen (5) integriert sind.
    2. Planartransformator nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) als flache Formstücke aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind.
    3. Planartransformator nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) als Stanzteile ausgebildet sind.
    4. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) aus Kupfer bestehen.
    5. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) bügelförmig ausgebildet sind.
    6. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) in unterschiedlichen Ebenen im Träger (1) angeordnet sind.
    7. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) die Form eines rechteckigen, quadratischen oder kreisrunden Rahmens hat, wobei die Anschlüsse (5) der Hochstromwindungen (3) an einer Rahmenseite herausgeführt sind.
    8. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mittelloch (4) des Trägers (1) ein von den Windungen umgebener Teil des Magnetkerns (6) angeordnet ist.
    9. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen durch eine isolierende Beschichtung gegeneinander isoliert sind.
    10. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus Kunststoff besteht.
    11. Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
      dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (1) weitere Anschlußstifte (2) vorgesehen sind.
    12. Planartransformator nach Anspruch 7 und 11,
      dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Anschlußstifte (2) an der Rahmenseite vorgesehen sind, welcher der die Anschlüsse (5) der Hochstromwindungen (3) aufweisenden Rahmenseite entgegengesetzt liegt.
    13. Planartransformator nach Anspruch 11 oder 12,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (2) durch den Träger (1) hindurchragen.
    EP00116058A 1999-09-20 2000-07-26 Planartransformator Expired - Lifetime EP1085535B1 (de)

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    DE19945013 1999-09-20

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