EP1085535A1

EP1085535A1 - Planartransformator

Info

Publication number: EP1085535A1
Application number: EP00116058A
Authority: EP
Inventors: Matthias Haubner; Karl Stoll
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2001-03-21
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: EP1085535B1; DE19945013C1; DE19945013C5; ATE442655T1; DE50015737D1

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

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.
Planartransformator nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) als flache Formstücke aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind.
Planartransformator nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) als Stanzteile ausgebildet sind.
Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) aus Kupfer bestehen.
Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) bügelförmig ausgebildet sind.
Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen (3) in unterschiedlichen Ebenen im Träger (1) angeordnet sind.
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.
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.
Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hochstromwindungen durch eine isolierende Beschichtung gegeneinander isoliert sind.
Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) aus Kunststoff besteht.
Planartransformator nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (1) weitere Anschlußstifte (2) vorgesehen sind.
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.
Planartransformator nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstifte (2) durch den Träger (1) hindurchragen.