RU131555U1

RU131555U1 - FLAT TRANSFORMER

Info

Publication number: RU131555U1
Application number: RU2013113708/07U
Authority: RU
Inventors: Константин Владеленович Егоров; Андрей Викторович Любимов; Виктор Константинович Любимов; Валерий Джураевич Ходжаев
Priority date: 2013-03-28
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2013-08-20

Abstract

Плоский трансформатор, состоящий из магнитного сердечника и обмоток, выполненных в виде многослойной печатной платы, каждый слой которой содержит виток обмотки, имеющий коммутационную составляющую витка, отличающийся тем, что коммутационная составляющая витка выполнена на дополнительной коммутационной печатной плате, расположенной на поверхности многослойной печатной платы, не закрытой магнитным сердечником, при этом платы электрически и механически соединены между собой и их общая толщина не превосходит высоту сердечника.A flat transformer consisting of a magnetic core and windings made in the form of a multilayer printed circuit board, each layer of which contains a winding coil having a switching component of a coil, characterized in that the switching component of the coil is made on an additional switching printed circuit board located on the surface of the multilayer printed circuit board, not covered by a magnetic core, while the boards are electrically and mechanically interconnected and their total thickness does not exceed the height of the core.

Description

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности, к конструкциям плоских трансформаторов на основе многослойных печатных плат.The utility model relates to radio engineering, in particular, to the design of flat transformers based on multilayer printed circuit boards.

Известна конструкция плоского трансформатора [Полезная модель. Свидетельство №16318, Кл. Н05К 1/14, 1995], состоящая из сердечника и обмоток, выполненных в виде многослойной печатной платы, содержащей пакет изолированных друг от друга слоев с отверстиями и двухсторонней металлизацией в виде рисунка проводников и контактных площадок. Проводники на каждой из сторон слоя выполнены в виде витков и соединены между собой с помощью металлизированных отверстий. Соединение слоев в пакет осуществляется с помощью прокладок из полуотвердевшей смолы.Known design of a flat transformer [Utility model. Certificate No. 16318, Cl. H05K 1/14, 1995], consisting of a core and windings made in the form of a multilayer printed circuit board containing a package of layers isolated from each other with holes and two-sided metallization in the form of a pattern of conductors and contact pads. The conductors on each side of the layer are made in the form of turns and are interconnected by means of metallized holes. The connection of the layers in the package is carried out using semi-hardened resin gaskets.

Недостатком конструкции данного трансформатора является необходимость применения трех и более прокладок из полуотвердевшей смолы (в зависимости от толщины слоя металлизации) между каждой парой соседних слоев для надежной изоляции их друг от друга, что увеличивает толщину печатной платы и, следовательно, габаритные размеры трансформатора.The design drawback of this transformer is the need to use three or more semi-solidified gaskets (depending on the thickness of the metallization layer) between each pair of adjacent layers to reliably isolate them from each other, which increases the thickness of the printed circuit board and, therefore, the overall dimensions of the transformer.

Наиболее близким техническим решением является плоский трансформатор, обмотки которого выполнены в виде многослойной печатной платы [Патент РФ на полезную модель №60296, кл. Н05К 3/46, опубликован 10.01.2007]. Каждая обмотка состоит из витков, располагающихся в отдельных слоях многослойной печатной платы и последовательно соединенных между собой металлизированными переходными отверстиями.The closest technical solution is a flat transformer, the windings of which are made in the form of a multilayer printed circuit board [RF Patent for utility model No. 60296, cl. H05K 3/46, published January 10, 2007]. Each winding consists of turns located in separate layers of a multilayer printed circuit board and sequentially interconnected by metallized vias.

При этом четные витки имеют коммутационную составляющую, соединяющую виток с переходным отверстием и занимающую дополнительную площадь. Толщина печатной платы ограничена размерами окон в магнитном сердечнике, в которые вставляется плата в процессе сборки трансформатора.In this case, even turns have a switching component connecting the turn with the vias and occupying an additional area. The thickness of the printed circuit board is limited by the size of the windows in the magnetic core into which the board is inserted during the assembly of the transformer.

Недостаток конструкции такого трансформатора заключается в нерациональном использовании площади печатной платы, занимаемой витками, что увеличивает габариты трансформатора.The disadvantage of the design of such a transformer is the irrational use of the area of the printed circuit board occupied by the turns, which increases the dimensions of the transformer.

В основу полезной модели положено требование уменьшения габаритных размеров трансформатора.The utility model is based on the requirement to reduce the overall dimensions of the transformer.

Поставленная задача решается тем, что плоский трансформатор, состоит из магнитного сердечника и обмоток, выполненных в виде многослойной печатной платы, каждый слой которой содержит виток обмотки, имеющий коммутационную составляющую витка, выполненную на дополнительной печатной плате. Дополнительная коммутационная печатная плата расположена на поверхности многослойной печатной платы, не закрытой магнитным сердечником. При этом платы соединены механически и электрически и общая толщина плат не превосходит высоту сердечника.The problem is solved in that the flat transformer consists of a magnetic core and windings made in the form of a multilayer printed circuit board, each layer of which contains a winding coil having a switching component of the coil made on an additional printed circuit board. An additional patch circuit board is located on the surface of a multilayer circuit board that is not covered by a magnetic core. In this case, the boards are connected mechanically and electrically and the total thickness of the boards does not exceed the core height.

На фиг.1 показана предлагаемая конструкция трансформатора, на фиг.2 - конфигурация витков прототипа. Трансформатор состоит из магнитного сердечника 1, обмоток, выполненных в виде многослойной печатной платы 2 и дополнительной коммутационной печатной платы 3. Каждый слой многослойной платы 2 содержит один виток 4, коммутационная составляющая 5 которого расположена на дополнительной коммутационной плате 3. Плата 3 механически закреплена на поверхности платы 2, не закрытой сердечником 1, и электрически соединена с платой 2. Суммарная толщина плат 2 и 3 не превышает высоту сердечника 1.Figure 1 shows the proposed design of the transformer, figure 2 - configuration of the turns of the prototype. The transformer consists of a magnetic core 1, windings made in the form of a multilayer printed circuit board 2 and an additional switching printed circuit board 3. Each layer of the multilayer circuit board 2 contains one turn 4, the switching component 5 of which is located on the additional switching circuit 3. The circuit board 3 is mechanically fixed to the surface board 2, not covered by the core 1, and electrically connected to the board 2. The total thickness of the boards 2 and 3 does not exceed the height of the core 1.

Для сравнения на фиг.2 приведена конфигурация нечетных и четных витков прототипа. Четный виток 4 имеет коммутационную составляющую 5, которая занимает дополнительную (заштрихованную), по сравнению с предлагаемой конструкцией, площадь печатной платы 2.For comparison, figure 2 shows the configuration of the odd and even turns of the prototype. Even turn 4 has a switching component 5, which takes up an additional (shaded), compared with the proposed design, the area of the printed circuit board 2.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Обе печатные платы выполнены из заготовок на основе фольгированного стеклотекстолита методом горячего прессования с использованием прокладок из препрега. Суммарная толщина плат при этом не превышает высоту сердечника. Методом фотолитографии в каждом слое одной платы создают рисунок витка, а второй (дополнительной) - рисунок коммутационной составляющей витка. Для коммутации витков и коммутационных составляющих витков в платах формируют металлизированные отверстия.Both printed circuit boards are made of blanks based on foil-coated fiberglass by hot pressing using prepreg gaskets. The total thickness of the boards does not exceed the core height. Using a photolithography method, in each layer of one board, a winding pattern is created, and the second (optional) - drawing of the switching component of the coil. For switching coils and switching components of coils, metallic holes are formed in the boards.

Затем дополнительную коммутационную плату крепят на поверхности многослойной печатной платы, не закрываемой магнитным сердечником, с помощью металлических штырей, вставленных в соответствующие металлизированные отверстия печатных плат, и электрически соединяют методом пайки. После этого в пазы вставляют магнитный сердечник и производят окончательную сборку трансформатора.Then, an additional patch board is mounted on the surface of a multilayer printed circuit board that is not covered by a magnetic core using metal pins inserted into the corresponding metallized holes of the printed circuit boards and electrically connected by soldering. After that, the magnetic core is inserted into the grooves and the transformer is finally assembled.

Таким образом, предложенная конструкция позволяет при неизменной высоте трансформатора уменьшить его площадь, т.е. решить поставленную задачу по уменьшению габаритных размеров плоского трансформатора.Thus, the proposed design allows for a constant transformer height to reduce its area, i.e. solve the task of reducing the overall dimensions of a flat transformer.

Claims

A flat transformer consisting of a magnetic core and windings made in the form of a multilayer printed circuit board, each layer of which contains a winding coil having a switching component of a coil, characterized in that the switching component of the coil is made on an additional switching printed circuit board located on the surface of the multilayer printed circuit board, not covered by a magnetic core, while the boards are electrically and mechanically interconnected and their total thickness does not exceed the height of the core.