TW201816808A - 隔離變壓器 - Google Patents

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Abstract

根據一種態樣，提供一種使用於資料通訊之隔離變壓器，該變壓器包含：以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；以兩個分開的終端形成的第一埠，設置於基板的一個部分；以兩個分開的終端形成的第二埠，設置於基板的第二個部分；與第一埠串聯且設置為單迴路之第一導線；與第一導線電性隔離且與第二埠串聯之第二導線，第二導線被設置為與第一導線成實質相對的方向之單迴路；其中第一與第二埠及至少部分的第一與第二導線被設置於基板表面上；及設置於第一與第二埠之間的核心，用以覆蓋大部分的第一與第二導線。

Description

隔離變壓器
本發明有關隔離變壓器，尤其沒有排除隔離傳輸線變壓器(TLT)，至少部分的TLT被設置於實質地平面的基板，例如印刷電路板(PCB)或可彎曲PCB，用以使用於資料通訊電路或系統內。本發明亦有關組成隔離變壓器之方法。
資料通訊與測量設備通常需要利用一些直流及低頻率隔離來耦接寬頻訊號至(及從)傳輸線以拒絕一般模式訊號，例如在「接地回路(earth loops)」中之電源哼聲(mains hum)。直流隔離變壓器通常因此目的被利用。
然而，通常公認的是，此已知變壓器之寄生電抗將限制可用的較上頻率(fU)，其可藉由引入損失及失配而透過傳輸線來通訊。再者，較低頻率限制(fL)將由並聯電抗所限制，以使其難以將比率fU/fL增加至超過某些限制(典型地，100,000)。因此，在可達成的整個頻寬上有 一限制。
另一形式的變壓器為傳輸線變壓器(TLT)，於其中，使用於變壓器繞組之線路的物理性質以如同樣形成傳輸線之一部分的方式被考量及處理。
現在，僅傳統隔離變壓器被使用於區域及廣域網路(LAN及WAN)，且於其目前形式中，由於以上特性，這些限制了頻寬且因此無助於最佳化例如高速網路、光纖主幹及網路之潛在益處。
TLT之進一步資訊被描述於Sevick,J.,Transmission Line Transformers,Noble Publishing Corp.,4th edition,2001中，但此參考沒有提到隔離TLT。
US8456267揭露一種展現高阻抗埠的隔離TLT，典型用以在沒有明顯的損失之情況下耦接類比無線電設備至高阻抗天線。
US 7924130揭露一種隔離磁性裝置，具有單一埠且帶有多個繞組，其後者限制較上頻率至估計2GHz操作。除了在效能中產生變化以外，於此揭露的裝置具有下列缺點，其可能無法對於穩定傳送滿足隔離及返回損失規格，例如在個別的乙太網路通道之間及從裝置至裝置。
以上所提及的類型之變壓器通常需要靠手來裝配，其限制生產規模。同樣的，較上頻率被多個繞組所限制以達成此頻寬，典型地，不多於2GHz(其限制資料速率)。同樣的，一般模式資料抗流(choke)可被需要。
廣義來說，提供一種使用於資料通訊中之隔離傳輸線變壓器(ITLT)，ITLT被與第一與第二埠一起設置，第一與第二埠係連接至個別的第一與第二繞組，第一與第二埠彼此直流隔離。
根據一種態樣，提供一種使用於資料通訊之隔離變壓器，該變壓器包含：以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；以兩個分開的終端形成的第一埠，設置於基板的一個部分；以兩個分開的終端形成的第二埠，設置於基板的第二個部分；與第一埠串聯且設置為單迴路之第一導線；與第一導線電性隔離且與第二埠串聯之第二導線，第二導線被設置為與第一導線成實質相對的方向之單迴路；其中第一與第二埠及至少部分的第一與第二導線被設置於基板表面上；及設置於第一與第二埠之間的核心，用以覆蓋大部分的第一與第二導線。
根據第二態樣，提供一種使用於資料通訊系統之隔離變壓器，該變壓器包含：以電絕緣材料形成的平面基板，具有相對的第一與第二表面即時值相對邊緣； 以兩個分開的終端形成的第一埠，位於或接近第一邊緣；以兩個分開的終端形成的第二埠，位於或接近第二實質相對邊緣；在基板中第一與第二埠之間的切口部分；被設置於切口部分中之核心，核心具有第一與第二末端，第一與第二通道在末端之間延伸；及個別地串聯第一與第二埠之第一與第二大致U型的導電路徑，所述路徑彼此電性隔離且各路徑由以下所述所組成：(i)基板表面上之第一與第二軌，其從其個別埠終端朝向核心之一個末端延伸，(ii)線路之對，其連接至第一與第二軌且穿過個別核心通道至核心的另一末端，及(iii)基板表面之第三軌，其在核心之另一末端處互連線路之對。
根據第三態樣，提供一種製造隔離變壓器之方法，該方法包含：提供以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；在基板之一個部分提供以兩個分開的終端形成的第一埠；在基板之第二部分提供以兩個分開的終端形成的第二埠；提供與第一埠串聯且設置為單迴路之第一導線；提供與第一導線電性隔離且與第二埠串聯之第二導線，第二導線被設置為與第一導線成實質相對的方向之單 迴路；其中第一與第二埠及至少部分的第一與第二導線被設置為於基板表面上之軌；及提供在第一與第二埠之間的核心，用以覆蓋大部分的第一與第二導線。
根據第四態樣，提供一種製造隔離變壓器之方法，該方法包含：提供以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；將以下所述設置於基板之部分上：以兩個分開的終端形成的第一埠；以兩個分開的終端形成的第二埠；與第一埠串聯且延伸超過第一基板表面作為單迴路之第一導電軌；與第一導線電性隔離且與第二埠串聯之第二導電軌，第二導線延伸超第二基板表面作為與第一導線成實質相對的方向之單迴路；及提供在使用的核心以覆蓋大部分的第一與第二導線。
較佳態樣係界定於附屬請求項。
1‧‧‧隔離傳輸線變壓器
3‧‧‧數位資料源
5‧‧‧傳輸線
17‧‧‧第一導線
19‧‧‧第一線圈
21‧‧‧第二導線
23‧‧‧第二線圈
31‧‧‧同軸電纜
33‧‧‧內導線
35‧‧‧管狀導電遮蔽件
41‧‧‧核心
61‧‧‧實施例
62‧‧‧鐵氧罐形核心
63‧‧‧中心部分
64‧‧‧導線
65‧‧‧導線
70‧‧‧變壓器
71‧‧‧核心
73‧‧‧第一導線
74‧‧‧第一鑽孔
75‧‧‧第二鑽孔
76‧‧‧第二導線
80‧‧‧替代構造
81a‧‧‧核心部分
81b‧‧‧核心部分
83‧‧‧第一導線
84a‧‧‧第二鑽孔
84b‧‧‧第二鑽孔
85a‧‧‧第一鑽孔
85b‧‧‧第一鑽孔
100‧‧‧第一實施例拓樸
101‧‧‧軌佈局
102‧‧‧第一埠
103‧‧‧埠終端
103’‧‧‧導線
104‧‧‧埠終端
104’‧‧‧導線
105‧‧‧導電迴路
106‧‧‧軌佈局
107‧‧‧埠終端
107’‧‧‧導線
108‧‧‧埠終端
108’‧‧‧導線
109‧‧‧導電迴路
110‧‧‧第二實施例拓樸
111‧‧‧第二埠
112‧‧‧第一分接導線
113‧‧‧中間
114‧‧‧第三終端
116‧‧‧第二分接導線
117‧‧‧中間
118‧‧‧第三終端
120‧‧‧第三實施例拓樸
122‧‧‧終端
124‧‧‧第一中間分接導線
126‧‧‧第二中間分接導線
128‧‧‧終端
130‧‧‧第四實施例拓樸
131‧‧‧第一埠
132‧‧‧第一軌佈局
134‧‧‧第二軌佈局
136‧‧‧埠終端
137‧‧‧第三終端
138‧‧‧埠終端
140‧‧‧第一導電迴路
144‧‧‧寬向中間點
145‧‧‧寬向中間點
146‧‧‧中間分接導線
148‧‧‧第二導電迴路
149‧‧‧第二埠
150‧‧‧基板
152‧‧‧第一基板表面
152‧‧‧埠終端
153‧‧‧第三終端
154‧‧‧第二基板表面
154‧‧‧埠終端
160‧‧‧外邊緣部分
164‧‧‧窗孔
170‧‧‧薄膜
180‧‧‧核心區段
182‧‧‧核心區段
184‧‧‧本體
185‧‧‧頂表面
186‧‧‧底表面
188‧‧‧壁部
190‧‧‧縱長通道
192‧‧‧窗孔
200‧‧‧印刷電路板
208‧‧‧單一基板
210‧‧‧框架結構
212‧‧‧壁部
214‧‧‧窗孔
220‧‧‧基板
222‧‧‧外框架
223‧‧‧切口部分
224‧‧‧左手側
227‧‧‧第一埠
227a‧‧‧終端
227b‧‧‧終端
228a‧‧‧軌
228b‧‧‧軌
229‧‧‧周界
230‧‧‧右手側
232‧‧‧中間分接終端
234‧‧‧第二埠
234a‧‧‧終端
234b‧‧‧終端
236‧‧‧元件符號
240‧‧‧雙筒型核心
241‧‧‧鑽孔
242‧‧‧導線
243‧‧‧導線
245‧‧‧末端面
330‧‧‧第五實施例拓樸
331‧‧‧第一埠
332‧‧‧第一軌佈局
334‧‧‧第二軌佈局
336‧‧‧埠終端
337‧‧‧第三終端
338‧‧‧埠終端
340‧‧‧第一迴路
344‧‧‧導電迴路之徑向幾何部分
345‧‧‧第二迴路
346‧‧‧中間分接導線
349‧‧‧第二埠
352‧‧‧埠終端
353‧‧‧第三終端
354‧‧‧埠終端
本發明現在將藉由非限制範例參照以下圖式來加以描述，其中：第1圖為系統方塊圖，顯示經由傳輸線變壓器而耦接 至傳輸線之資料源；第2圖為典型的集總變壓器模型之示意圖，其有助於了解本發明；第3圖為典型的隔離變壓器之示意圖，其係特性地分散的且有限制的頻寬，其有助於了解本發明；第4圖為不同的隔離傳輸線變壓器之示意圖，其有助於了解本發明；第5圖為第4圖實施例之線圈的近視圖，表示繞組間(inter-winding)間隙及雜散電容；第6圖為第4圖實施例之線圈的另一近視圖，表示繞組內(intra-winding)間隙及雜散電容；第7a與7b圖顯示同軸電纜傳輸線之剖面及軸向圖，其有助於了解本發明；第8a與8b圖顯示雙胞傳輸線(twin transmission line)之剖面及軸向圖，其有助於了解本發明；第9圖為第4圖變壓器之實際實現的立體圖；第10a圖為已知傳輸線變壓器之拓撲表示法；第10b圖為依照傳輸線變壓器之拓撲表示法；第11a圖為對應至第10a圖之替代拓撲表示法；第11b圖為對應至第10b圖之替代拓撲表示法；第12圖為效能圖，顯示有關已知傳輸線變壓器之反射延遲；第13a與13b圖為效能圖，顯示依照本發明之有關變壓器中分鐘或更小的反射延遲； 第14a與14b圖為變壓器之實際實現的頂平面及側視圖，其有助於了解本發明；第15圖為替代實際實現之剖面圖，其有助於了解本發明，其利用葉輪(bead)/雙筒(binocular)核心；第16圖為第15圖實現的立體圖；第17圖為替代實際實現之剖面圖，其有助於了解本發明，其利用兩葉輪/雙筒變壓器；第18a至18g圖為使用於本發明之實施例中的一些變壓器拓樸之圖式(但不限於此)；第19a至19c圖為基板之平面圖，其包含一個變壓器拓樸；第20圖為第19圖基板之平面圖(切口部分)；第21a與21b圖為基板之立體及端視圖(切口部分被移除)；第22圖為第21圖基板有關兩件式核心之立體圖；第23a與23b圖為第22圖結構之端視圖，顯示核心如何被設置於基板上方；第24圖為依照一些實施例用以安裝基板之典型的框架之平面圖；第25a與25b圖為第24圖框架(基板被安裝)之平面與端視圖；第26a與26b圖為被安裝於印刷電路板上之框架的平面與端視圖；第27a與27b圖為進一步實施例之頂平面圖，於其中， 多個變壓器被設置於單一基板；第28圖為被安裝於印刷電路板上之第27圖實施例的平面與端視圖；第29圖為依照進一步實施例之變壓器拓樸的基板承載部分之平面圖；第30圖為核心之立體圖，於其內，用以完成第29圖拓樸之線路被提供；第31圖為第30圖核心之平面圖；及第32圖為第29圖基板之平面圖(第30圖核心被安裝於其上)。
此處之實施例描述隔離變壓器，較佳為傳輸線變壓器(後文稱「ITLT」)及其製造方法。
ITLT係使用已知方法藉由將於特定組態中之導電軌或條沈積至平面且絕緣基板(例如印刷電路板(PCB)或可彎曲PCB(flexi-PCB))的兩側上來形成。其允許ITLT被使用已知PCB製造方法而有效率地生產，對於大量生產為有用的，同時在已知ITLT中達到改良的效能。生產過程可為完全自動地且不需要靠手來裝配。所得結構亦相對地緊密且可更容易介接(interfaced)通訊設備，例如寬頻及測量設備(普遍設於PCB上)。所得ITLT可達成良好頻寬在2GHz以上且適合用於40G、100G以上操作所需之資料速率。200G/10GHz以上的速度/頻寬已被示範。同樣的， ITLT較低頻率效能被改善，且依據所使用的葉輪之數量可從160μH/1G被調整至3.8μH/200G，其有用於網際網路收發器效能，達成可變的開路電感。ITLT不需要一般模式抗流。其亦否定整合或終止變壓器的需要(使用標準「Bob Smith」協定)。
於一些實施例中，ITLT可與資料通訊系統被一起使用。由於ITLT的設計與構造，其以在一個埠處之資料源與在另一埠處之另一資料傳送手段之間的實質地無縫耦接來提供直流隔離，尤其是對於資料之向前傳送(或接收)之傳輸線(或資料接收器線路)。於一些實施例中，多個ITLT可被使用以耦接多個傳送或接收線路(與再生一起)以在較大距離中提供傳送與接收。
有利地，具有本設計及構造之ITLT可允許較傳統已知或可用的資料率高的多之資料傳送或接收速度，同時保持可用頻率相對地恆定、或可控制的。其可提供較目前可用的頻寬大的整體頻寬(目前的頻寬典型為較低可用頻率的100,000倍之級數)。
第1圖顯示ITLT可被利用於其中之典型系統，包含數位資料源3或數位資料接收器3、ITLT 1、及提供至(或從)遙遠末端之資料的傳送之傳輸線5。數位資料源或接收器3藉由個別的二終端(two-terminal)埠而連接至ITLT 1且ITLT藉由個別的二終端埠而連接至傳輸線5，如圖所示。
舉例來說，資料源或接收器3可為電腦(例 如，PC或膝上型電腦)、資料網路(無論LAN或WAN)、音訊設備、數位電視/視訊、電傳通訊設備或測試與測量設備。以寬頻速度運行的任何來源之數位資料可被使用，尤其是256kbit/s以上且可能高達(及可能超過)100Gbit/s之速度。目前最佳技術限制目前寬頻頻寬至1000MHz(例如10G Base-T被限制至500MHz)的等級，然而此處所述之實施例可賦能頻寬被增加至5000MHz及以上。
通常，使用於ITLT 1之構造中的電性傳輸線可為任何形式的傳輸線，例如平行線、同軸電纜、帶狀線及微帶、PCB或可彎曲PCB及諸如此類。傳輸線5可被體現於被安裝至積體電路(IC)或晶片的表面。
特別有利的PCB或可彎曲PCB設置與製造方法將稍後說明。
ITLT 1包含第一與第二埠、及形成傳輸線之至少二導線(其中各導線繞核心(例如，環形的鐵氧核心)捲繞)以提供由相鄰繞組形成的第一與第二線圈，第一導線串聯連接至第一埠而第二導線串聯連接至第二埠。由於此結構，在埠之間有直流及某些低頻率隔離(如所需要者)例如以拒絕一般模式訊號，例如在「接地回路(earth loops)」中之電源哼聲(mains hum)。
如將於以下所解釋者，ITLT 1之傳輸線將具有已知特性阻抗Zo，其藉由傳輸線之製造者及/或何者可被測量而提供。由於ITLT 1之設計與設置，特性阻抗Z1與Z2(其呈現在第一與第二埠處)可為與Zo相同或不同。然 而，總之，對於埠特性阻抗Z1與Z2實質地匹配資料源或接收器3與傳輸線5之個別的電阻阻抗在目前文中是重要的。藉由最小化反射(且因此，損失)，其將確保無縫、或接近無縫耦接。
如將被了解的，在傳統變壓器中，特性埠阻抗為頻率依賴的且因此，在可用的頻寬(尤其是可用較上頻率fU)上有一限制。
在目前實施例中，ITLT 1之設計與設置係例如透過較傳統隔離變壓器寬的多之頻寬而提供相對平坦的特性阻抗與頻率響應。
第2圖以概要形式圖示隔離變壓器(或TLT)之典型集總模型，其有助於了解傳統隔離變壓器(或TLT)的限制行為。L1與L2代表由多個繞組形成的實體線圈，其提供相互電感M，而額外的元件L3、L4、L5、L6、C0、C1、C2及C3代表限制效能(尤其是高頻率效能)之寄生元件。
於此實施例中，吾人提供(且將描述)具有1：1阻抗變換比率之ITLT，亦即，因此而特性阻抗Z1=Z2為適當的，其中資料源或接收器3與傳輸線5對於無縫連接具有相同特性阻抗。然而，將了解的是，其他變換比率可被使用，例如，1：2、1：4、1：9、4：1、9：1，再者，ITLT不受限於僅兩個埠，且多埠拓樸可被利用。
第3圖顯示一般使用的隔離變壓器的TLT替代之實施例，其典型不在其埠處產生特性阻抗，也不在其之 間產生恆定傳送延遲，且因此必須為分散的具有限制的頻寬。
第4圖為有助於了解本發明的ITLT之實施例，由第一導線17形成，其串聯連接至第一埠(Port 1)之第一與第二終端，且繞核心來捲繞以提供由複數個繞組形成之第一線圈19。第二導線21串聯連接至第二埠(Port 2)之第一與第二終端且繞核心來捲繞以提供由相同數量的繞組形成之第二線圈23。ITLT提供1：1變換比率。線圈19、23之間的虛線表示線圈實體地形成傳輸線且確實在此實施例中由一段特性阻抗50歐姆之RG179同軸電纜所形成，雖然具有其他特性阻抗之其他形式的傳輸線可被使用。應注意的是，隔離TLT之此實施例利用不同的拓樸，於其中，第二埠(Port 2)具有在第二線圈23內之中間輸出點(分接(tap))，其被發現為有利的。於一些實施例中，第二埠可為稍微偏離中心。
於第4圖中，在實體的構造位準上，繞組19與23以此方式被設置在核心周圍以形成在其之間的傳輸線。
第7a圖顯示於此實施例中使用的同軸電纜31之剖面，其有助於了解本發明，其被使用於第一與第二線圈19、23，雖然替代傳輸線可被使用。如將被了解的，同軸電纜包含內導線33，其由管狀絕緣層所包圍，由管狀導電遮蔽件35所包圍。第7b圖顯示沿其軸長之部分的電纜31。核心33之外表面與外遮蔽件35的內表面之間的間隙「g」在整個長度中為實質地恆定，此為繞組間間隙。於 此情形中之內導線33提供第一線圈19而遮蔽件35提供第二線圈23。
第8a與8b圖顯示雙胞傳輸線之剖面區域，其為何者可被使用於對於TLT 1之線圈的構造中及個別的間隙之關係之額外的範例。
參照第9圖，可被使用於第4圖實施例中之同軸電纜(以及埠)如何被實體地設置在核心41周圍之範例。於此情形中，圓柱形核心41被部分地顯示，雖然環形核心可被使用。導線之間的繞組間間隙g在圍繞核心之線圈的整個長度中被保持恆定，如繞組內間隙G。
參照回第5與6圖，作為此實體設置的結果，繞組內與繞組間雜散電容Cg與CG為恆定及分散的。繞組間雜散電容Cg被納入由兩個線圈(第4圖)19、23所形成的傳輸線內且與繞組間間隙g成反比。於此結構中之繞組內雜散電容CG與繞組內間隙G成反比。增加此間隙G具有增加較上頻率限制(且因此，頻寬)的效果。
於一些實施例中，線圈(第4圖)19、23之導線具有恆定剖面(且因此，恆定的表面積)。
於一些實施例中，核心的尺寸亦有關係，其中，電感可藉由改變尺寸(減少核心直徑及/或長度中之一或兩者)來控制。其具有降低較低頻率(OCL)的效果。核心之材料亦有關係，於本發明之一實施例中，具有選擇的磁導率(例如，10000μ)之鐵氧核心被使用。替代地，於其他實施例中，其他磁導率及類型的材料可被使用，例如， MnZn與NiZn。
於一些實施例中，繞組之長度與構造亦可被使用以控制頻寬，其中，繞組的長度越短，則可使用的較上頻率(fU)越高。整體來說，因此，對於微型化有激勵。
回到第4圖中概要地顯示的特定實施例，使用此1：1拓樸，實體地使用1.2公尺之RG179 50歐姆同軸電纜，利用以上所述恆定的圍繞核心捲繞的內與間間隙間隔，5.1mH的磁化電感被記錄。透過測量亦被觀察到的是，沒有較上頻率限制被觀察到或至少極高較上頻率限制使用特定測試訊號。
亦被觀察到的是，此實施例展示實質地恆定的100歐姆之特性阻抗Zo與6nS之中轉延遲，與以上低頻率切斷(cut-off)fl之頻率無關，其為1.5kHz。
此結果與傳統隔離變壓器與TLT模型不一致。確實，應用數值參數至傳統分散參數模型給出預測的較上頻率限制在83MHz之1/(2x6nS)的等級。然而，依此實施例，沒有此較上限制被觀察到。第4圖以概要形式提供與這些發現更一致的模型，表示用於在來源與傳輸線之間的無縫連接之設計與建造ITLT的一個方式，以提供較大的頻寬。再者，藉由級聯(cascading)多個傳輸線，使用此ITLT及並聯磁化電感提供在(fU)之值中的增加，相較於已知及目前的預測模型。
從輸入埠(Port 1)所擷取的反射被發現以表示恆定電阻特性阻抗及恆定傳送延遲(時間延遲)以與傳輸電 纜幾乎相同的方式進行。於第4圖中所顯示的實施例中，在兩埠處之特性阻抗被發現為被使用以形成隔離TLT之傳輸線的特性阻抗Z之的兩倍(使用1：1拓樸)。因此，於此情形中，100歐姆特性阻抗被展現於兩輸出，使得此隔離TLT適合用於100歐姆資料源與接收器3及100歐姆傳輸線5的連接，而所得的匹配透過寬頻寬被保持。
其推論出，TLT(直流隔離向一邊)可藉由並聯電感(亦即，核心之磁化電感)串聯傳輸線段(L-區段、T-區段及/或Pi-區段模型在此考量中會作用)而被精確地做模型。依此方式，對於直流隔離(其提供非常寬頻寬)建造TLT(在fU中具有實質增加，在其中顯現僅被傳輸線損失本身所限制)是可能。
如前所述，此實施例提供實質地恆定及電阻特性阻抗於第1與2埠。傳統隔離變壓器與TLT之漏電感被做模型為集總元件電感，其非感應地耦接至任何其他者且其顯現與100%耦接的傳統隔離變壓器與TLT之相互電感串聯。然而，在目前實施例中，所指示的是，當仍有漏電感時，其不顯現(當被做模型時)為單一集總元件於埠處，而是分散的。其顯現(或被做模型)為一系列之小的漸增電感，且分散於相互電感之漸增的分隔元件與繞組間電容之漸增的分隔元件之間。此模型導致在由並聯電容元件(以互相分隔的感應元件散佈)所連結之繞組的兩腿中之階梯網絡的序列電感(Ls)。此階梯網絡可對於實際傳輸線之漸增的集總元件模型被認為相同的、或實質地相同的，且不 意外地其有相同性質，亦即，特性阻抗為恆定的且傳輸期為實質地恆定傳播延遲。總而言之，此實施例已採用集總寄生漏電感(L)與傳統地建造的隔離變壓器/TLT(主要與輔助線圈捲繞於核心上)之繞組間電容(C)且將其分散為具有特性阻抗SQRT(L/C)之分散的L與C之傳輸線(藉由將主要與輔助線圈繞在一起成為傳輸線)。
因此，按照使用第4圖拓樸之特定設計，為1：1，傳輸線(利用其來建造隔離TLT)的選擇應具有阻抗在埠處所需要的特性阻抗(亦即，資料源及接收器3與傳輸線5那些)之一半的特性阻抗。所得匹配仍在寬頻率帶中為平的，如所觀察到的傳輸延遲所為。所觀察到的唯一明顯的在埠處感應的反射之成分是由於隔離TLT之本質的並聯磁化阻抗。然而，這些反射(由於寄生漏電感與傳統(非TLT)隔離變壓器之繞組間電容)已被實質地、或完全地納入此ITLT之恆定的電阻特性阻抗與傳輸延遲內。其顯著的結果為較上頻率/頻寬(僅由其所連接的傳輸電纜5之損失所限制)、其將被整合之電路與其他邏輯組件之頻寬、及隔離TLT之並聯磁化阻抗之實質增加。
在埠處的特性阻抗之間的關係之因素(及1：1 ITLT之構成的傳輸線)亦表示使用並聯連接之特性阻抗Zo的兩條傳輸線可提供整體混合的隔離TLT，而特性阻抗實質地等於在埠處之Zo。其有利在於，具有一般可用的特性阻抗(例如，50歐姆)之傳輸線可被使用於需要相同阻抗(例如，50歐姆)的系統之間(儘管前述關係)。因此，藉由並聯 連接兩個1：1隔離TLT(如第4圖所示)以提供混合的隔離TLT，對於隔離TLT之50歐姆傳輸線的使用將提供50歐姆於第一與第二埠處。
兩個以上的並聯隔離TLT可被使用於類似目的以提供所需的阻抗於埠處。若有需要，兩個以上的埠亦可被提供。
重新歸納，(fL)藉由並聯磁化阻抗來保持，其與本質的磁化電感成反比。此磁化電感隨著核心之增加電感因素而增加，且為轉動之次數的平方。由於並聯磁化阻抗，較上頻率限制係依次至線圈之(寄生)繞組內電容，不同於線圈之間的繞組間電容。較上頻率限制與繞組內電容成反比。繞組內電容可被有益地減少，藉由減少構成的傳輸線(實施例係由其建造)之長度與直徑而進一步增加較上頻率限制(fU)。其(一起)表示實施例之微型化有效地增加較上頻率限制而沒有進一步增加較低頻率限制至磁化電感可在微型化期間被維持的程度，例如，藉由保持轉動的次數恆定同時保持核心的磁阻恆定，亦即，對於給定核心材料，維持磁性路徑剖面與長度之比率。此處理僅被避免過度的損失(例如，薄導線之Cu損失)之需求及ITLT之電源處置能力所限制，因為ITLT將需要有某最小尺寸以在沒有失真及/或破壞的情況下處置給定量的電源。
第10與11圖提供更一般的已知及本實施例變壓器(分別關於第3與4圖於先前介紹)之間的拓樸之比較，雖然對於各線路使用僅單一繞組之理由將被說明。
應注意的是，已知第10(a)與11(a)圖實施例，特性阻抗非恆定，且頻寬被限制。
第10(b)與11(b)圖拓樸表示本實施例之明顯屬性，其為：有兩個埠機械地與拓樸地相對。其產生恆定電阻阻抗與增加的頻寬。
參照第12圖，對於已知第3/11(a)圖變壓器之電壓對時間響應的圖形表示被顯示，於其中，Zc為傳輸線之特性阻抗(例如，100歐姆)，而Zx為變壓器之特性阻抗。OC與SC分別表示開路(Open Circuit)與短電路(Short Circuit)情況。如第12圖所示，第3(與11(a))圖實施例具有不同的終止點，其導致明顯的反射，其造成阻抗中之改變(因此限制變壓器之頻寬)。
參照第13(a)與(b)圖，對於第4/11(b)圖變壓器之響應被顯示。參照第13(a)圖，終止點為不同的，且雖然X顯示變壓器與傳輸線之間的一些不明確，僅為了展現之目的，第4/11(b)圖拓樸之最終結果係顯示於第13(b)圖，其為實質地無縫傳輸線變壓器。
對於最佳化效能，於進一步實施例中，以及在相對末端處具有埠，機械地來說，單一轉動或繞組被使用，其已被發現，可採用超過2GHz及超過10GHz之較上頻率。
第14(a)與14(b)圖顯示本發明之此實施例61，利用繞鐵氧罐形核心62之中心部分63捲繞的一對導線64、65，各導線延伸於機械地相對的埠1與2之間，且使用單一 轉動或繞組來執行，跟隨第4/11(b)圖拓樸。其沒有繞組內電容，且其沒有限制低/高頻寬組合。導線彼此絕緣，且較佳具有實質地恆定間隙。
於有助於了解本發明之實施例中，罐形核心62具有大約12.5mm的直徑且中心部分63的直徑具有大約0.2mm的鑽孔。鐵氧材料之磁導率大約為10,000μ。此實施例展現測試中之160μH的開路電感(OCL)與10GHz的頻寬。這些參數中之一或多者的變化可提供較高頻寬。
現參照第15至17圖，按照其可如何被製造與生產，替代的以上實際實施例被顯示與描述。
參照第15圖，此變壓器70之上視圖被顯示。其包含具有兩個平行鑽孔74、75(扭轉的導線73、76穿過其中以提供傳輸線)之雙筒(或葉輪)核心71。核心可實際上為環形、雙筒或罐形，但雙筒核心對於本實施例提供自然符合。
第一埠(Port 1)被設置於核心71之一側，且包含第一導線73，其從一個埠終端運行，穿過第一鑽孔74，隨後其離開且穿過第二鑽孔75返回而在另一埠終端終止。第二埠(Port 2)被設置於核心71之機械相對側，且包含第二導線76，其從一個埠終端運行，穿過第二鑽孔，隨後其離開且穿過第一鑽孔74返回而在另一埠終端終止。因此，導線73、76執行單一轉動或繞組，如之前實施例，其被發現展現特別有利的結果。如圖所示，導線73與76在核心71內被一起扭轉(但藉由包圍絕緣材料彼此絕緣)，且具有實 質地恆定間隙。
實際上，各導線73、76為穿過核心71從相對末端拉出的U型配置。
第16圖顯示第15圖之立體圖。
於一範例中，在Port 1與Port 2處之Zc為100歐姆，於此情形中，傳輸線被設置為Zc/2=50歐姆。
其他範例尺寸與額外的一般模式耦接(Common Mode Coupling；CMC)係給定如下。
對於OCL 350μH在37.5mA/15000μi要達到100kHz，尺寸會是4mm的外徑(Outer Diameter；OD)、0.5mm的內徑(Inner Diameter；ID)及38mm的長度。對於四線道，其等同20mm x 45mm x 6mm的封裝尺寸。
對於OCL 120μH在8mA/15000μi要達到100kHz，尺寸會是4mm的OD、0.5mm的ID及12mm的長度。對於四線道，其等同20mm x 20mm x 6mm的封裝尺寸。
第17圖為替代構造80，於其中，實際上，雙筒核心被分成兩部分81a、81b，但具有相同的整體一般尺寸。於此情形中，第1與2埠仍機械地相對，但係在兩個核心部分81a、81b之間。更具體言之，第一埠(Port 1)被分成兩個核心部分81a、81b的一側，大致在兩者之間的間隙處，且包含第一導線83，其從一個埠終端運行，穿過第一鑽孔85a，隨後其在一個末端處離開且穿過第二鑽孔84a返回，穿過另一第二鑽孔84b，在另一末端離開且穿過另一第一鑽孔85b返回而在另一埠終端終止。第二埠(Port 2)被 設置於核心部分81a、81b之相對側，同樣的大致在兩者之間的間隙處。第二導線86從一個埠終端運行，穿過第二鑽孔84a，隨後其在一個末端處離開且穿過第一鑽孔85a返回，穿過另一第一鑽孔85b，在另一末端離開且穿過另一第二鑽孔84b返回而在另一埠終端終止。如圖所示，導線83、86在核心81a、81b內被一起扭轉(但藉由包圍絕緣材料彼此絕緣)，且可具有實質地恆定間隙。
藉由第17圖實施例之模擬來分析顯示：其較第15與16圖範例加倍寄生共振。20mm單一葉輪構造具有6至7GHz共振，然而兩個10mm葉輪(如第17圖)導致12-14GHz之共振。任一結構滿足歷史系統之所有反向相容性要求以及發展40GBase-T與100GBase-T標準，如將使用以上環形或罐形核心構造。罐形核心幾何免於共振，且葉輪幾何(其接收線路迴路，其如同長的寬)，實質地抑制此寄生模式，為類似或等效於方形罐形核心。
於第15至17圖範例之實施例中，其有助於了解本發明，罐形核心71、81具有大約15mm的長度且中心鑽孔74、75、84、85的直徑為大約0.2-0.5mm。鐵氧材料之磁導率大約為10,000μ。這些實施例展現測試中之160μH的開路電感(OCL)與10GHz及更超過的頻寬。依據開路電感，這些參數中之一或多者的變化可提供較高頻寬。
構造展現前述有利效果，使其特別適盒寬頻寬資料傳送。舉例來說，遠超過2GHz之高頻寬操作(具有-3dB標準內的插入損失)已被展示。對於各導線，僅單一 轉動或繞組的使用延伸較上頻率限制。任何惡化開路電感(OCL)可藉由例如核心(例如，鑽孔)之尺寸及/或核心材料之磁導率改變而被抵銷。
本發明之較佳實施例現在將特別聚焦於ITLT與對於有效率生產的製造方法來描述。這些實施例係基於以上拓樸與特性，且此知識已被使用以建立變壓器於平面的基板，其可利用有效率的製造方法。
這些實施例涉及沈積ITLT導線於實質地平面的基板，例如PCB或可彎曲PCB。
任何適合的絕緣基板可被使用。於以下之一些實施例中係假設：可彎曲PCB被使用為其上有導線被沈積之基板。
參照第18a-18g圖，五個不同的適合的ITLT拓樸被顯示，其中於第18e-18g圖中，第五個拓樸的變化被顯示。
第18a圖顯示第一實施例拓樸100，其顯示第一與第二軌佈局101、106，其(在使用)以相對組態被沈積於可彎曲PCB之相對側(如所示)。軌佈局101、106彼此電性隔離，亦即，沒有與導電軌連接。
第一軌佈局101包含由兩個空間分開的埠終端103、104形成的第一埠102，其經由導線103’、104’延伸至導電迴路105。於此上下文中(及於以下所有參照中)，用語迴路意指不完全的迴路，其延伸離開埠且以串聯連接返回該埠。
迴路105在平面圖中為矩形，且串聯連接至第一埠102之個別的終端103、104。
第二軌佈局106包含由兩個空間分開的埠終端107、108形成的第二埠111，其經由導線107’、108’延伸至導電迴路109。迴路109串聯連接至第二埠之個別的終端107、108。
第二迴路109被形成具有與第一迴路105實質地相同形狀與尺寸，雖然其具有相對方向使得第一與第二埠102、111在可彎曲PCB上彼此相對。第一與第二迴路105、109壓在彼此上面使得縱長與橫向部分在可彎曲PCB之任一側對準(除了在埠102、111處)。
第18b圖顯示第二實施例拓樸110，其類似第18a圖，但於此情形中，使用中間分接(centre-tap)導線。關於第一軌佈局101，第一分接導線112從第一迴路105之橫向部分的中間113延伸。第一分接導線112在第一迴路105之縱長部分之間延伸(且平行)且在第一埠終端103、104之間在第三終端114處終止。在可彎曲PCB之相對側，第二軌佈局106使用第二分接導線116，其以類似方式從第二迴路109之橫向部分的中間117延伸且在第二埠終端107、108之間在第三終端118處終止。
第18c圖顯示第三實施例拓樸120，其類似於第18b圖所示，但於此情形中，個別的第一與第二中間分接導線124、126以相對於個別的終端122、128之方向延伸。此實施例可具有中間分接(centre-tap)實現之其他變 化。舉例來說，其可包含僅第一中間分接導線124，或於進一步實現中，其可包含僅第二中間分接導線126。
第18d圖顯示第四實施例拓樸130，其類似於第18b圖所示，但對於導電迴路使用曲線的而非直角的轉角部分。其包含第一與第二軌佈局132、134於可彎曲PCB之相對側。
更具體言之，第一軌佈局132包含由兩個空間分開的埠終端136、138形成的第一埠131，其經由導線延伸至具有曲線的轉角之第一導電迴路140。再一次，於此情形中用語迴路意指不完全的迴路。第一迴路140串聯連接至第一埠131之個別的終端136、138。中間分接導線146從寬向中間點144延伸且在埠終端136、138之間在第三終端137處終止。
第二軌佈局134包含由兩個空間分開的埠終端152、154形成的第二埠149，其經由導線延伸至第二導電迴路148。第二迴路148串聯連接至第二埠149之個別的終端152、154。中間分接導線146從寬向中間點145延伸且在埠終端152、154之間在第三終端153處終止。
至於以上實施例，第二迴路148被形成具有與第一迴路140實質地相同形狀與尺寸，雖然其具有相對方向使得第一與第二埠131、149在可彎曲PCB上彼此相對。第一與第二迴路140、148壓在彼此上面使得縱長與橫向部分在可彎曲PCB之任一側對準(除了在埠131、149處)。
第18e-18g圖顯示第五實施例拓樸330，其具有 如第18c圖所示之類似的中間分接導線，但使用用於導電迴路之徑向幾何部分344、345。其包含第一與第二軌佈局332、334於可彎曲PCB之相對側。
更具體言之，第一軌佈局332包含由兩個空間分開的埠終端336、338形成的第一埠331，其經由導線延伸至具有徑向幾何的第一導電迴路344。再一次，於此情形中用語迴路意指不完全的迴路，例如圓或橢圓的一半。第一迴路340串聯連接至第一埠331之個別的終端336、338。中間分接導線346從第一迴路之寬向中間點344延伸且在埠終端336、338的相對方向中在第三終端337處終止。中間分接導線346可為直線或有角的軌.
第二軌佈局334包含由兩個空間分開的埠終端352、354形成的第二埠349，其經由導線延伸至第二導電迴路345。第二迴路345串聯連接至第二埠349之個別的終端352、354。中間分接導線346從第二迴路345之寬向中間點延伸且在埠終端352、354的相對方向中在第三終端353處終止。
至於以上實施例，第二迴路345被形成具有與第一迴路334實質地相同形狀與尺寸，雖然其具有相對方向使得第一與第二埠331、349在可彎曲PCB上彼此相對。第一與第二迴路343、345壓在彼此上面使得縱長與橫向部分在可彎曲PCB之任一側對準(除了在埠331、349處)。
此實施例可具有中間分接(centre-tap)實現之其他變化。舉例來說，其可包含僅第一中間分接導線 324，或於進一步實現中，其可包含僅第二中間分接導線326。
一種使用第18圖拓樸來建造ITLT之方法將現在被描述。為了方便性，以下將使用第18d圖拓樸，但應了解的是，第18a-18g圖拓樸可使用相同步驟來實現。
於第一步驟中，平面的基板(後文中「基板」)150被提供。參照第19a圖，於此範例中之基板150為可彎曲PCB。於一些實施例中之可彎曲PCB基板150可由大約50微米厚度的聚醯亞胺形成。其他範例包括PEEK或透明導電聚酯膜。依此方式，於各種實施例中，基板可具有不同厚度，例如，25至250微米。
基板150具有相對的第一與第二表面152、154，於其上分別有第一與第二軌佈局132、134沈積。
參照第19b圖，於隨後步驟中，第一軌佈局132被沈積於第一基板表面152上。已知沈積技術可被使用，包括光刻或類似方法。
參照第19c圖，第二軌佈局134接著被沈積於第二基板表面154上。
如將於第19c圖中所示，第一與第二軌佈局132、134係於第18d圖中所顯示的相對組態。所述軌佈局132、134實質地壓在彼此上面，且特別是導電迴路140、148壓在彼此上面，除了埠131、149之間的部分。虛線表示在相反表面上沒有重疊的區域。
參照第20圖，一或多個窗孔接著被形成於基 板150中以允許核心(未圖示)以稍後描述的方式來安裝。
於此範例中，基板150之縱長的外邊緣部分160被藉由切除(例如，使用機械或雷射切割)來移除，以留下載有第一與第二軌佈局132、134之中間部分162。再者，第一與第二窗孔164在導電迴路140、148之直線與平行部分的中間被切除。
窗孔164具有實質地相同尺寸，以縱長尺寸1不延伸至曲線的轉角部分內。
參照第21a與21b圖，所得「薄膜(membrane)」170(其載有第一與第二軌佈局132、134(包括埠與迴路))係以立體及剖面圖顯示。
應了解的是，相同或相似步驟可應用以對應至第18a-18g圖中所示的拓樸而形成薄膜。所得薄膜170在剖面上為輕量且極薄的。
現參照第22與23圖，核心174係連接至薄膜170以形成ITLT。
核心174可由兩個實質地相同的核心區段180、182形成，其在使用中被放置於薄膜170之任一側。
各核心區段180、182包含本體184，其可具有大致矩形剖面，其寬度大於薄膜170之寬度。本體184之長度實質地等於第20圖中所顯示的窗孔164。本體184可具有實質地平面的頂表面185。
相對的底表面186可為實質地平面的且包括複數個平行的在相鄰的向下突出的壁部188之間界定的縱長 通道190。剖面圖可(實際上)被考量為梳子狀。雖然矩形通道190於此被使用，於一些實施例中，其他形狀的通道可被使用，例如，弓形。
通道190之間的間隔對應至薄膜170上之平行導線之間的間隔。
再者，各通道之內部尺寸(於此情形中，寬度與高度)大於導線之對應尺寸，使得後者可在沒有接觸核心的情況下設於通道內。
現參照第23a與23b中，核心區段180、182被設於薄膜170之任一側，使得壁部188之底表面接觸。
於所示實施例中，兩個中間壁部188透過薄膜窗孔164接觸。外壁部188’接觸薄膜170之任一側。
如第23b圖所示，兩個核心區段180、182以對稱方式連接薄膜170之任一側。
於其他實施例中，核心區段可為不對稱的，例如，一個區段之壁部可長於另一者之壁部。
亦將了解的是，薄膜170被有效地夾置於核心區段180、182之間，而兩個導電迴路140、148於通道190內被支持且以通道壁部隔開，使得沒有接觸產生。
核心區段180、182可使用任何已知手段被固定在一起，例如藉由黏著劑或機械系統(例如夾子)。
以上所述步驟提供功能性ITLT，其可使用標準PCB類型製程被大量製造。進一步較佳步驟與結構特徵將現在被描述。
參照第24圖，框架190被提供以賦能直接的放置及核心區段180、182於正確位置的移除，不論手動地或藉由自動手段。
框架190由相對剛性材料(例如絕緣PCB材料)形成。凹部或窗孔192被形成於其中，於此情形中為矩形。窗孔192的尺寸對應至至少核心區段180、182之下表面186的尺寸。
參照第25a圖，兩個此框架190以相對組態被設於薄膜170的任一側，框架190被結合在一起以形成三明治結構，薄膜為中間層。框架窗孔192露出僅平行導線於薄膜170之個別側，如圖所示，其為核心區段180、182使用中所在之部分。
第25b圖顯示所得ITLT結構之一個寬向邊緣，於其中，三個平行導電軌194被沈積；其分別連接至一個埠的終端，例如，第18d圖中所顯示的第二埠149之終端152、153、154。這些軌194可被焊接至安裝PCB 200之軌，見第26a圖。其賦能至適合的組件之連接，例如用於資料通訊之SMA連接器。類似的軌之組(未圖示)被設於相對的寬向邊緣以用於其他埠131之對應的連接。
參照第26a-26b圖，核心區段180之其中一者被顯示(當被設於框架窗孔192內)。依此方式，沒有或僅一小部分的核心區段180、182突出框架190。框架190幫助保持核心區段180、182在相對於薄膜170的位置中。
於其他實施例中，多個此拓樸(例如第18a-18d 圖中所示)可被沈積於基板之單一片上。
舉例來說，且參照第27a與27b圖，顯示於第18d圖中之四個相同的版本之軌佈局132、134被並排平行設置於單一基板208之個別側。
具有在窗孔214之間的分開的壁部212之不同的框架結構210被提供，其以第25圖中所示之類似方式露出基板之適當部分。核心區段180、182之置放係在雙側執行。於此情形中將需要八個此核心區段180、182。
所得ITLT模組215係顯示於第28圖。ITLT模組215可於一側上被連接至安裝PCB及被置放於上側上方的封蓋。
替代地，四個軌佈局132、134可被設於分開的基板上，藉由結合框架區段在一起，適當地並排保持在窗孔214下。
第27與28圖中所示之實施例如於其他應用中般可行，多線道資料通訊系統被利用。
於一些實施例中，當製造第18-28圖ITLT實施例時，以下尺寸與其他特性將被使用。變化是可能的。
為了提供100歐姆特性阻抗之變壓器，傳輸線對於導電迴路為50歐姆且對於埠或終端連接為100歐姆。
可彎曲PCB可為聚醯亞胺薄片，其有25、50、75與100微米的厚度。
導線可使用17.5、35與70微米中之任何厚度之 銅塗層。
核心74較佳為鐵氧材料，具有在10,000範圍中的磁導率。
於一些實施例中，僅部分的ITLT導電迴路被設於平面的基板上。為了顯示之，藉由範例，進一步實施例現將參照第29至32圖來描述。
參照第29圖，基板220被提供，其上係沈積部分的第18c圖中所示之ITLT拓樸(且簡要參照上文)。任何的第18圖拓樸可被使用於其他實施例中。
對於基板220之材料與尺寸可與以上所給定的那些相同與類似。於此實施例中，四個平行ITLT被設於基板上。
基板包含外框架222，其設有用於四個ITLT中之各者的一或多個切口部分223。各切口223可為實質地矩形。為了說明方便，僅描述用於上面的ITLT之基板佈局。
在框架222之第一左手側224係沈積部分的第18c圖拓樸。
更具體言之，第一埠227被提供，其包含兩個隔開的終端227a、227b，具有向內延伸且然後沿對稱的曲線的路徑228a、228b向外分開之平行軌。兩個軌228a、228b在切口部分223之周界229處終止。
在框架222之相對的右手側230係沈積第18c圖拓樸之中間分接部分，包括具有在先前圖式中之元件符號113、122、124之部分。中間分接終端232係顯示於第29 圖。於此情形中，中間分接部分被設於基板220之相對表面上。於其他實施例中，其可在相同表面上。
第二埠234被設於右手側226，包括兩個終端234a、234b且軌係以以上所述第一埠227的方式之類似方式沈積(雖然以相對方向)。中間分接終止於元件符號236標示之終端處。
上述基板220可使用已知技術來建造。
參照第30至32圖，各ITLT藉由將具有先前所述相同特徵之預先建造的雙筒式核心240設於各切口部分223內而被完成。
核心240具有兩個平行鑽孔241；在各鑽孔內提供一對扭轉的導線242、243，其藉由外鞘彼此絕緣。導線242、243之末端暴露於核心240之末端面245。
其允許其電性連接(例如，藉由焊接)至沈積於基板220上之各對應的軌以完成整個拓樸，例如，於此情形中於第18c圖中所示。
替代地，於其他實施例中，其中，第一與第二導線中之各者可為於基板表面上且延伸之PCB或可彎曲PCB上、或額外的空間分開的基板表面上之PCB或可彎曲PCB上之軌。
各核心240被建造與設置以在切口部分223內相對緊密設置，且此位置可使用自動技術來執行。導線242、243至基板軌之電性連接(例如，藉由焊接)亦可被自動化。
製程可對於其他三個ITLT中之各者被重複。
核心240可以一件式被提供或可以多個區段(例如，二或更多對準的區段)來形成。第32圖表示各核心240可由三個對準的區段來形成。
於其他實施例中，核心240或核心區段可由兩個方向相對的區段形成，例如，於第22與23圖中所示。於其他實施例中，核心240可被介電體膠(dielectric paste)取代。
應了解的是，以上描述的實施例為單純例示用且非用以限制本發明之範疇。其他變化與修改將對於所屬技術領域中具有通常知識者在閱讀本申請案後為顯而易見的。
再者，本申請案之揭露應被了解為包括任何新穎特徵或不論於此揭露明確地或暗示地或其任何概括的特徵之任何新穎結合，且在本申請案或從其衍生的任何申請案之執行期間，新的申請專利範圍可被制訂以涵蓋任何此等特徵及/或此等特徵之結合。

Claims (39)

  1. 一種使用於資料通訊之隔離變壓器，該變壓器包含：以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；以兩個分開的終端形成的第一埠，設置於該基板的一個部分；以兩個分開的終端形成的第二埠，設置於該基板的第二個部分；與第一埠串聯且設置為單迴路之第一導線；與該第一導線電性隔離且與該第二埠串聯之第二導線，第二導線被設置為與第一導線成實質相對的方向之單迴路；其中該第一與第二埠及至少部分的該第一與第二導線被設置於基板表面上；及設置於該第一與第二埠之間的核心，用以覆蓋大部分的該第一與第二導線。
  2. 如申請專利範圍第1項之變壓器，其中該基板包含第一與第二相對邊緣，該第一埠被設置於或靠近該第一邊緣且該第二埠被設置於或靠近該第二邊緣。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之變壓器，其中該第一與第二埠被設置於相對的基板表面。
  4. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該第一與第二導線為大致U型且藉由橫向部分來結合，其各包含從個別埠終端延伸的第一與第二縱長部分。
  5. 如申請專利範圍第4項之變壓器，其中所述縱長部分為實質平行。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之變壓器，其中該第一與第二導線之縱長部分被設置為使得其在該基板的各側彼此實質相對。
  7. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之變壓器，其中各導線之該橫向部分係藉由曲線部分而結合至所述第一與第二縱長部分。
  8. 如申請專利範圍第4至6項中任一項之變壓器，其中各導線之該橫向部分係藉由具有徑向幾何之部分而結合至所述第一與第二縱長部分。
  9. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該第一與第二導線中之各者更包含分接導線，其在埠終端之間部分地沿其個別長度延伸離開所述導線且在分接終端處終止。
  10. 如申請專利範圍第4項或其任何依附請求項之變壓器，其中該第一與第二導線中之各者更包含分接導線，其延伸離開該橫向部分至分接終端。
  11. 如申請專利範圍第9項之變壓器，其中該分接導線在該第一與第二縱長部分之間延伸朝向埠終端。
  12. 如申請專利範圍第9項之變壓器，其中該分接導線以所述埠終端之相反方向延伸。
  13. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該第一與第二導線被設置為整個實質位於基板表面上之軌。
  14. 如申請專利範圍第1至12項中任一項之變壓器，其中該第一與第二導線中之各者被設置為在基板表面上互連之複數個分開的軌部分。
  15. 如申請專利範圍第14項之變壓器，其中該第一與第二導線中之各者係藉由以下所述來設置：第一與第二軌部分，其從其個別埠終端延伸超過基板表面；第三軌部分，其延伸超過基板表面之空間分開的部分；及將第一與第二軌部分互連至第三軌部分且其在核心之 下通過或穿過核心通過。
  16. 如申請專利範圍第15項之變壓器，其中該第一導線之線路的對中之各者係沿著該第二導線之線路的對中之對應一者來扭轉。
  17. 如申請專利範圍第15項之變壓器，其中該第一與第二導線中之各者為於基板表面上且延伸之PCB或可彎曲PCB上、或額外的空間分開的基板表面上之PCB或可彎曲PCB上之軌。
  18. 如申請專利範圍第15、16或17項之變壓器，其中核心為雙筒式核心，具有穿過核心材料之一對鑽孔，在基板表面上之PCB軌係透過線路之對或第一與第二導線而通過。
  19. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該核心係由單一實體構造或複數個並排區段來形成。
  20. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中切口部分被設置於第一與第二埠之間且核心係位於切口部分內。
  21. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該基板為可彎曲材料，例如可彎曲PCB材料。
  22. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，更包含以相對剛性材料形成且被設置於個別第一與第二基板表面上之第一與第二框架構件，框架構件各包含凹部或窗孔，其於所述基板表面上暴露該第一與第二導線，且其中該核心包含被設置位於個別框架構件內之第一與第二區段。
  23. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該核心包含第一與第二區段，其透過於基板中所提供的窗孔而彼此機械地接觸。
  24. 如申請專利範圍第23項之變壓器，其中該基板窗孔至少部分被設置於各基板表面上之該導線迴路內，一或兩核心區段包含有本體，該本體具有用以穿過該窗孔的壁部。
  25. 如申請專利範圍第24項之變壓器，其中更有窗孔被設置鄰近導線迴路之側，且其中一或兩核心區段包含從所述本體延伸之用以穿過該窗孔以形成機械接觸的三個壁部，在三個壁部之間界定的通道被設置以在個別基板表面上實質覆蓋導線。
  26. 如當依附申請專利範圍第11項時的申請專利範圍第23至25項中任一項之變壓器，其中該核心包含第一與第二區段，各區段包含具有從其延伸的四個壁部之本體，其界定在壁部中間的三個通道，壁部透過鄰近導線的基板中之窗 孔而彼此機械地接觸，使得當接觸時，在使用的三個通道在各基板表面上實質地覆蓋第一與第二縱長部分及分接導線。
  27. 如申請專利範圍第22至26項中任一項之變壓器，其中該核心區段係實質相同。
  28. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該核心係由鐵氧材料形成。
  29. 如前述申請專利範圍任一項之變壓器，其中該核心具有10,000或更大的磁導率。
  30. 一種使用於資料通訊系統之隔離變壓器，該變壓器包含：以電絕緣材料形成的平面基板，具有相對的第一與第二表面及實質相對邊緣；以兩個分開的終端形成的第一埠，位於或接近第一邊緣；以兩個分開的終端形成的第二埠，位於或接近第二實質相對邊緣；在基板中第一與第二埠之間的切口部分；被設置於切口部分中之核心，該核心具有第一與第二末端，第一與第二通道在該末端之間延伸；及 個別地串聯第一與第二埠之第一與第二大致U型的導電路徑，所述路徑彼此電性隔離且各路徑由以下所述所組成：(i)基板表面上之第一與第二軌，其從其個別埠終端朝向該核心之一個末端延伸，(ii)線路之對，其連接至第一與第二軌且穿過個別核心通道至該核心的另一末端，及(iii)基板表面之第三軌，其在該核心之另一末端處互連線路之對。
  31. 如前述申請專利範圍任一項之隔離變壓器，為被設置以具有特性阻抗之傳輸線變壓器，其為在第一與第二埠處所呈現的實質一半。
  32. 如前述申請專利範圍任一項之隔離變壓器，提供超過2GHz之操作頻寬。
  33. 如前述申請專利範圍任一項之隔離變壓器，可操作於10G、40G、100G及/或200G、或更大的操作中之一或多者的資料速率。
  34. 一種變壓器系統，包含安裝構件，其承載複數個如前述申請專利範圍任一項之隔離變壓器。
  35. 如申請專利範圍第31項之變壓器系統，其中複數個隔離變壓器被設置於單一基板上。
  36. 如申請專利範圍第34或35項之變壓器系統，其中安裝構件包含由被安裝至基板之一或兩表面之相對剛性絕緣材料所形成的框架。
  37. 一種提供在資料通訊系統中之DC隔離的方法，該方法包含將如前述申請專利範圍任一項之隔離變壓器之一埠連接至電腦、電腦數據機、或資料通訊設備，及將另一埠連接至傳輸線或諸如此類，且於其中，資料通訊系統係經組構以傳送及/或接收資料至及/或從進一步傳輸線。
  38. 一種製造隔離變壓器的方法，該方法包含：提供以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；在基板之一個部分提供以兩個分開的終端形成的第一埠；在基板之第二部分提供以兩個分開的終端形成的第二埠；提供與第一埠串聯且設置為單迴路之第一導線；提供與第一導線電性隔離且與第二埠串聯之第二導線，第二導線被設置為與第一導線成實質相對的方向之單迴路；其中第一與第二埠及至少部分的第一與第二導線被設置為於基板表面上之軌；及 提供在第一與第二埠之間的核心，用以覆蓋大部分的第一與第二導線。
  39. 一種製造隔離變壓器的方法，該方法包含：提供以電絕緣材料形成的具有相對的第一與第二表面之實質平面基板；將以下所述設置於基板之部分上：以兩個分開的終端形成的第一埠；以兩個分開的終端形成的第二埠；與第一埠串聯且延伸超過第一基板表面作為單迴路之第一導電軌；與第一導線電性隔離且與第二埠串聯之第二導電軌，第二導線延伸超第二基板表面作為與第一導線成實質相對的方向之單迴路；及提供位於基板表面的任一側之在使用的核心，以覆蓋大部分的第一與第二導線。
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