TW202314746A - 平板變壓器 - Google Patents
平板變壓器 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202314746A TW202314746A TW110135700A TW110135700A TW202314746A TW 202314746 A TW202314746 A TW 202314746A TW 110135700 A TW110135700 A TW 110135700A TW 110135700 A TW110135700 A TW 110135700A TW 202314746 A TW202314746 A TW 202314746A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- winding
- hole
- area
- wire
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
- H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2809—Printed windings on stacked layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2804—Printed windings
- H01F2027/2819—Planar transformers with printed windings, e.g. surrounded by two cores and to be mounted on printed circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0296—Conductive pattern lay-out details not covered by sub groups H05K1/02 - H05K1/0295
- H05K1/0298—Multilayer circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/08—Magnetic details
- H05K2201/083—Magnetic materials
- H05K2201/086—Magnetic materials for inductive purposes, e.g. printed inductor with ferrite core
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
Abstract
平板變壓器的電路板包含第一柱孔、第二柱孔及多個繞組層。至少一繞組層包含串聯的第一繞線及第二繞線。第一繞線環繞第一柱孔並具有第一開口方向,第二繞線環繞第二柱孔而具有第二開口方向,第一開口方向相異於第二開口方向。藉此,多層之間可適當以導孔串聯,以增加繞線圈數。
Description
本揭露有關一種變壓器,特別是一種平板變壓器。
許多電器用品使用變壓器來將輸入電壓調整為所需之電壓。一般變壓器包含高壓側線圈及低壓側線圈,高壓側線圈接收交流電產生磁場,低壓側線圈響應該磁場產生感應電位差,變壓器藉由高壓側線圈與低壓側線圈的匝數比,來獲得對應匝數比之電壓轉換。
目前愈來愈多電器用品要求體積小,使得變壓器體積亦需隨之縮小。平板變壓器相較於傳統變壓器,具有體積小之特色。因此,平板變壓器在空間較小之應用場合上被使用之比例提高。
有鑑於此,依據一些實施例,平板變壓器包含電路板,該電路板包含多個繞組層、一第一柱孔及一第二柱孔。每一該繞組層包含一第一繞柱區、及一第二繞柱區。該第一柱孔穿過該些第一繞柱區,該第二柱孔穿過該些第二繞柱區。該些繞組層包含一第一層及一第二層。該第一層包含一第一繞線及一第二繞線。該第一層的該第一繞線位於該第一層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第一層的該第二繞線位於該第一層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向。該第一層的該第一繞線電性連接於該第一層的該第二繞線,該第一層的該第一開口方向相異於該第一層的該第二開口方向。該第二層包含一第一繞線及一第二繞線。該第二層的該第一繞線位於該第二層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向的一第二側,該第二層的該第二繞線位於該第二層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向。該第二層的該第一繞線電性連接於該第二層的該第二繞線,該第二層的該第一開口方向相異於該第二層的該第二開口方向。
依據一些實施例,該第一層的該第一繞線位於該第一柱孔的一第一側,該第一層的該第二繞線位於該第二柱孔的一第二側。該第二層的該第一繞線位於該第一柱孔的一第二側,該第二層的該第二繞線位於該第二柱孔的一第一側。該第一柱孔的該第一側相反於該第一柱孔的該第二側。該第二柱孔的該第一側相反於該第二柱孔的該第二側。
依據一些實施例,每一該繞組層包含一第一延伸區及一第二延伸區。該電路板包含一第二導孔,該第二導孔穿過該些第二延伸區。該第一層的該第一繞線延伸至該第一層的該第一延伸區,該第一層的該第二繞線及該第二層的該第二繞線藉該第二導孔電性連接,該第二層的該第一繞線延伸至該第二層的該第一延伸區。
依據一些實施例,該些繞組層另包含一第三層。第三層包含一第一繞線及一第二繞線。該第三層的該第一繞線位於該第三層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第三層的該第二繞線位於該第三層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向。該第三層的該第一繞線電性連接於該第三層的該第二繞線。該第三層的該第一開口方向相異於該第三層的該第二開口方向。
依據一些實施例,該電路板包含一第一導孔及一第二導孔。該第一導孔穿過該些第一延伸區,該第二導孔穿過該些第二延伸區。該第一層的該第一繞線延伸至該第一層的該第一延伸區。該第一層的該第二繞線及該第二層的該第二繞線藉該第二導孔電性連接。該第二層的該第一繞線及該第三層的該第一繞線藉該第一導孔電性連接,該第三層的該第二繞線延伸至該第三層的該第二延伸區。
綜上所述,依據一些實施例,平板電壓器的繞組層包含串聯的第一繞線與第二繞線。第一繞線與第二繞線的開口方向相異。第一繞線環繞第一柱孔的環線方向相反於第二繞線環繞第二柱孔的環繞方向。因此,設計者可藉調整繞線之開口方向來配合高壓側電路、低壓側電路、及電路佈線需求,增加設計的彈性。在一些實施例中,導孔穿過延伸區且多層繞組層之繞線藉由導孔而電性連接,因此,導孔無需配置於繞柱區,讓電路佈線更為彈性。在一些實施例中,導孔均為貫穿孔,使得平板變壓器的電路板無埋孔(buried via hole)或盲孔(blind via hole),電路板製作成本較低、良率高、可靠度高。
請同時參閱圖1及圖2A,圖1繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖,圖2A繪示依據一些實施例,二個繞組層之俯視圖,圖2A將上下疊置的二個繞組層以並列方式呈現。平板變壓器包含一電路板100。該電路板100包含多個繞組層110, 120, 150、一第一柱孔101及一第二柱孔102。每一該繞組層110, 120包含一第一繞柱區111, 121及一第二繞柱區112, 122。該第一柱孔101穿過該些第一繞柱區111, 121,該第二柱孔102穿過該些第二繞柱區112, 122。
圖2A繪示之實施例中,電路板100包含二個繞組層110, 120。該些繞組層110, 120包含第一層110及第二層120(亦可分別稱第一繞組層及第二繞組層,下同,不再贅述)。第一層110包含一第一繞線116及一第二繞線117。該第一層110的該第一繞線116位於該第一層110的該第一繞柱區111並環繞該第一柱孔101而具有一第一開口方向116a。該第一層110的該第二繞線117位於該第一層110的該第二繞柱區112並環繞該第二柱孔102而具有一第二開口方向117a。該第一層110的該第一繞線116電性連接於該第一層110的該第二繞線117。該第一層110的該第一開口方向116a相異於該第一層110的該第二開口方向117a。第二層120包含一第一繞線126及一第二繞線127。該第二層120的該第一繞線126位於該第二層120的該第一繞柱區121並環繞該第一柱孔101而具有一第一開口方向126a。該第二層120的該第二繞線127位於該第二層120的該第二繞柱區122並環繞該第二柱孔102而具有一第二開口方向127a。該第二層120的該第一繞線126電性連接於該第二層120的該第二繞線127,該第二層120的該第一開口方向126a相異於該第二層120的該第二開口方向127a。
前述繞柱區111, 112, 121, 122係指供繞線116, 117, 126, 127環繞的區域,在圖2A實施例中,繞柱區111, 112, 121, 122為矩形,但繞柱區111, 112, 121, 122之形狀並不以此為限,繞柱區111, 112, 121, 122亦可為環繞柱孔101, 102之圓形、橢圓形或不規則形狀。繞線116, 117, 126, 127於繞柱區111, 112, 121, 122環繞柱孔101, 102並具有一開口,因此,各繞線116, 117, 126, 127環繞柱孔101, 102之角度可以從10度至接近360度(容後舉例),視佈線規畫之需求而定,該佈線規畫需求例如但不限於二繞組層間的電性連接之佈線規畫需求、或繞線電性連接至高壓側電路或低壓側電路之佈線規畫需求(容後詳述)。
前述第一層110的第一繞線116的第一開口方向116a係指由第一繞線116構成的弧的開口方向。該弧為第一繞線116環繞第一柱孔101所形成的弧(亦可稱環繞弧)。該環繞弧具有兩端點116b, 116c,該兩端點116b, 116c可以是第一繞線116與第一繞柱區111之交點,或第一繞線116的實際開口的端點(容後說明)。該兩端點116b, 116c的連線為第一繞線116的弦,第一繞線116的第一開口方向116a係垂直第一繞線116的弦、經過該弦的中點的並且方向朝外之方向。第一層110的第二開口方向117a、第二層120的第一開口方向126a及第二層120的第二開口方向127a之意涵相同,故不再贅述。
其次,對於每一層110, 120而言,其第一繞線116, 126之環繞方向與其第二繞線117, 127之環繞方向相反。意即,基於該第一層110的該第一繞線116電性連接於該第一層110的該第二繞線117,該第二層120的該第一繞線126電性連接於該第二層120的該第二繞線127,因此,每一層110, 120之第一繞線116, 126與第二繞線117, 127為串聯狀態。若以串聯的兩端中的一端輸入電流,另一端流出電流,則對於每一層110, 120而言,其第一繞線116, 126之環繞方向與其第二繞線117, 127之環繞方向相反。例如,若於第一層110的第一繞線116輸入電流於第一層110的第二繞線117輸出電流,則第一層110的第一繞線116的環繞方向為順時針(基於圖2A視角),而第一層110的該第二繞線117的環繞方向為逆時針(基於圖2A視角),該兩環繞方向相反。類似的,第二層120之第一繞線126之環繞方向與第二層120之第二繞線127之環繞方向相反。
在圖2A的實施例中,該第一層110的該第一開口方向116a大致朝向圖2A視角的右側,第一層110的第二開口方向117a大致朝向圖2A視角的左上方,兩者相異。該第二層120的該第一開口方向126a大致朝向圖2A視角的左側,該第二層120的該第二開口方向127a大致朝向圖2A視角的右側,兩者相異。此外,第一層110的第一繞線116、第一層110的第二繞線117、第二層120的第一繞線126及第二層120的第二繞線127各別形成的環繞弧可視需求而設計,該些環繞弧的長度可以相同或相異(容後詳述)。
依據一些實施例,該第一層110的該第一繞線116位於該第一柱孔101的一第一側101a。該第一層110的該第二繞線117位於該第二柱孔102的一第二側102b。該第二層120的該第一繞線126位於該第一柱孔101的一第二側101b。該第二層120的該第二繞線127位於該第二柱孔102的一第一側102a。第一柱孔101的第一側101a相反於第一柱孔101的第二側101b。第二柱孔102的第一側102a相反於第二柱孔102的第二側102b。
在一些實施例中,每一繞組層110, 120位於電路板100的一絕緣層191, 192的一表面。在圖2A的實施例中,第一層110位於第一絕緣層191的一表面,而第二層120位於第二絕緣層192的表面。但並不以此為限,第一層110與第二層120可分別位於同一絕緣層的上表面與下表面,例如圖7實施例的第三層230及第四層240分別位於第三絕緣層293之上表面與下表面(容後詳述)。每一繞柱區111, 112, 121, 122對應繞線116, 117, 126, 127所在的表面(或稱每一繞柱區111, 112, 121, 122位於繞線116, 117, 126, 127所在表面之區域)。例如,第一層110之繞線116, 117位於第一絕緣層191的表面,第一層110之繞柱區111, 112即對應第一絕緣層191之該表面;第二層120之繞線126, 127位於第二絕緣層192的表面,第二層120之繞柱區121, 122即對應第二絕緣層192之該表面。
請續參考圖1,在一些實施例中,平板變壓器包含第一磁芯80、一第二磁芯82、第一磁柱84及第二磁柱86。第一磁柱84及第二磁柱86分別連接於第一磁芯80。第一磁柱84、第一磁芯80與第二磁柱86為依序連接的三個獨立元件、或一體成型的單一元件。在一些實施例中,第一磁柱84及第二磁柱86分別連接於第二磁芯82。第一磁柱84、第二磁芯82與第二磁柱86為依序連接的三個獨立元件、或一體成型的單一元件。在一些實施例中,第一磁柱84及第二磁柱86未連接於第一磁芯80或第二磁芯82(例如元件間具有一個小縫隙),但均位於第一磁芯80及第二磁芯82之間。在一些實施例中(請參考圖7),平板變壓器包含二個第一子磁柱84a, 84b及二個第二子磁柱86a, 86b,該二第一子磁柱84a, 84b實質同軸配置,該二第二子磁柱86a, 86b實質同軸配置。第一子磁柱84a、第一磁芯80、第二子磁柱86a為依序連接的三個獨立元件、或一體成型的單一元件。第一子磁柱84b、第二磁芯82、第二子磁柱86b為依序連接的三個獨立元件、或一體成型的單一元件。
在一些實施例中,每一該繞組層110, 120, 150包含一第一延伸區113, 123及一第二延伸區114, 124。該第一層110的該第一繞線116延伸至第一層110的該第一延伸區113,該第二層120的第一繞線126延伸至該第二層120的該第一延伸區123。藉此,平板電壓器可藉由位於第一延伸區113, 123的第一繞線116, 126而電性連接至電路板100的外部、或電性連接至電子元件。類似的,該第一層110的該第二繞線117延伸至第一層110的該第二延伸區114,該第二層120的第二繞線127延伸至該第二層120的該第二延伸區124,不再贅述其用途。
在一些實施例中,第一柱孔101的圓心與第二柱孔102圓心的連線通過第一延伸區113及第二延伸區114,第一延伸區113、第一繞柱區111、第二繞柱區112及第二延伸區114依序排列。
在一些實施例中,該電路板100包含一第二導孔107,該第二導孔107穿過該些第二延伸區114, 124(或稱該第二導孔107位於該些第二延伸區114, 124),該第一層110的該第二繞線117及該第二層120的該第二繞線127藉該第二導孔107電性連接。在一些實施例中,第一層110的第二繞線117延伸至第一層110的第二延伸區114以電性連接至第二導孔107,第二層120的第二繞線127延伸至第二層120的第二延伸區124以電性連接至第二導孔107(如圖2A所示)。在一些實施例中,其中,第二導孔107位於第二延伸區114, 124鄰近於第二繞柱區112, 122、或位於第二延伸區114, 124鄰近電路板100邊界處(如圖2A視圖之上方側邊),而第一層110的該第二繞線117及第二層120的第二繞線127視第二導孔107之位置而延伸至對應的第二延伸區114, 124。在本實施例中,第二導孔107僅位於第二延伸區114, 124,繞柱區111, 112, 121, 122內無任何導孔。
依據一些實施例,請參考圖2A,電路板100的第一層110的第一繞線116、第一層110的第二繞線117、第二層120的第二繞線127及第二層120的第一繞線126依序串聯。第一層110的第一繞線116延伸至第一層110的第一延伸區113之部分及第二層120的第一繞線126延伸至第二層120的第一延伸區123之部分(如圖2A下方所示之二個箭頭,箭頭方向表示可能的電流進出之方向)可用來電性連接至電路板100之外部或電子元件。
在此實施例中,第一層110的第二繞線117及第二層120的第二繞線127藉該第二導孔107電性連接。對應於第一柱孔101之第一繞線116, 126的環繞方向相同,對應於第二柱孔102的第二繞線117, 127的環繞方向相同,且第一繞線116, 126的環繞方向相反於第二繞線117, 127的環繞方向。舉例而言,電流於第一層110之第一繞線116輸入(圖2A的向上大箭頭),電流依序經過第一層110的第二繞線117、第二導孔107、第二層120第二繞線127、及第二層120的第一繞線126(電流從圖2A之向下大箭頭處輸出)。從圖2A可以看出(基於圖2A視角),第一層110的第一繞線116的環繞方向(順時針)相同於第二層120之第一繞線126之環繞方向(順時針);第一層110的該第二繞線117的環繞方向(逆時針)相同於第二層120之第二繞線127之環繞方向(逆時針)。如此,請參考圖2C,圖2C繪示依據一些實施例,圖2A及圖2B之繞組層應用於圖1之磁芯及磁柱在2C-2C位置之剖視圖。電流在第一磁柱84的左側進入圖紙、在第一磁柱84與第二磁柱86之間穿出圖紙、並在第二磁柱86的右側進入圖紙。藉由,對應同一磁柱84, 86的環繞方向相同且對應不同磁柱84, 86之環繞方向相異之設計,串聯的該些繞線116, 117, 126, 127的兩端輸入電流後,形成封閉磁路88。
另,從圖2A可以看出,第一層110的第一繞線116與第二繞線117為第一線形,該第一線形實質上呈S形(或反向的S形)。第二層120的第一繞線126與第二繞線127形成一第二線形。該第二線形與該第一線形實質上互補。此處之線形互補並不要求電性連接的二層疊置後的繞線構成一個圓,疊置的繞線亦可以為一具有一開口的預定角度的弧。以圖2A之實施例為例,在電路板100中,若將第一層110與第二層120疊置(第一柱孔101與第二柱孔102為貫穿孔),疊置的第一層110與第二層120的第一繞線116, 126實質上為環繞第一柱孔101的一個圓,疊置的第一層110與第二層120的第二繞線117, 127實質上為環繞第二柱孔102的一個圓。
請同時參考圖2A、圖2B、圖2C及圖2D,圖2B繪示依據一些實施例,一繞組層之俯視圖。圖2D繪示包含圖2A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖。依據一些實施例,平板變壓器包含第一磁芯80、一第二磁芯82、第一磁柱84、第二磁柱86及一電路板100。電路板100的繞線層包含第一層110、第二層120及第N層190。從圖2B可以看出,第N層190包含一第二繞線197,第N層190第二繞線197環繞第二柱孔102。第一層110的第二繞線117藉由第二導孔107而電性連接第二層120的第二繞線127。將第一層110及第二層120之繞線116, 117, 126, 127的兩端做為高壓側之輸入端,並於該輸入端輸入圖2D中以實線表示之交流電。第N層190之第二繞線197做為低壓側並量測第N層190之第二繞線197之輸出訊號。經實驗測試,該輸出訊號為圖2D中以一點鏈線表示之交流電。圖2D之水平軸為時間,單位為秒(s),垂直軸為電壓,單位為伏特(V)。從圖2D可以看出,輸入訊號之峰值電壓(peak to peak voltage)約18.96V,輸出訊號之峰值電壓約為9.7V。從圖2D可以得知高壓側與低壓側之匝數比約為2:1。
請續參考圖3A,圖3A繪示依據一些實施例,三個繞組層之俯視圖,圖3A將該三個依序疊置的繞組層以並列方式呈現。該電路板100的繞組層包含第一層110、第二層120及第三層130(亦可稱第三繞組層)。第三層130包含一第一繞線136及一第二繞線137,該第三層130的該第一繞線136位於該第三層130的該第一繞柱區131並環繞該第一柱孔101而具有一第一開口方向136a,該第三層130的該第二繞線137位於該第三層130的該第二繞柱區132並環繞該第二柱孔102而具有一第二開口方向137a,該第三層130的該第一繞線136電性連接於該第三層130的該第二繞線137。該第三層130的該第一開口方向136a相異於該第三層130的該第二開口方向137a。
在圖3A實施例中,該第三層130的該第一繞線136位於該第一柱孔101的該第一側101a,該第三層130的該第二繞線137位於該第二柱孔102的該第二側102b。
在一些實施例中,該電路板100包含一第一導孔106及一第二導孔107,該第一導孔106穿過該些第一延伸區113, 123, 133,該第二導孔107穿過該些第二延伸區114, 124, 134,該第一層110的該第一繞線116延伸至該第一層110的該第一延伸區113,該第一層110的該第二繞線117及該第二層120的該第二繞線127藉該第二導孔107電性連接,該第二層120的該第一繞線126及該第三層130的該第一繞線136藉該第一導孔106電性連接,該第三層130的該第二繞線137延伸至該第三層130的該第二延伸區134。因此,電路板100的第一層110的第一繞線116、第一層110的第二繞線117、第二層120的第二繞線127、第二層120的第一繞線126、第三層130的第一繞線136及第三層130的第二繞線137依序串聯。
在一些實施例中,請參考圖3A,該第二層120的該第一繞線126延伸至第二層120的第一延伸區123以電性連接第一導孔106,第三層130的該第一繞線136延伸至第三層130的第一延伸區133以電性連接第一導孔106。第三層130的第二繞線137延伸至第三層130的第二延伸區134,以電性連接電子元件。在本實施例中,導孔106, 107為貫穿孔(plated through hole)且僅位於延伸區113, 114, 123, 124, 133, 134,繞柱區111, 112, 121, 122, 131, 132內無任何導孔。
請參考圖3B,圖3B繪示包含圖3A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖。電路板100的繞線層包含第一層110、第二層120、第三層130及第N層190。將串聯的第一層110、第二層120及第三層130之繞線116, 117, 126, 127, 136, 137的兩端做為高壓側之輸入端,並於該輸入端輸入圖3B中以實線表示之交流電。第N層190之第二繞線197做為低壓側並量測第N層190之第二繞線197之輸出訊號。經實驗測試,該輸出訊號為圖3B中以一點鏈線表示之交流電。從圖3B可以看出,輸入訊號之峰值電壓約21.22V,輸出訊號之峰值電壓約為7.2V。從圖3B可以得知高壓側與低壓側之匝數比約為3:1。在一些實施例中,電路板100包含四個或更多個繞組層,例如圖7或圖10之實施例。
每一導孔106, 107用以電性連接位在不同層且與之連接的繞線,每一導孔106, 107可以是貫穿孔(plated through hole)、盲孔(blind via hole)或埋孔(buried via hole)。例如,圖2A及圖3A繪示的第二導孔107為貫穿孔;實施時,第二導孔107可為盲孔。當導孔106, 107為貫穿孔時,製程較為容易,良率高及成本較低。導孔106, 107位於延伸區113, 114, 123, 124, 133, 134,電路板100的繞柱區111, 112, 121, 122, 131, 132僅配置繞線116, 117, 126, 127, 136, 137,而不配置任何貫穿孔、盲孔或埋孔,使得繞線設計更為便利,良率提高。
請參考圖4A,圖4A繪示依據一些實施例,三個繞組層之俯視圖,圖4A將該三個依序疊置的繞組層以並列方式呈現。圖4A之繞組層包含第一層110m、第二層120m及第三層130m。第一層110m的第一繞線116m電性連接第一層110m的第二繞線117m。第一層110m的第一繞線116m的第一開口方向116a為圖4A視角之右上方,第一層110m的第二繞線117m的第二開口方向117a為圖4A視角之左下方,兩者相異。
第二層120m的第一繞線126m電性連接第二層120m的第二繞線127m。第二層120m的第一繞線126m的第一開口方向126a為圖4A視角之左下方,第二層120m的第二繞線127m的第二開口方向127a為圖4A視角之右上方,兩者相異。
第三層130m的第一繞線136m電性連接第三層130m的第二繞線137m。第三層130m的第一繞線136m的第一開口方向136a為圖4A視角之右上方,第三層130m的第二繞線137m的第二開口方向137a為圖4A視角之左下方,兩者相異。
請再參考圖4A,在一些實施例中,第一延伸區113m, 123m, 133m與第二延伸區114m, 124m, 134m分別位於第一柱孔101的圓心及第二柱孔102的圓心的連線的相對兩側(圖4A視角柱孔圓心連線之左右兩側)。第一延伸區113m, 123m, 133m對應第一柱孔101,第二延伸區114m, 124m, 134m對應第二柱孔102。該第一導孔106m穿過第一延伸區113m, 123m, 133m,該第二導孔107m穿過第二延伸區114m, 124m, 134m,該第一層110m的該第一繞線116m延伸至該第一層110m的該第一延伸區113m,該第一層110m的該第二繞線117m及該第二層120m的該第二繞線127m藉該第二導孔107m電性連接,該第二層120m的該第一繞線126m及該第三層130m的該第一繞線136m藉該第一導孔106m電性連接,該第三層130m的該第二繞線137m延伸至該第三層130m的該第二延伸區134m。因此,第一層110m的第一繞線116m、第一層110m的第二繞線117m、第二層120m的第二繞線127m、第二層120m的第一繞線126m、第三層130m的第一繞線136m及第三層130m的第二繞線137m依序串聯。在本實施例中,第一導孔106m為盲孔且僅位於第二層120m的第一延伸區123m與第三層130m的第一延伸區133m,第二導孔107m為盲孔且僅位於第一層110m的第二延伸區114m與第二層120m的第二延伸區124m。
請參考圖4B,圖4B繪示包含圖4A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖。電路板100的繞線層包含第一層110m、第二層120m、第三層130m及第N層190。將串聯的第一層110m、第二層120m及第三層130m之繞線116, 117, 126, 127, 136, 137的兩端做為高壓側之輸入端,並於該輸入端輸入圖4B中以實線表示之交流電。第N層190之第二繞線197做為低壓側並量測第N層190之第二繞線197之輸出訊號。經實驗測試,該輸出訊號為圖4B中以一點鏈線表示之交流電。從圖4B可以看出,輸入訊號之峰值電壓約19.97V,輸出訊號之峰值電壓約為6.82V。從圖4B可以得知高壓側與低壓側之匝數比約為3:1。
比較圖3A及圖4A之串聯的繞線的環繞弧之總弧長(或總弧角),圖4A串聯的繞線的環繞弧之總弧長(或總弧角)大於圖3A串聯的繞線的環繞弧之總弧長(或總弧角)。然而,將圖3A及圖4A之串聯的繞線分別做為高壓側繞線,而圖2B之第二繞線197做為對應的低壓側繞線。經實驗,三者之高壓側與低壓側之匝數比均約為3:1。顯見匝數比與通過前述封閉磁路88(見於圖2C)之繞線有較大關連,與未通過封閉磁路88之環繞弧之總弧長(或總弧角)較無關連。藉由該些實驗,使用者可以彈性設計延伸區所在位置,以搭配平板變壓器電子元件及電性連接方式。例如,將第一延伸區113選擇性地設計在第一繞柱區111之左側、下側(如圖2A)、或右側(如圖4A),將第二延伸區114選擇性地設計在第二繞柱區112之左側(如圖4A)、上側(如圖2A)、或右側。在一些實施例中,延伸區內配置有導孔或導線,該導孔或導線用以與高壓側電路、低壓側電路及電路佈線電性連接,因此,延伸區配置位置的彈性使得電路設計上更為便利。
請參考圖5A,圖5A繪示依據一些實施例,一繞組層之俯視圖。圖5A之繞組層160包含一第一繞線166及一第二繞線167,該第一繞線166環繞該第一柱孔101而具有一第一開口方向166a。該第二繞線167環繞該第二柱孔102而具有一第二開口方向167a,該第一開口方向166a相異於該第二開口方向167a。該第一繞線166電性連接該第二繞線167。在一些實施例中,第一延伸區163、第一繞柱區161、該第二繞柱區162及該第二延伸區164依序相鄰,第一延伸區163位於第一柱孔101與第二柱孔102的一連線(例如二柱孔之圓心的連線)上且第二延伸區164未位於該連線上。在此實施例中(以圖5A之視角),第一延伸區163位於第一柱孔101之下側,而第二延伸區164位於第二柱孔102之左側。
請參考圖5B,圖5B繪示包含圖5A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖。電路板100的繞線層包含第一層110及第N層190。將串聯的第一層110之繞線116, 117的兩端做為高壓側之輸入端,並輸入圖5B中以實線表示之交流電。第N層190之第二繞線197做為低壓側並量測第N層190之第二繞線197之輸出訊號。經實驗測試,該輸出訊號為圖5B中以一點鏈線表示之交流電。從圖5B可以看出,輸入訊號之峰值電壓約10.37V,輸出訊號之峰值電壓約為9.9V。從圖5B可以得知高壓側與低壓側之匝數比約為1:1。從圖5A可以看出,圖5A的第一繞線166與第二繞線167之環繞弧之總弧長大於1圈,其實驗結果之匝數比約為1:1。該實驗結果驗證匝數比與通過封閉磁路88(見於圖2C)之繞線有較大關連。依據一些實施例,電路板的繞組層另包含一轉折區(圖中未示),轉折區位於第一繞柱區與第二繞柱區之間。繞組層包含依序連接的第一繞線、連接段(圖中未示)及第二繞線。此實施例係可應用於第一孔柱101與第二孔柱102距離較遠之情形。
前述實施例中之繞線為線狀之導體,例如線狀之銅箔。但並不以此為限,繞線亦可為片狀之導體,例如片狀之銅箔。請參閱圖6,圖6繪示依據一些實施例,二個繞組層之俯視圖,圖6將上下疊置的二個繞組層以並列方式呈現,圖6將片狀銅箔之繞線以網點剖面線方式繪示。圖6之繞組層包含第一層110r及第二層120r。第一層110r的第一繞線116r環繞第一柱孔101並具有第一開口方向116a,第一層110r的第二繞線117r環繞第二柱孔102並具有第二開口方向117a。如同前述,第一繞線116r所形成的環繞弧具有兩端點116b, 116c(即環繞弧的開口的端點)。該兩端點116b, 116c的連線為第一繞線116r的弦,第一繞線116r的第一開口方向116a係垂直第一繞線116r的弦、經過該弦的中點的並且方向朝外之方向。第一繞線116r的第一開口方向116a為朝圖6視角之右方。類似地,第一層110r的第二繞線117r的第二開口方向117a為圖6視角之左方,相異於第一層110r的第一繞線116r的第一開口方向116a。
第二層120r的第一繞線126r環繞第一柱孔101並具有第一開口方向126a,第二層120r的第二繞線127r環繞第二柱孔102並具有第二開口方向127a。第二層120r的第一繞線126r的第一開口方向126a為朝圖6視角之左方。類似地,第二層120r的第二繞線127r的第二開口方向127a為朝圖6視角之右方,相異於第二層120r的第一繞線126r的第一開口方向126a。
第一層110r的第二繞線117r藉由導孔107電性連接至第二層120r的第二繞線127r。因此,圖6實施例的第一層110r的第一繞線116r、第一層110r的第二繞線117r、第二層120r的第二繞線127r及第二層120r的第一繞線126r依序串聯。在一些實施例中,用以電性連接第一層110r的第二繞線117r及第二層120r的第二繞線127r的導孔107為單一個孔(如圖2A所示的單一導電孔)或多個孔(如圖6所示的二排導電孔)。
在圖6實施例中,對應於第一柱孔101之第一繞線116r, 126r的環繞方向相同,對應於第二柱孔102的第二繞線117r, 127r的環繞方向相同,且第一繞線116r, 126r的環繞方向相反於第二繞線117r, 127r的環繞方向。如同前述,於第一層110r之第一繞線116r輸入電流、經過第二導孔107後於第二層120r之第一繞線126r輸出電流(請參考圖6下方之大箭頭),第一層110r之第一繞線116r及第二層120r之第一繞線126r之環繞方向為順時針(基於圖6視角),第一層110r之第二繞線117r及第二層120r之第二繞線127r之環繞方向為逆時針(基於圖6視角)。
請參閱圖7,圖7繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖。平板變壓器包含一第一磁芯80、一第二磁芯82、二個第一子磁柱84a, 84b、二個第二子磁柱86a, 86b及一電路板200。電路板200為一四層板並包含一第一柱孔201及一第二柱孔202。第一子磁柱84a, 84b位於第一柱孔201,而第二子磁柱86a, 86b位於第二柱孔202。電路板200、第一子磁柱84a, 84b及第二子磁柱86a, 86b位於第一磁芯80及第二磁芯82之間。電路板200包含多個繞組層210, 220, 230, 240。在本實施例中,前述四層板包含三個絕緣層,分別為第一絕緣層291、第二絕緣層292及第三絕緣層293。電路板200包含四個繞組層,分別為第一層210、第二層220、第三層230及第四層240。第一絕緣層291位於第一層210及第二層220之間,第二絕緣層292位於第二層220及第三層230之間,第三絕緣層293位於第三層230及第四層240之間。因此,第一層210及第二層220分別位於第一絕緣層291的上表面與下表面,第三層230及第四層240分別位於第三絕緣層293的上表面與下表面。
請同時參閱圖7及圖8,圖8繪示圖7實施例之電路板的各繞線層之俯視示意圖,圖8將上下疊置的四個繞組層以並列方式呈現(從圖7之俯視視角)。圖8實施例的第三層230位於第三絕緣層293之上表面,而第四層240位於第三絕緣層293之下表面。為了能更佳地呈現第四層240,於圖8僅將第三層230繪示於第三絕緣層293上,並將第四層單獨以俯視圖呈現,一併敘明。第二層220的第一繞線226電性連接第二層220的第二繞線227。第三層230的第一繞線236電性連接第三層230的第二繞線237。第二層220的第二繞線227及第三層230的第二繞線237藉由第二導孔207電性連接。因此,第二層220的第一繞線226、第二層220的第二繞線227、第三層230的第二繞線237、及第三層230的第一繞線236依序串聯。在一些實施例中,第一導孔206a, 206b及第二導孔207為貫穿孔。第二層220及第三層230的第一繞線226, 236分別電性連接至第一導孔206a, 206b,藉以將串聯的第二層220及第三層230的第一繞線226, 236及第二繞線227, 237的兩端點電性連接至電路板200的表面。
第一層210的第一繞線216及第二繞線217分別環繞第一柱孔201與第二柱孔202。第一層210的第一繞線216未電性連接第一層210的第二繞線217,因此,第一層210的第一繞線216及第一層210的第二繞線217之繞線圈數各別實質為1圈(開口很小)。第四層240的第一繞線246及第二繞線247分別環繞第一柱孔201與第二柱孔202。第四層240的第一繞線246未電性連接第四層240的第二繞線247,因此,第四層240的第一繞線246及第四層240的第二繞線247之繞線圈數各別實質為1圈(開口很小)。第二層220及第三層230的繞線226, 227, 236, 237為高壓側線圈T
H(見於圖9),第一層210及第四層240的繞線216, 217, 246, 247為低壓側線圈T
L,因此,高壓側線圈T
H與低壓側線圈T
L之匝數比為2:1:1:1:1。
請同時參考圖7及圖9,圖9繪示圖7之實施例之平板變壓器之電路功能方塊圖。平板變壓器另包含一高壓側電路90及一低壓側電路92。高壓側電路90適於承接一輸入電源94,輸入電源94可以是直流電源(如圖9所示)或交流電源。高壓側電路90適於轉換該輸入電源94為一預定之交流電後輸入至高壓側線圈T
H。高壓側線圈T
H承接該交流電後,於低壓側線圈T
L產生感應電流。低壓側電路92整流該感應電流後輸出予負載96。低壓側電路92包含同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d(即前述電子元件),該些同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d分別電性連接對應的第一層210的第一繞線216、第一層210的第二繞線217、第四層240的第一繞線246及第四層240的第二繞線247。
在一些實施例中,請同時參考圖7及圖8,第一層210的第一繞線216及第二繞線217位於第一絕緣層291之上表面,且分別電性連接至對應的同步整流電路98a, 98b。第四層240之第一繞線246及第二繞線247位於第三絕緣層293的下表面,且各別電性連接對應的同步整流電路98c, 98d。藉由前述電性連接,即構成圖9之電性連接關係。
在圖7的實施例中,對應第四層240的二個同步整流電路98c, 98d與對應第一層210的二個同步整流電路98a, 98b位於電路板200的相反二側,但並不以此為限。在一些實施例中,該二個同步整流電路98c, 98d與另二個同步整流電路98a, 98b位於電路板200的同一側(即圖7之電路板200左側長邊)。在此實施例中,第四層240之第一繞線246及第二繞線247之開口方向與第一層210之第一繞線216及第二繞線217之開口方向相同(朝向圖7之左上側)。
請再同時參閱圖7及圖8,當電流從第二層220的第一繞線226流入,經過第二層220的第二繞線227、第三層230的第二繞線237,由第三層230的第一繞線236流出時,在第一磁芯80、第一子磁柱84a, 84b、一第二磁芯82、及二個第二子磁柱86a, 86b產生磁通(即前述封閉磁路88,見圖2C),使得第一層210的第一繞線216、第一層210的第二繞線217、第四層240的第一繞線246及第四層240的第二繞線247產生感應電流,經對應的同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d同步整流後,輸出至負載96。
請同時參閱圖10及圖11,圖10繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖,圖11繪示圖10之實施例之平板變壓器之電路功能方塊圖。平板變壓器包含一第一磁芯80、一第二磁芯82、二個第一子磁柱84a, 84b、二個第二子磁柱86a, 86b及一電路板300。電路板300為一八層板並包含一第一柱孔301及一第二柱孔302。第一子磁柱84a, 84b及第二子磁柱86a, 86b分別位於第一柱孔301及第二柱孔302。該電路板300包含七個絕緣層及八個繞線層,從上而下依序為第一層310(第一繞線層簡稱,下同)、第一絕緣層391、第二層320、第二絕緣層392、第三層330、第三絕緣層393、第四層340、第四絕緣層394、第五層350、第五絕緣層395、第六層360、第六絕緣層396、第七層370、第七絕緣層397及第八層380。電路板300包含三個第一導孔306a, 306b, 306c及二個第二導孔307a, 307b。該些第一導孔306a, 306b, 306c穿過第一延伸區(圖中未標示),該些第二導孔307a, 307b穿過第二延伸區(圖中未標示)。該些第一導孔分別為第一子導孔306a、第二子導孔306b及第三子導孔306c。該些第二導孔分為別第四子導孔307a及第五子導孔307b。
在此實施例中,第二層320的第一繞線326電性連接第一子導孔306a,第二層320的第二繞線327電性連接該第四子導孔307a。第三層330的第一繞線336電性連接第二子導孔306b,第三層330的第二繞線337電性連接該第四子導孔307a。第六層360的第一繞線366電性連接該第二子導孔306b,第六層360的第二繞線367電性連接該第五子導孔307b。第七層370的第一繞線376電性連接第三子導孔306c,第七層370的第二繞線377電性連接該第五子導孔307b。
因此,第二層320第一繞線326、第二層320第二繞線327、第二導孔之一307a(第四子導孔307a)、第三層330第二繞線337、第三層330第一繞線336、第二子導孔306b、第六層360第一繞線366、第六層360第二繞線367、第二導孔之另一307b(第五子導孔307b)、第七層370第二繞線377及第七層370第一繞線376依序串聯並形成高壓側線圈T
H,此高壓側線圈T
H之二端分別為第一子導孔306a及第三子導孔306c。因此,依據前述實驗推估,高壓側線圈T
H之合計繞線圈數約為4圈。
第一層310第一及第二繞線316, 317、第四層340第一及第二繞線346, 347、第五層350第一及第二繞線356, 357、及第八層380第一及第二繞線386, 387為低壓側線圈T
L,其繞線圈數各別約為1圈(開口很小)。因此,依據前述實驗推知,高壓側線圈T
H與低壓側線圈T
L之匝數比約為4:1:1:1:1:1:1:1:1。高壓側電路90電性連接該第一子導孔306a及該第三子導孔306c。低壓側電路92的四個同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d分別位於第一絕緣層391之上表面之二側,低壓側電路92的其他四個同步整流電路98e, 98f, 98g, 98h分別位於第七絕緣層397之下表面之二側,該些同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d, 98e, 98f, 98g, 98h電性連接對應的低壓側線圈T
L之各繞線316, 317, 346, 347, 356, 357, 386, 387。具體而言,同步整流電路98a, 98b分別電性連接於第一層310第一及第二繞線316, 317,同步整流電路98c藉由導孔308c而電性連接於第四層340第一繞線346,同步整流電路98d藉由導孔308d而電性連接於第四層340第二繞線347,同步整流電路98e藉由導孔308e而電性連接於第五層350第一繞線356,同步整流電路98f藉由導孔308f而電性連接於第五層350第二繞線357,同步整流電路98g, 98h分別電性連接於第八層380第一及第二繞線386, 387。其中,導孔308c未與第八層380第一繞線386電性連接,導孔308d未與第八層380第二繞線387電性連接,導孔308e未與第一層310第一繞線316電性連接,導孔308f未與第一層310第二繞線317電性連接。
請同時參閱圖12及圖13,圖12繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖,圖13繪示圖12之實施例之平板變壓器之電路功能方塊圖。平板變壓器包含一第一磁芯80、一第二磁芯82、二個第一子磁柱84a, 84b、二個第二子磁柱86a, 86b及一電路板400。電路板400為一八層板並包含一第一柱孔401及一第二柱孔402。第一子磁柱84a, 84b及第二子磁柱86a, 86b分別位於第一柱孔401及第二柱孔402。該電路板400包含七個絕緣層及八個繞線層,從上而下依序為第一層410(第一繞線層簡稱,下同)、第一絕緣層491、第二層420、第二絕緣層492、第三層430、第三絕緣層493、第四層440、第四絕緣層494、第五層450、第五絕緣層495、第六層460、第六絕緣層496、第七層470、第七絕緣層497、及第八層480。電路板包含二個第一導孔406a, 406b(可分別稱為第一子導孔406a及第二子導孔406b)及二個第二導孔407a, 407b(可分別稱為第四子導孔407a及第五子導孔407b)。該二第一導孔406a, 406b穿過第一延伸區(圖中未標示),該二第二導孔407a, 407b穿過第二延伸區(圖中未標示)。
在此實施例中,第二層420的第一繞線426電性連接該二第一導孔之一406a(第一子導孔406a),第二層420的第二繞線427電性連接該二第二導孔之一407a(第四子導孔407a)。第三層430的第一繞線436電性連接該二第一導孔之另一406b(第二子導孔406b),第三層430的第二繞線437電性連接該二第二導孔之一407a(第四子導孔407a)。第六層460的第一繞線466電性連接該二第一導孔之一406a(第一子導孔406a),第六層460的第二繞線467電性連接該二第二導孔之另一407b(第五子導孔407b)。第七層470的第一繞線476電性連接該二第一導孔之另一406b(第二子導孔406b),第七層470的第二繞線477電性連接該二第二導孔之另一407b(第五子導孔407b)。
因此,第二層420第一繞線426、第二層420第二繞線427、第二導孔407a、第三層430第二繞線437、第三層430第一繞線436依序電性連接形成第一線圈T
H1,該第一線圈T
H1的二端分別與二個第一導孔406a, 406b電性連接。因此,依據前述實驗推估,該第一線圈T
H1之總繞線圈數約為2圈。另,第六層460第一繞線466、第六層460第二繞線467、第二導孔407b、第七層470第二繞線477及第七層470第一繞線476依序電性連接並形成第二線圈T
H2。該第二線圈T
H2的二端分別與該二個第一導孔406a, 406b電性連接。因此,依據前述實驗推估,該第二線圈T
H2之總繞線圈數約為2圈。該第一線圈T
H1與該第二線圈T
H2藉由該二個第一導孔406a, 406b而並聯形成高壓側線圈T
H。
第一層410第一及第二繞線416, 417、第四層440第一及第二繞線446, 447、第五層450第一及第二繞線456, 457、及第八層480第一及第二繞線486, 487為低壓側線圈T
L。依據前述實驗推估,其繞線圈數各別約為1圈(開口很小)。因此,高壓側線圈T
H與低壓側線圈T
L之匝數比為2:1:1:1:1及2:1:1:1:1。高壓側電路90電性連接該二第一導孔406a, 406b。低壓側電路92的同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d分別位於第一絕緣層491之上表面之二側,低壓側電路92的其他四個同步整流電路98e, 98f, 98g, 98h分別位於第七絕緣層497之下表面之二側,該些同步整流電路98a, 98b, 98c, 98d, 98e, 98f, 98g, 98h電性連接對應的低壓側線圈T
L之各繞線416, 417, 446, 447, 456, 457, 486, 487。類似於圖10之實施例,圖12之同步整流電路98c, 98d, 98e, 98f分別藉由408c, 408d, 408e, 408f而電性連接對應的繞線446, 447, 456, 457,不再贅述。
前述第一或第二線形實質上所呈的S形(或反向的S形)之實施態樣例如但不限於圖2A的第一層110第一及第二繞線116, 117、圖2A的第二層120第一及第二繞線126, 127、圖3A的第一層110第一及第二繞線116, 117、圖3A的第二層120第一及第二繞線126, 127、圖3A的第三層130第一及第二繞線136, 137、圖4A的第一層110m第一及第二繞線116m, 117m、圖4A的第二層120m第一及第二繞線126m, 127m、圖4A的第三層130m第一及第二繞線136m, 137m、圖5A的第一及第二繞線166, 167、圖6的第一層110r第一及第二繞線116r, 117r、圖6的第二層120r第一及第二繞線126r, 127r、圖7的第二層220第一及第二繞線226, 227、圖7的第三層230第一及第二繞線236, 237、圖10的第二層320第一及第二繞線326, 327、圖10的第三層330第一及第二繞線336, 337、圖10的第六層360第一及第二繞線366, 367、圖10的第七層370第一及第二繞線376, 377、圖12的第二層420第一及第二繞線426, 427、圖12的第三層430第一及第二繞線436, 437、圖12的第六層460第一及第二繞線466, 467、及圖12的第七層470第一及第二繞線476, 477。其次,前述實施態樣中的同一層的第一繞線之環繞方向與第二繞線之環繞方向相反。
綜上所述,在一些實施例中,平板電壓器的繞組層包含串聯的第一繞線與第二繞線。第一繞線與第二繞線的開口方向相異。第一繞線環繞第一柱孔的環繞方向相反於第二繞線環繞第二柱孔的環繞方向。因此,設計者可藉調整繞線之開口方向來配合高壓側電路、低壓側電路、及電路佈線需求,增加設計的彈性。在一些實施例中,導孔穿過延伸區且多層繞組層之繞線藉由導孔而電性連接,導孔無需配置於繞柱區,讓電路佈線更為彈性。在一些實施例中,導孔均為貫穿孔,使得平板變壓器的電路板無埋孔(buried via hole)或盲孔(blind via hole),電路板製作成本較低、良率高、及可靠度高。
100:電路板
101,102,201,202,301,302:第一柱孔、第二柱孔
101a,102a:第一側
101b,102b:第二側
106,106m,107,107m:導孔
110,120,130,150,160:繞組層、第一層、第二層、第三層
110m,120m,130m,110r,120r:第一層、第二層、第三層
111,121,131,161:第一繞柱區
112,122,132,162:第二繞柱區
113,123,133,113m,123m,133m,163:第一延伸區
114,124,134,114m,124m,134m,164:第二延伸區
116,126,136,116m,126m,136m,166,116r,126r:第一繞線
116a,126a,136a,166a:第一開口方向
116b,116c:端點
117,127,137,117m,127m,137m,167,117r,127r:第二繞線
117a,127a,137a,167a:第二開口方向
190:第N層
191,192:第一絕緣層、第二絕緣層
197:第二繞線
200:電路板
201,202:第一柱孔、第二柱孔
206a,206b,207:導孔
210,220,230,240:第一層、第二層、第三層、第四層
216,226,236,246:第一繞線
217,227,237,247:第二繞線
291,292,293:第一絕緣層、第二絕緣層、第三絕緣層
300:電路板
301,302:第一柱孔、第二柱孔
306a,306b,306c,307a,307b:導孔
308c,308d,308e,308f:導孔
310,320,330,340,350,360,370,380:第一層、第二層、第三層、第四層、第五層、第六層、第七層、第八層
316,326,336,346,356,366,376,386:第一繞線
317,327,337,347,357,367,377, 387:第二繞線
391,392,393,394,395,396,397:第一絕緣層、第二絕緣層、第三絕緣層、第四絕緣層、第五絕緣層、第六絕緣層、第七絕緣層
400:電路板
401,402:第一柱孔、第二柱孔
406a,406b,407a,407b:導孔、子導孔
408c,408d,408e,408f:導孔
410,420,430,440,450,460,470,480:第一層、第二層、第三層、第四層、第五層、第六層、第七層、第八層
416,426,436,446,456,466,476,486:第一繞線
417,427,437,447,457,467,477,487:第二繞線
491,492,493,494,495,496,497:第一絕緣層、第二絕緣層、第三絕緣層、第四絕緣層、第五絕緣層、第六絕緣層、第七絕緣層
80,82:第一磁芯、第二磁芯
84,84a,84b,86,86a,86b:第一磁柱、第一子磁柱、第二磁柱、第二子磁柱
88:封閉磁路
90:高壓側電路
92:低壓側電路
94:輸入電源
96:負載
98a,98b,98c,98d,98e,98f,98g,98h:同步整流電路
T
H,T
H1,T
H2,T
L:高壓側線圈、第一線圈、第二線圈、低壓側線圈
[圖1] 繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖;
[圖2A] 繪示依據一些實施例,二個繞組層之俯視圖;
[圖2B] 繪示依據一些實施例,一繞組層之俯視圖;
[圖2C] 繪示依據一些實施例,圖2A及圖2B之繞組層應用於圖1之磁芯及磁柱在2C-2C位置之剖視圖;
[圖2D] 繪示包含圖2A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖;
[圖3A] 繪示依據一些實施例,三個繞組層之俯視圖;
[圖3B] 繪示包含圖3A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖;
[圖4A] 繪示依據一些實施例,三個繞組層之俯視圖;
[圖4B] 繪示包含圖4A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖;
[圖5A] 繪示依據一些實施例,一繞組層之俯視圖;
[圖5B] 繪示包含圖5A及圖2B繞組層之電路板之實驗波形圖;
[圖6] 繪示依據一些實施例,二個繞組層之俯視圖;
[圖7] 繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖;
[圖8] 繪示圖7之實施例之電路板之各繞線層之俯視示意圖;
[圖9] 繪示圖7之實施例之平板變壓器之電路功能方塊圖;
[圖10] 繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖;
[圖11] 繪示圖10之實施例之平板變壓器之電路功能方塊圖;
[圖12] 繪示依據一些實施例,一平板變壓器之立體分解圖;及
[圖13] 繪示圖12之實施例之平板變壓器之電路功能方塊圖。
101,102:第一柱孔、第二柱孔
101a,102a:第一側
101b,102b:第二側
107:導孔
110,120:第一層、第二層
111,121:第一繞柱區
112,122:第二繞柱區
113,123:第一延伸區
114,124:第二延伸區
116,126:第一繞線
116a,117a:第一開口方向、第二開口方向
116b,116c:端點
117,127:第二繞線
126a:第一開口方向
127a:第二開口方向
191,192:第一絕緣層、第二絕緣層
Claims (14)
- 一種平板變壓器,包含: 一電路板,該電路板包含多個繞組層、一第一柱孔及一第二柱孔,每一該繞組層包含一第一繞柱區及一第二繞柱區,該第一柱孔穿過該些第一繞柱區,該第二柱孔穿過該些第二繞柱區,該些繞組層包含: 一第一層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第一層的該第一繞線位於該第一層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第一層的該第二繞線位於該第一層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第一層的該第一繞線電性連接於該第一層的該第二繞線,該第一層的該第一開口方向相異於該第一層的該第二開口方向;及 一第二層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第二層的該第一繞線位於該第二層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第二層的該第二繞線位於該第二層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第二層的該第一繞線電性連接於該第二層的該第二繞線,該第二層的該第一開口方向相異於該第二層的該第二開口方向。
- 如請求項1所述之平板變壓器,其中,該第一層的該第一繞線位於該第一柱孔的一第一側,該第一層的該第二繞線位於該第二柱孔的一第二側,該第二層的該第一繞線位於該第一柱孔的一第二側,該第二層的該第二繞線位於該第二柱孔的一第一側。
- 如請求項1所述之平板變壓器,其中,該第一層的該第一繞線與該第一層的該第二繞線為一第一線形,該第一線形實質上呈S形,該第二層的該第一繞線與該第二層的該第二繞線形成一第二線形,該第二線形與該第一線形實質上互補。
- 如請求項3所述之平板變壓器,其中,每一該繞組層包含一第一延伸區及一第二延伸區,該電路板包含一第二導孔,該第二導孔穿過該些第二延伸區,該第一層的該第一繞線延伸至該第一層的該第一延伸區,該第一層的該第二繞線及該第二層的該第二繞線藉該第二導孔電性連接,該第二層的該第一繞線延伸至該第二層的該第一延伸區。
- 如請求項4所述之平板變壓器,其中,該些第一延伸區與該些第二延伸區位於該電路板的相對兩側。
- 如請求項1所述之平板變壓器,其中,該些繞組層另包含: 一第三層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第三層的該第一繞線位於該第三層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第三層的該第二繞線位於該第三層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第三層的該第一繞線電性連接於該第三層的該第二繞線,該第三層的該第一開口方向相異於該第三層的該第二開口方向。
- 如請求項6所述之平板變壓器,其中,該電路板包含一第一導孔及一第二導孔,每一該繞組層包含一第一延伸區及一第二延伸區,該第一導孔穿過該些第一延伸區,該第二導孔穿過於該些第二延伸區,該第一層的該第一繞線延伸至該第一層的該第一延伸區,該第一層的該第二繞線及該第二層的該第二繞線藉該第二導孔電性連接,該第二層的該第一繞線及該第三層的該第一繞線藉該第一導孔電性連接,該第三層的該第二繞線延伸至該第三層的該第二延伸區。
- 如請求項7所述之平板變壓器,其中,於每一該繞線層中,該第一柱孔的一圓心與該第二柱孔的一圓心的一連線通過該第一延伸區及該第二延伸區。
- 如請求項1至8中任一項所述之平板變壓器,其中,該些第一繞線與該些第二繞線為線狀之導體或片狀之導體。
- 如請求項1所述之平板變壓器,其中,每一該繞組層包含一第一延伸區及一第二延伸區,該第一層的該第一延伸區、該第一繞柱區、該第二繞柱區及該第二延伸區依序相鄰,該第一層的該第一延伸區位於該第一柱孔的一圓心與該第二柱孔的一圓心的一連線上且該第二延伸區未位於該連線上。
- 一種平板變壓器,包含: 一電路板,該電路板包含多個繞組層、一第一柱孔、一第二柱孔、二第一導孔及一第二導孔,每一該繞組層包含一第一繞柱區、一第二繞柱區、一第一延伸區、一第二延伸區,該第一柱孔穿過該些第一繞柱區,該第二柱孔穿過該些第二繞柱區,該些第一導孔穿過該些第一延伸區,該第二導孔穿過該些第二延伸區,該些繞組層包含: 一第一層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第一層的該第一繞線位於該第一層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第一層的該第二繞線位於該第一層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一第二層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第二層的該第一繞線位於該第二層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第二層的該第二繞線位於該第二層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第二層的該第一繞線電性連接於該第二層的該第二繞線,該第二層的該第一開口方向相異於該第二層的該第二開口方向,該第二層的該第一繞線延伸至該第二層的該第一延伸區並電性連接該二第一導孔之一,該第二層的該第二繞線延伸至該第二層的該第二延伸區並電性連接該第二導孔; 一第三層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第三層的該第一繞線位於該第一層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第三層的該第二繞線位於該第三層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第三層的該第一繞線電性連接於該第三層的該第二繞線,該第三層的該第一開口方向相異於該第三層的該第二開口方向,該第三層的該第一繞線延伸至該第三層的該第一延伸區並電性連接該二第一導孔之另一,該第三層的該第二繞線延伸至該第三層的該第二延伸區並電性連接該第二導孔;及 一第四層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第四層的該第一繞線位於該第四層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第四層的該第二繞線位於該第四層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一高壓側電路,電性連接該二第一導孔;及 一低壓側電路,電性連接該第一層的該第一繞線、該第一層的該第二繞線、該第四層的該第一繞線、及該第四層的該第二繞線。
- 如請求項11所述之平板變壓器,其中,該低壓側電路包含四組輸出端,該些輸出端分別對應該第一層的該第一繞線、該第一層的該第二繞線、該第四層的該第一繞線、及該第四層的該第二繞線,該四組輸出端並聯。
- 如請求項11所述之平板變壓器,其中,該些繞組層另包含: 一第五層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第五層的該第一繞線位於該第五層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第五層的該第二繞線位於該第五層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一第六層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第六層的該第一繞線位於該第六層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第六層的該第二繞線位於該第六層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第六層的該第一繞線電性連接於該第六層的該第二繞線,該第六層的該第一開口方向相異於該第六層的該第二開口方向,該第六層的該第一繞線延伸至該第六層的該第一延伸區並電性連接該二第一導孔之該一,該第六層的該第二繞線延伸至該第六層的該第二延伸區並電性連接該第二導孔; 一第七層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第七層的該第一繞線位於該第七層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第七層的該第二繞線位於該第七層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第七層的該第一繞線電性連接於該第七層的該第二繞線,該第七層的該第一開口方向相異於該第七層的該第二開口方向,該第七層的該第一繞線延伸至該第七層的該第一延伸區並電性連接該二第一導孔之該另一,該第七層的該第二繞線延伸至該第七層的該第二延伸區並電性連接該第二導孔;及 一第八層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第八層的該第一繞線位於該第八層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第八層的該第二繞線位於該第八層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 其中,該低壓側電路電性連接該第五層的該第一繞線、該第五層的該第二繞線、該第八層的該第一繞線、及該第八層的該第二繞線。
- 一種平板變壓器,包含: 一電路板,該電路板包含多個繞組層、一第一柱孔、一第二柱孔、三個第一導孔及二個第二導孔,每一該繞組層包含一第一繞柱區、一第二繞柱區、一第一延伸區、一第二延伸區,該第一柱孔穿過該些第一繞柱區,該第二柱孔穿過該些第二繞柱區,該些第一導孔穿過該些第一延伸區,該些第二導孔穿過該些第二延伸區,該些第一導孔分為別一第一子導孔、一第二子導孔及一第三子導孔,該些第二導孔分為別一第四子導孔及一第五子導孔,該些繞組層包含: 一第一層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第一層的該第一繞線位於該第一層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第一層的該第二繞線位於該第一層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一第二層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第二層的該第一繞線位於該第二層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第二層的該第二繞線位於該第二層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第二層的該第一繞線電性連接於該第二層的該第二繞線,該第二層的該第一開口方向相異於該第二層的該第二開口方向,該第二層的該第一繞線延伸至該第二層的該第一延伸區並電性連接該第一子導孔,該第二層的該第二繞線延伸至該第二層的該第二延伸區並電性連接該第四子導孔; 一第三層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第三層的該第一繞線位於該第一層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第三層的該第二繞線位於該第三層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第三層的該第一繞線電性連接於該第三層的該第二繞線,該第三層的該第一開口方向相異於該第三層的該第二開口方向,該第三層的該第一繞線延伸至該第三層的該第一延伸區並電性連接該第二子導孔,該第三層的該第二繞線延伸至該第三層的該第二延伸區並電性連接該第四子導孔; 一第四層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第四層的該第一繞線位於該第四層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第四層的該第二繞線位於該第四層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一第五層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第五層的該第一繞線位於該第五層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第五層的該第二繞線位於該第五層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一第六層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第六層的該第一繞線位於該第六層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第六層的該第二繞線位於該第六層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第六層的該第一繞線電性連接於該第六層的該第二繞線,該第六層的該第一開口方向相異於該第六層的該第二開口方向,該第六層的該第一繞線延伸至該第六層的該第一延伸區並電性連接該第二子導孔,該第六層的該第二繞線延伸至該第六層的該第二延伸區並電性連接該第五子導孔; 一第七層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第七層的該第一繞線位於該第七層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔而具有一第一開口方向,該第七層的該第二繞線位於該第七層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔而具有一第二開口方向,該第七層的該第一繞線電性連接於該第七層的該第二繞線,該第七層的該第一開口方向相異於該第七層的該第二開口方向,該第七層的該第一繞線延伸至該第七層的該第一延伸區並電性連接該第三子導孔,該第七層的該第二繞線延伸至該第七層的該第二延伸區並電性連接該第五子導孔;及 一第八層,包含一第一繞線及一第二繞線,該第八層的該第一繞線位於該第八層的該第一繞柱區並環繞該第一柱孔,該第八層的該第二繞線位於該第八層的該第二繞柱區並環繞該第二柱孔; 一高壓側電路,電性連接該第一子導孔及該第三子導孔;及 一低壓側電路,電性連接該第一層的該第一繞線、該第一層的該第二繞線、該第四層的該第一繞線、該第四層的該第二繞線、該第五層的該第一繞線、該第五層的該第二繞線、該第八層的該第一繞線、及該第八層的該第二繞線。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW110135700A TWI759247B (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 平板變壓器 |
CN202111241351.8A CN115863016A (zh) | 2021-09-24 | 2021-10-25 | 平板变压器 |
US17/552,811 US20230094775A1 (en) | 2021-09-24 | 2021-12-16 | Planar transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW110135700A TWI759247B (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 平板變壓器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI759247B TWI759247B (zh) | 2022-03-21 |
TW202314746A true TW202314746A (zh) | 2023-04-01 |
Family
ID=81710902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW110135700A TWI759247B (zh) | 2021-09-24 | 2021-09-24 | 平板變壓器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230094775A1 (zh) |
CN (1) | CN115863016A (zh) |
TW (1) | TWI759247B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI747508B (zh) * | 2020-09-17 | 2021-11-21 | 群光電能科技股份有限公司 | 平板繞組變壓器 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWM509967U (zh) * | 2015-02-16 | 2015-10-01 | Chicony Power Tech Co Ltd | 整合式電源轉換模組 |
-
2021
- 2021-09-24 TW TW110135700A patent/TWI759247B/zh active
- 2021-10-25 CN CN202111241351.8A patent/CN115863016A/zh active Pending
- 2021-12-16 US US17/552,811 patent/US20230094775A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20230094775A1 (en) | 2023-03-30 |
CN115863016A (zh) | 2023-03-28 |
TWI759247B (zh) | 2022-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10170953B2 (en) | Planar composite structures and assemblies for axial flux motors and generators | |
US7477124B2 (en) | Method of making slotted core inductors and transformers | |
KR100779238B1 (ko) | 전기적 소자 및 이의 제조 방법 | |
US11201515B2 (en) | Motor coil substrate and method for manufacturing motor coil substrate | |
US11283317B2 (en) | Motor coil substrate, motor, and method for manufacturing motor coil substrate | |
US20220084734A1 (en) | Transformer | |
TWI759247B (zh) | 平板變壓器 | |
JP2023068153A (ja) | 軸方向磁束モータおよび発電機のための改善された平面複合構造およびアセンブリ | |
US20200091805A1 (en) | Dynamo-electric machine with reduced cogging torque | |
KR20200072606A (ko) | 평면형 트랜스포머 | |
Ngo et al. | Fabrication method for a winding assembly with a large number of planar layers | |
JP2014229909A (ja) | 電気機器及び/又は電子機器のための装置及びコイル、及び、そのコイルを形成する方法 | |
US7119648B1 (en) | Coaxial push pull transformers for power converters and like circuits | |
TWI759242B (zh) | 變壓器 | |
JP2020527014A5 (zh) | ||
US20210166860A1 (en) | Hybrid transformers for power supplies | |
JPH06231978A (ja) | プリントコイル形トランス | |
JP2007173647A (ja) | 電磁誘導部品および電源装置 | |
JP2003031430A (ja) | 小型フライバックトランス | |
JPH08273944A (ja) | 平面型トランス | |
JP2003197437A (ja) | 低背型電源トランス | |
JP2020123648A (ja) | 磁気部品 | |
JP2007173646A (ja) | 電磁誘導部品および電源装置 | |
JPH09180940A (ja) | トランス | |
JP2010062296A (ja) | コイル、変圧素子、スイッチング電源装置 |