TWI357086B - Transformer and method for adjusting mutual induct - Google Patents

Transformer and method for adjusting mutual induct Download PDF

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TWI357086B TW097125135A TW97125135A TWI357086B TW I357086 B TWI357086 B TW I357086B TW 097125135 A TW097125135 A TW 097125135A TW 97125135 A TW97125135 A TW 97125135A TW I357086 B TWI357086 B TW I357086B
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Description

1357086 aSEK2090-NEW-FINAL-TW-20080514 27072twf.d〇c/d 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種變壓器，且特別是有關於一種藉 由線路基板内的内部線路所構成的變壓器。 【先前技術】
丄在平衡非平衡纽H中’可藉由構成變壓器的兩電感 間父互麵合磁場來產生互感，以負責單端傳遞差動訊號。 在電子產品小魏_勢下，轉電子元耗 基板令，例如電容、電感及電阻等被動元件。變壓j兩 由線圈所構成的電感可由線路基板的線路佈局所構成。 圖1繪示-種習知的變壓器的佈局。請參昭圖i，習 „變壓n議具有實質上皆位於同一平面的兩線圈 (planecGil)11G與12G’其所分別具有的多個繞圈（loop) 由内而外鱗交叉湖。在特定的魏設計下，可藉由調
整兩線圈11G肖12G的尺寸來難這兩者間的互感值 (mutual mductance)。然而，調整兩線圈ιι〇與12〇的尺 這兩者各自的的自感值(崎――ce)，而 這使麦壓器100的佈局較無設計彈性。 圖2繪示另-種習知的變壓器的 習知，壓器，具有實質上位於同—平面二鄰的線 圈210與220。變壓器2〇〇需藉由项敕、上 之間的距離以調整這兩者間的互感二而雖2 = 二! 二0=的距離不會改變這兩者各自的自感 值，但这部會增加變壓器200的佈局面積。 1357086 ASEK2090-NEW-FrNAL-TW-20080514 27072twf.doc/d 【發明内容】 本發明提出一種變壓器，可增加其佈局的設計彈性。 本發明提出一種互感值調整方法，其可在不影響自咸 值的情況下調整互感值。 、 為具體描述本發明之内容，在此提供一種變壓器，適 於配置於一線路基板内。變壓器包括一第一平面線圈及— 第，平面線圈，其中第一平面線圈具有多數個第一繞圈， φ 而第二平面線圈具有多數個第二繞圈。並且，這些第—繞 圈的至少兩相鄰者所構成的一第一繞圈束與這些第二繞圈 的至少兩相鄰者所構成的一第二繞圈束相互跨越。 在本發明的一實施例中，這些第一繞圈之一第一線段 位於這些第二繞圈的兩相鄰者之間。 在本發明的一實施例中，這些第二繞圈之一第二線段 位於這些弟一燒圈的兩相鄰者之間。 ^ 在本發明的一實施例中，線路基板具有一絕緣層，且 ，一平面線圈的每一第一繞圈皆包括一第一普通線段、一 第一跨接線段與—第一導電孔道。第一跨接線段與第—普 通線段分別位於絕緣層的兩侧，而第一導電孔道穿過絕緣 層來，接第—普通線段及第一跨接線段。 ^第二平面線圈的每一第二繞圈皆包括一第二普通線 ，、一第二跨接線段與一第二導電孔道’其中第二普通線 ，與=一普通線段實質上分佈於同一平面上。第二跨接線 段與第二普通線段分別位於絕緣層的兩側，而第二導電孔 道穿過絕緣層來連接第二普通線段及第二跨接線段。 6 1357086 ASEK2090-NEW-FINAL-TW-20080514 27072twf.doc/d 第一繞圈束的這些第一跨接線段在平面上的投影與第 二繞圈束的這些第二普通線段相交，且第二繞圈束的這些 第二跨接線段在平面上的投影與第一繞圈束的這些第一普 通線段相交。
在本發明的一實施例中，至少一第一繞圈的第一普通 ，段與至少另一第一繞圈的第—跨接線段於投影平面上相 交，且絕緣層配置於第一繞圈的第一普通線段與另一第一 繞圈的第一跨接線段之間。 在本發明的—實施例中，至少一第二繞圈的第二普通 又與至少另一第二繞圈的第二跨接線段於投影平面上相 交，且絕緣層配置於第二繞圈的第二普通線段與另— 繞圈的第二跨接線段之間。 — ^發明提出-種互感值調整方法，適於調整—變壓器 的第一平面線圈及一第二平面線圈之間的互感值 — 平面線圈具有多個第-麵，而第二平面線圈具有多
—繞圈。第—繞圈包括至少―第―内圈與至少—第 第二繞圈包括至少—第二内圈與至少―第二外圈，且 第一内圈與第二内圈互跨。 位置$ 3整二'在:持第一外圈與第二外圈的 置，况下’調整弟一内圈與第二内圈的位置 弟一内圈與第二内圈的重疊面積。 又 ^本發明之—實施例中，當第—内圈位於二第二 之間h，調整第-内圈與二第二繞圈的位置。 在本發明之—實關中，當第二_位於二第-植圈 7 1357086 27〇72tw£doc/d ASEK2090-NEW-FINAL-TW-20080514 之間k，調整第二内圈與二第一繞圈的位置。 承上所述，本發明可在維持第一繞圈的數量及第二繞 f的數量的情況下，浦構成第束的第—繞圈的數 置及構成第二繞圈束的第二繞圈的數量。因此，本發明在 ，王第二與第二平面線圈之間的互感值的同時，不會影響 f與第一平面線圈各自的自感值，亦不會大幅增加變壓 益的佈局面積。 • 且㈤為讓本㈣之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 ,，下文特舉實施例’並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 . 圖3繪示本發明一實施例的變壓器的佈局。請參照圖 3 ’本實施例之變壓器通適於配置於一線路基板獅内， t線路基板_例如是印刷電路板或電子構裝載板。變 壓器300的佈局包括一第一平面線圈310及一第二平面線 圈320其均是由線路基板4〇〇的内部線路所構成。前述 • „板4°°包鮮個線路層、多健㈣線路層依序 又錯韋f的絕緣層和多個穿過這些絕緣層來連接這些線路 f的導電孔道（識duetivevia)，其中線路基板棚的内 邻線路包括這些線路層及這些導電孔道。 第一平面線圈310具有多數個依序連接的第一繞圈 312 (圖3僅繪示三個第一繞圈3i2a_c作為代表）。第二 平面線圈32G具有多數個依序連接的第二繞圈322 (圖3 f繪不二個第二繞圈322a_e作為代表）。在本實施例中， 夕條相鄰的第-繞圈312構成一第一繞圈束m，而多條相
S 1357086 27072twf.doc/d ASEK2090-NEW-FrNAL-TW-20〇8〇514 鄰的第二繞圈322構成一第二繞圈束B2，且第一繞圈束 B1與第一繞圈束B2相互跨越。 在本實施例中，可在最外圍的第一繞圈312a及第二 繞圈322a所圍出的範圍内藉由調整第一繞圈束則與第二 繞圈束B2的尺寸來調整第—繞圈束m與第二繞圈束拉 的互感值。值得注意的是，調整第一繞圈束B1與第二繞 圈束B2的互感值不會影響第一繞圈束B1與第二繞圈束 φ B2的自感值，亦不會大幅增加變壓器3〇〇的佈局面積。因 此，相較習知的變壓器100 (請參照圖〇，本實施例之變 壓器300的佈局具有更大的設計彈性。 凊參照圖3的區域A1’在本實施例中，第一繞圈312c 的一第一線段L1可位於兩相鄰的第二繞圈322b及322c 之間。同樣地，請參照圖3的區域A2，在本實施例中，第 二繞圈322c的一第二線段L2可位於兩相鄰的第一繞圈 312b及312c之間。 圖4繪示圖3中沿I-Ι線段的剖面。請同時參照圖3 _ 與圖4，在本實施例十’線路基板4〇〇包括一絕緣層41〇。 第一平面線_ 310的每一第一繞圈312皆可具有一第一普 通線段（general segment) G卜一第一跨接線段（crossing segment) Cl 與一第一導電孔道（c〇nductiVe via) 。第 一跨接線段C1與第一普通線段gi分別位於絕緣層410的 兩側，而第一導電孔道VI穿過絕緣層41〇來連接第一普 通線段G1及第一跨接線段ci。 圖5繪示圖3中沿ΙΙ-Π線段的剖面。請同時參照圖3 9 1357086 ASEK2090-NEW-FiNAL-TW-200805I4 27072twf.doc/d 與圖5，於本實施例中’第二平面線圈320的每一第二繞 圈322皆可具有一第二普通線段G2、一第二跨接線段C2 與一第二導電孔道V2，其中第二普通線段G2與第—普通 線段G1實質上分佈於同一平面上。第二跨接線段C2與第 二普通線G2段分別位於絕緣層410的兩側，而第二導電 孔道V2穿過絕緣層410來連接第二普通線段G2及第二跨 接線段C2。 請再次參照圖3與圖4 ’於本實施例中，第一繞圈束 B1的第一跨接線段C1在平面上的投影與第二繞圈束B2 的弟一普通緣段G2相交。此外，於本實施例中，第一繞 圈束B1的第一跨接線段C1與第二繞圈束B2的第二普通 線段G2分別位於絕緣層410的兩側。 請再次參照圖3與圖5，於本實施例中，第二繞圈束 B2的第二跨接線段C2在平面上的投影與第一繞圈束 的第一普通線段G1相交。此外，於本實施例中，第二繞 圈束B2的弟—跨接線段C2與第一繞圈束B1的第一普通 線段G1分別位於絕緣層41〇的兩侧。 圖6繪禾圖3中沿ΙΠ_ιπ線段的剖面。請同時參照圖 3與圖6，在本實施例中，兩第一繞圈312a、312b的兩第 一普通線段G1與另一第一繞圈312c的第一跨接線段ci 於投影平面上相交。而且，絕緣層41〇配置於兩第一繞圈 312a、312b的兩第—普通線段gi與另一第一繞圈31几的 第一跨接線段C1之間。值得注意的是，本實施例並非用 以限定於投影平面上相交的第一繞圈數。舉例來說，也可 1357086 ASEK2090-NEW-FINAL-TW-20080514 27072twf.doc/d 以是三第一繞圈的三第一普通線段與另一第一繞圈的第一 跨接線段於投影平面上相交，換言之，於投影平面上相交 的第一繞圈數可視變壓器的設計需求而定。 圖7繪示圖3中沿IV-IV線段的剖面。請同時參照圖 3與圖7，在本實施例中’兩第二繞圈322a、322b的兩第 二普通線段G2與另一第二繞圈322c的第二跨接線段C2 於投影平面上相交。而且，絕緣層410配置於兩第二繞圈 322a、322b的兩第二普通線段G2與另一第二繞圈322c的 第二跨接線段C2之間。值得注意的是，本實施例並非用 以限定於投影平面上相交的第二繞圈數。舉例來說，也可 以是三第二繞圈的三第二普通線段與另一第二繞圈的第二 跨接線段於投影平面上相交，換言之，於投影平面上相交 的第二繞圈數可視變壓器的設計需求而定。 此外，請再次參照圖3，於本實施例中，在第一繞圈 312a-c中，第一繞圈312c較接近第一平面線圈310的中心 部分，故可歸類為第一内圈，而第一繞圈312a、312b較接 近第一平面線圈310的外圍部分，故可歸類為第一外圈。 同理’在第二繞圈322a-c中，第二繞圈322c較接近第二 平面線圈320的中心部分，故可歸類為第二内圈，而第二 繞圈322a、322b較接近第二平面線圈320的外圍部分，故 可歸類為第二外圈。並且，調整第一外圈（即第一繞圈 312a、312b)的位置可調整第一平面線圈310的自感值， 調整第二外圈（即第二繞圈322a、322b)的位置可調整第 二平面線圈320的自感值。 11 1357086 ASEK2090-NEW-FINAL-TW-20080514 27072twf.doc/d 調整變壓器3〇〇的互感值的方法可以是在維持第一外 圈（即第-繞圈3.312|〇與第二外圈（即第二繞圈 322a、322b)的位置的情況下，調整第—内圈（即第—繞 圈312c)與第二内圈（即第二繞圈322c)的位置，以改^ 第-内圈與第二内圈的重疊區域〇的面積。因此，本實施 例可在不影響第-平面線圈31〇與第二平面線圈32〇的自 感值的情況下’調整第-平面線圈31〇與第二平面似 的互感值。 此外，明參照圖3的區域入1，於本實施例中，當第 一内圈位於二第二繞圈322之間時，調整第—内圈與:第 二繞圈322的位置也可以調整變壓器3〇〇的互感值。另外， 請參照圖3的區域A2，於本實施例中，調整變壓器通 的互感值的方法也可以是在第二内圈位於二第—繞圈犯 之間時，調整第二内圈與二第一繞圈312的位置。 综上所述，本發明可在維持第一外圈及第二外圈的位 置的情況了，藉由調整第—_與第二關的位置以改變 兩考的重奸積’進而達到膽變壓器的互感值的目的。 因此，調整本發明的籠器的互紐不會影響第—與第二 平面線圈各自的自感值，亦不會大幅增加變壓器的佈局面 積。也因此，本發明的變壓器可較習知的變壓器且 的設計彈性。 八 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定 本發明’任何所屬領域中具有通常知識者，在不脫離本發 明的精神和範圍内’當可作些許的更動與潤飾，因此本發 12 1357086 ASEK2090-NEW-F1NAL-TW-20080514 27072twf.doc/d 明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1繪示一種習知的變壓器的佈局。 圖2繪示另一種習知的變壓器的佈局。 圖3繪示本發明一實施例的變壓器的佈局。 圖4繪示圖3中沿I-Ι線段的剖面。 圖5繪示圖3中沿II-II線段的剖面。 圖6繪示圖3中沿III-III線段的剖面。 圖7繪示圖3中沿IV-IV線段的剖面。 【主要元件符號說明】 100、200、300 :變壓器 110、210、310 :第一平面線圈 120、220、320 :第二平面線圈 312、312a-c :第一繞圈 322、322a-c :第二繞圈 400 :線路基板 410 :絕緣層 A卜A2 ··區域 B1 :第一繞圈束 B2 :第二繞圈束 C1 :第一跨接線段 C2 :第二跨接線段 G1 :第一普通線段 G2 :第二普通線段 13 1357086 ASEK2090-NEW-FINAL-TW-20080514 27072twf.doc/d
LI :第一線段 L2 :第二線段 Ο:重疊區域 VI :第一導電孔道 V2 :第二導電孔道 14

Claims (1)

1357086 ίΑ ?月w日修(象)正替換頁 100-9-14 十、申請專利範圍： 1. 一種變壓器，適於配置於一線路基板内，該變壓器 包括： 一第一平面線圈，具有多數個第一繞圈，該些第一繞 圈包括一第一内繞圈及至少二第一外繞圈；以及 一第二平面線圈，具有多數個第二繞圈，該些第二繞 圈包括一第二内繞圈及至少二第二外繞圈， 其中該第一内繞圈及該些第一外繞圈的至少兩相鄰 者所構成的一第一繞圈束與該第二内繞圈及該些第二外繞 圈的至少兩相鄰者所構成的一第二繞圈束相互跨越，該第 一内繞圈具有一第一線段及一與第一線段在結構上相分離 的第二線段，該第二内繞圈具有一第三線段及一與第三線 段在結構上相分離的第四線段，該第一線段、該第二線段、 該第三線段及該第四線段在相同平面上，該第一内繞圈的 該第一線段位在該第二内繞圈的該第四線段與該些第二外 繞圈其中之一之間，且該第二内繞圈的該第三線段位在該 第一内繞圈的該第二線段及該些第一外繞圈其中之一之 間。 2. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器，其中該線路 基板具有一絕緣層， 該第一平面線圈的每一第一繞圈皆包括： 一第一普通線段， 一第一跨接線段，與該第一普通線段分別位於該 絕緣層的兩侧，以及 15 1357086 100-9-14 一第一導電孔道，穿過該絕緣層來連 通:線段及料-跨魏段， ^ 該第二平面線圈的每一第二繞圈皆包括： 一第一普通綠段，與該第一普通線段實質上 於同一平面上， 一第二跨接線段，與該第二普通線段分別位於 絕緣詹的兩側，以& 第一導％孔道，穿過該絕緣層來連接 _ 通線段及該第二跨魏段， I第—曰 其中該第-繞圈束的該些第一跨接線段在該平面 投影與該第二繞®束的該些第二#通線段相交，且: 繞圈束的触第二跨赌段在該平面上的投f彡與該第—轉 圈束的該些第-普通線段相交。 …3.如中請專利範圍第2項所述之變壓器，其中至 凡圈的名第*通線段與至少另—第-繞圈的該第一 跨接線段於郷平面场交，且雜缘層配置 ^ 之間。 ^另一忒第一、％圈的忒第一跨接線段 4·如申5月專利範圍第 變壓器 的該第二普通線段與至少另-第二繞圈以: ，線段於投影平面上 圈的該第二普通線段这弟—繞 之間。 、另—該第二繞圈的該第二跨接線段 種互感值調整方法，適於調整一變壓器的—第一 16 1357086 100-9-14 平面線圈及一第二平面線圈之間的互感值，其中該第一平 面線圈具有多個第一繞圈，而該第二平面線圈具有多個第 二繞圈，該些第一繞圈包括至少一第一内圈與至少一第一 外圈，該些第二繞圈包括至少一第二内圈與至少一第二外 圈，且該第一内圈與該第二内圈互跨，該互感值調整方法 包括： 在維持該第一外圈與該第二外圈的位置的情況下，調 整該第一内圈與該第二内圈的位置，以改變該第一内圈與 該第二内圈的重疊面積。 6. 如申請專利範圍第5項所述之互感值調整方法，當 該第一内圈位於二第二繞圈之間時，調整該第一内圈與該 二第二繞圈的位置。 7. 如申請專利範圍第5項所述之互感值調整方法，當 該第二内圈位於二第一繞圈之間時，調整該第二内圈與該 二第一繞圈的位置。 17
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