[发明专利]用于高频大电流的变压器

说明书

本发明关于能够用于高频大电流的变压器，例如它可以用作转换器。

                    发明的技术背景

已有技术中用于高频大电流的变压器的一个实例如图1A和1B所示。在图1A中，一次线圈和二次线圈的带条形导线缠绕在绕线筒41上。一次线圈有一个绕线起点42和绕线终点43。二次线圈有一个绕线起点44和绕线终点45。这些部件形成线圈组件47。E形的半个芯块48和49从绕线筒41的中心孔两侧插入到该孔去，插入的程度为半个芯块48和49的前端相互接触上。这样形成图1B所示的变压器。

如图1B所示，变压器的厚度H为由半个芯块48和49所组成的芯块厚度T与在绕线筒41两侧的线圈厚度V之和。用于大电流的变压器线圈具有增加的截面积，结果使得线圈厚度U和V增大，这将导致变压器的总厚度H增加。有时候，还设置一个与线圈紧密接触热敏元件例如测温装置。这就会在线圈层之间形成一个缝隙，导致进一步增加线圈的厚度U和V。

另一个实施例如图2所示，如图2所示的实施例是美国专利No.5010314中所公开的变压器，它在1991年4月23日授予A.Estrv，题为“隔离电源用的形状矮小的板片式变压器”。该变压器使用板片式导体来缠绕线圈以减小线圈的厚度。该变压器包括具有一个中心窗孔的印刷电路板51.形成回路的线圈导体53和54放置在电路板51的主表面的两侧。在通孔55上用焊接的方法使导体53和54串联在一起。

该印刷电路板51有一个凸头56，在其上设置有绕线起点57和绕线终点58。印刷电路板51的主表面的两侧放上绝缘板61和62，该绝缘板上设有相应的窗孔59和60，并具有与除了凸头56之外的印刷电路板51相同的形状和尺寸。再以同样的方式，制成叠层63。

准备多个同样的叠片并将其叠放在第一个叠片上以形成线圈组件64。将一块板51上的绕线起点57与线圈组件64中相邻的板51的绕线终点58焊接在一起，因此制成具有希望的导体圈数的一次和二次线圈。

将设有法兰65和66的短矩形管状绕线筒67和68从组件64的两侧插入线圈组件64的窗孔中。然后将E形高频芯块69和70插入到窗孔中制成变压器。

印刷电路板51上的窗孔尺寸52、59和60以及绝缘板61和62各自的尺寸等于矩形管状绕线筒67和68的外形尺寸。绕线筒67和68的前端面相互接触时，法兰65和66之间的距离等于线圈组件64的高度。芯块69和70的中心凸出端的尺寸和形状与绕线筒67和68的窗孔尺寸一致。

图2中所示的变压器的承载电流的能力取决于制在印刷电路板51上的导体的截面积。通常，印刷电路板技术能够采用的导体最大厚度为0.1mm。制造成本与导体的厚度成比例。如果导体厚度在0.1mm左右，在制造导体时电路板会翘曲或变形，因此电路板本身的厚度不能小于1.0mm。将厚度为0.1mm的导体制成在厚度为1.0mm的印刷电路板主表面的两侧上，导体的截面积与线圈的截面积之比小于等于20％。

即使在导体的制造过程中形成的单个电路板的翘曲和变形很小，由于各个电路板的翘曲，一叠几个这样的电路板形成的线圈组件64也许会膨胀，因此组件64不能够适当地放置在绕线筒67和68的法兰65和66之间。还有，如果在相邻的电路板之间有空隙，当将电流接通到变压器时会产生变形和噪音。还有，当供应大电流时，形成的翘曲将减少导体之间焊接接头的可靠性。因此，图2中所示的变压器在实际使用中会受到限制。它只能用于一次侧输入大约为200V和2A的电流。

因此，本发明的目的是提出一个可以应付大电流的高频薄变压器。

                    对本发明的概述

根据本发明的一个实施例，变压器包括几个板片式线圈元件，每个板片式线圈元件都是由金属薄板制成。在板片式线圈元件的中心区设有一个窗孔，一条裂缝从中心窗口延伸出来。第一端头和第二端头设置在薄板上裂缝两侧的某个位置上。

高压线圈是通过堆叠几个在相邻的线圈元件之间放置了绝缘板的线圈元件来制造的。也可以使用在其一侧或者两侧表面上附着有绝缘板的线圈元件。一个线圈元件的第一端头与相邻线圈元件的第二端头相连接使得堆叠中的线圈元件串联起来。