[发明专利]电力变压器

说明书

技术领域

本发明的实施例可以涉及变压器。

附图说明

当结合附图阅读时，对本发明的实施例的理解可从配置和示例实 施例及权利要求的下述详细描述变得更清楚，所有附图形成本发明公 开的一部分。虽然下述写出的和示出的公开集中于公开本发明的配置 和示例实施例，应当清楚地理解，仅是以说明和示例的方式写出和示 出，并且本发明的实施例不限于此。

以下描述附图简述，其中相同的参考数字表示相同的元件并且其 中：

图1示出根据示例配置的循环级联配置中N-相多相变压器的示 意图；

图2示出根据示例配置的包括多重互连层以实施导线(或导线 段)的多层平面互连技术的横截面；

图3示出根据示例配置的两平行圆导线和对应产生的磁场；

图4示出根据示例配置的三平行圆导线和对应产生的磁场；

图5和6示出根据示例配置的平面导线配置及产生的磁场；

图7示出根据示例配置的另一平面导线配置及产生的磁场；

图8示出根据本发明的示例实施例的循环级联配置中配置的N- 相平面变压器(N-phase planar transformer)；

图9示出根据本发明的示例实施例的对应四相电力变压器(折叠 前)；

图10示出根据本发明的示例实施例的对应四相电力变压器(折 叠后)；

图11A和11B示出根据本发明的示例实施例的八相电力变压器；

图12A和12B示出根据本发明的示例实施例的八相电力变压器； 以及

图13是根据本发明的示例实施例的系统的框图。

具体实施方式

在下述详细描述中，相似的参考数字和符号可以用于指不同图示 中相同的、对应的或相似的元件。此外，在下述详细描述中，可以给 出示例大小/模型/值/范围，虽然本发明的实施例不限于其。其中，为 了描述发明的示例实施例，提出了具体细节，对本领域技术人员来说， 能够不使用这些细节来实施发明应当是明显的。

将参考层和导线(wires)描述各种配置和实施例。这些层/导线 可以被描述为上和/或下层/导线。使用术语上和下(upper and lower) 仅是对附图的说明。此外，术语上和下还可以被彼此相对地考虑。在 说明附图和/或彼此相对说明时，相同的解释应当也适用于术语顶和 底(top and bottom)。

本发明的实施例可以提供高频变压器以用于不使用用于耦合的 磁性材料(即，在铁心内没有磁性材料或在铁心内没有任何实质量的 磁性材料)的平面互连技术中。变压器可以包括由空气或非磁性材料 (比如制造集成电路(IC)封装的材料或数种磁性材料和空气的组合) 包围的绕组。在铁心内没有(或实质上没有)磁性材料时，磁场耦合 的发生实质上就如同绕组由真空包围一样。例如，这些变压器可以在 高于10MHz的频率工作。这些变压器可以用多种多层技术实施，包 括但不限于，印刷电路板、多层封装基底、和/或片上互连。例如， 根据本发明的示例实施例的变压器的一种应用可以是用于高密度集 成供电(比如约100W/cm2的供电)。其它的应用可以包括射频(RF) 和微波电路及无线电路。

图1示出根据示例配置的循环级联配置(cyclic cascade configuration)中N-相多相变压器的示意图。其它的配置也是可能的。 这种拓扑可以来源于使用N个电感绕组的N-相降压变换器(buck converter)。为了获得图1的配置，可以用具有两个绕组的变压器替 代降压变换器的每个感应绕组以便向紧前方的相和紧后方的相引入 耦合。

更具体地，图1示出N输入端口A0-AN-1和公共输出端口B(或 节点)。耦合可以是这样：流经输入端口A0-AN-1的共模电流可以导 致可忽略的总磁场并且因此公共输出端口B处的共模电流可以经受 比所有输入端口的总电感低得多的串联电感。这可以通过如下耦合绕 组来实现：使由每个端口A0-AN-1的共模输入电流产生的磁场基本 抵消并且跨串联连接的两个变压器绕组任一个的两个感生电压也基 本抵消。