[发明专利]一种LTCC低温共烧陶瓷平面变压器

说明书

技术领域

本发明涉及的是平面变压器，尤其是一种LTCC低温共烧陶瓷平面变压器。

背景技术

传统的平面变压器多用绕线线圈工艺制作，这种传统方法制作的绕线式平面变压器体型较大。用PCB板线圈替代传统绕线线圈制作的平面变压器，虽然比传统绕线式变压器体型小一些。但无法使平面变压器做得更小，以满足电源模块的小型化、高频化、轻量化的要求。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种可满足小型化、高频化、轻量化的要求的LTCC低温共烧陶瓷平面变压器。

本发明的LTCC低温共烧陶瓷平面变压器由以下技术方案予以解决：

这种LTCC低温共烧陶瓷平面变压器，包括：由上下两部分磁芯组成的铁氧体磁芯。

这种LTCC低温共烧陶瓷平面变压器的特点是：

还包括一至少设有一组平面线圈组件的LTCC平面变压器基板；

所述平面线圈组件由高耦合系数初级线圈和次级线圈构成；

所述LTCC平面变压器基板上沿线圈绕制方向，在线圈中央设有贯穿于LTCC平面变压器基板的一个或三个供铁氧体磁芯装配的穿置孔；

所述上下两部分磁芯分别从LTCC平面变压器基板上下两侧面插入穿置孔，上下两部分磁芯在LTCC陶瓷基板穿置孔内对接粘合为一体形成铁氧体磁芯。

本发明的LTCC低温共烧陶瓷平面变压器由以下进一步的技术方案予以解决：

所述LTCC平面变压器基板由面层高频陶瓷膜片、底层高频陶瓷膜片、堆叠在面层高频陶瓷膜片与底层高频陶瓷膜片之间的三层以上丝网印刷有金属带状导线图样的高频陶瓷膜片经烧制而成。

所述LTCC平面变压器基板内各层金属带状导线图样围绕同一轴制作，并逐层交替绕制。

所述LTCC平面变压器基板内各层高频陶瓷膜片上的金属带状导线图样之间通过通孔连接。

所述LTCC平面变压器基板内置的初级线圈和次级线圈的引出端从LTCC平面变压器基板侧面引出，或通过通孔引出到LTCC平面变压器基板表面。

所述组成铁氧体磁芯的上下两部分磁芯包括：低矮型的EE、EI、ER、RM、PQ、ETP、罐型等标准磁芯对接而成。

所述铁氧体磁芯的上下两部分磁芯结合面之间通过环氧树脂粘合连接成一体。

所述环氧树脂内掺有磁芯材料的磁性环氧树脂。上下两部分磁芯经磁性环氧树脂粘合连接后可形成闭磁路通道，磁性环氧树脂形成气隙作用。

本发明LTCC低温共烧陶瓷平面变压器与传统平面变压器相比，

具有以下有益效果：

1、采用高频陶瓷材料和丝网印刷线宽较细，有较小的导体损耗，更容易实现变压器的小型化，从而实现更高的能量密度，厚度远小于传统变压器，适用于SMT工艺。

2、相对于绕线变压器实用的圆形漆包线，本发明使用的是扁平的导体，通过不同层的线圈设计优化，可以明显减小由于趋肤效应引起的损耗，并通过使磁通密度分布更均匀使交流阻抗减小，从而让高频下线圈中的电流分布密度一致性更好；

3、采用LTCC低介电常数的材料，可以有效控制初级和次级匝间寄生电容和一致性，并可以通过优化设计减少寄生电容，

4、相对于传统绕线变压器或PCB平面变压器，本发明结构具有线圈绕制精度高，制造公差小，性能一致性好，匝间漏感小，EMI辐射低，易于批量生产的优点

5、增强了初级和次级线圈的耦合系数，提高了变压器的能量转换效率。

6、由于采用高耐压击穿(1500V@25um)的LTCC陶瓷材料，因此可以使初级和次级线圈之间的绝缘强度满足大部分应用。

7、高频陶瓷材料制作的基板具有更好的导热系数，平面变压器有更好的温升特性。

8、平面变压器能很好的被集成在LTCC基板上，进一步减小了电源尺寸。

9、LTCC基板会对漏感谐振频率和共模抑制有固定的控制。且这种控制适用于所有的材料。

本发明LTCC低温共烧陶瓷平面变压器的具体结构由以下附图和实施例详细给出。

附图说明

图1是LTCC低温共烧陶瓷平面变压器的分解结构示意图；

图2是LTCC平面变压器基板的分解结构示意图。