[实用新型]一种开关电源中的平面变压器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种变压器，尤其是一种使用在开关电源中的平面变压器。

背景技术

随着开关电源的发展，小体积、高功率密度越来越称为开关电源的追求目标表和发展方向，各种减小电源体积、提高电源功率密度的技术应运而生，平面变压器技术就是其一。传统技术的开关电源中，功率变压器由缠绕在磁芯上的多组导线实现。这样的变压器占有很大体积，使得开关电源模块难以做小、做薄。而且，由于绕线的间距比较大，变压器的漏感也比较大，耦合程度较差，变压器效率较低。平面变压器就是将开关电源的中使用的变压器制作在PCB板上，用板上的一层或相连多层导线作为变压器绕组，当中嵌入磁芯的变压器。平面变压器的出现，大大减小了变压器的体积和高度，从而十分有利于减小电源模块的体积和高度，使电源模块得以小型化、平面化。同时，由于平面变压器结构紧凑，增加了耦合度，减少了漏磁；由于磁芯体积的减小，磁芯上的能量损耗也减少，这些都有利于提高变压器的效率。因此，现在平面变压器在开关电源模块中得到了广泛应用。

目前常见的平面变压器，一般都是将初级绕组和次级绕组直接印刷在一块多层的PCB板上。然而这会带来一些问题：一是设置在一块PCB板上的多个绕组间的间距非常小，所产生的容性效应会比较大，容易引起信号失真；二是变压器与电路制作在一起，距离很近，会对电路产生较大的电磁干扰，影响电路工作，尤其是对干扰敏感的电路，可能引发严重的后果。因此如何减小寄生效应，准确地传递信号，并减小对外部的电磁干扰是一个需要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种体积小，能够准确地传递信号并对外界干扰小的平面变压器，本实用新型主要应用在开关电源模块中作为驱动变压器。

按照本实用新型提供的技术方案，所述开关电源中的平面变压器包括磁芯和绕组，所述磁芯包括两个底面、绕组磁芯柱、隔离磁芯柱，所述绕组磁芯柱和隔离磁芯柱位于两底面之间与两底面垂直，两底面之间夹有多层PCB板，绕组磁芯柱和隔离磁芯柱分别穿过多层PCB板上的通孔；所述绕组为印制在多层PCB板上的线圈，绕组包括原边绕组、第一、第二、第三副边绕组，原边绕组和第一、第二、第三副边绕组都环绕在绕组磁芯柱上；不同的绕组在多层PCB板的各层上交错排列，通过过孔互联；所述隔离磁芯柱屏蔽在绕组和外部电路之间。

所述磁芯的两个底面为矩形，矩形四个角为圆倒角。所述绕组磁芯柱为圆柱体。隔离磁芯柱的截面为圆弧状。

所述原边绕组和第一、第二、第三副边绕组分别设置在多层PCB板不同的层上，每个绕组占用的PCB层数不止一层。

所述磁芯通常放置在多层PCB板上靠边的位置。

所述原边绕组具有中心抽头。不同的绕组线圈在多层PCB板的各层上循环的排列。

本实用新型的有益效果在于：（1）采用了多层的PCB上的导电金属图案作为原边和副边绕组，直接嵌入磁芯形成功率变压器，大大缩小了变压器的体积，减轻了变压器重量。（2）通过变压器的结构设计，减小了变压器的漏感和寄生电容的影响，使变压器能够较好地传递驱动信号，在高频下也能良好工作。（3）变压器的绕组缠绕在靠里面的圆柱形磁芯柱上，用圆弧环磁芯柱进行隔离，减小了电磁干扰。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理示意图；

图2为本实用新型的PCB板开孔图；

图3为本实用新型的磁芯结构示意图；

图4是印刷在PCB板上的绕组图案。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步阐述。在本实例中，本实用新型应用在了电源模块的驱动电路中。

如图1所示，变压器电路包括原边绕组1和第一、第二、第三副边绕组2，3，4，原边绕组1具有中心抽头。

如图3所示，本实用新型采用的磁芯包括两个底面7、绕组磁芯柱8、隔离磁芯柱9，所述绕组磁芯柱8和隔离磁芯柱9位于两底面7之间与两底面7垂直，两底面7之间夹有多层PCB板5，如图2所示。磁芯的两个底面7为矩形，矩形四个角为圆倒角。绕组磁芯柱8为圆柱体。隔离磁芯柱9的截面为圆弧状。

本实用新型的实现方式是：在一块多层的PCB板5上，打上与磁芯的两个磁芯柱形状吻合的两个孔6，围绕绕组磁芯柱8对应的孔在PCB板5的各层上印制导电线圈的金属图案，需要连接的地方通过过孔连接，将磁芯插入多层PCB板5上打的孔6，使PCB板5上各层的导电线圈通过闭合的磁芯耦合起来。