[发明专利]变压器和DC/DC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器技术，尤其涉及一种变压器和DC／DC变换器。

背景技术

惯导技术不断发展，为其供电的DC／DC模块功率密度需要不断提高，功率密度的提高会给DC／DC模块带来许多问题，其中，DC／DC模块使用的变压器存在以下三个问题一直无法解决：

第一，在50W以下高功率密度时，首先，变压器磁通变化量的限制导致绕组过多，效率极低；其次，变压器辐射噪声严重；最后变压器自身结构散热不良。

第二，在功率达到或超过75W时，为了减小变压器体积，可以使用SMD表贴变压器，使用PCB或者铜带作为绕组，但这种方法导致变压器漏感非常大，无法处理。

第三，在小于50W小功率密度时，功率时效率损耗极为明显，阻碍了惯导DC／DC发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种变压器和DC／DC变换器，减小磁性材料体积，用非常有可操作性的方法，解决限制功率增加的问题，并且得到更好的耦合性以及输出噪声性能。

本发明的技术解决方案：

一方面，一种变压器，包括磁芯和骨架，所述磁芯为表面贴装器件，所述骨架包括一个两端无底的圆筒，该圆筒两端外壁上各设有两个轴对称且距离相等的扇形面，所述扇形面和圆筒表面垂直，在圆筒 表面绕组，绕组经扇形面问豁口引出。

另一方面，一种DC／DC变换器，使用上述任一项所述的变压器。

本发明实施例提供的变压器和DC／DC变换器，绕制方法简单，极大的解决了高功率密度下磁性功率器件的体积问题，同时有优秀的低噪声辐射性能，在大批量生产中有很好操作性，不止在DC／DC模块中应用，在类似需要功率隔离传输的场合都有较大可用性。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中骨架的正视图；

图2为本发明实施例中变压器正视图；

图3为本发明实施例中变压器侧视图；

图4为本发明实施例中骨架的侧视图。

图5、图6分别为本发明实施例中ER13SMD磁芯骨架的正视图和侧视图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以 在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和／或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明实施例提供了一种变压器，包括磁芯和骨架，图1为骨架的正视图，该骨架包括一个两端无底的圆筒1，圆筒1两端外壁上各设有两个轴对称且距离相等的扇形面2，所述扇形面2和圆筒1表面垂直，在圆筒1表面绕组，绕组经扇形面2间豁口3引出，磁芯为表面贴装器件，图2、图3示出了磁芯、骨架使用时相对位置关系。

进一步的，为了保证骨架的强度，圆筒的厚度为1。

可选的，圆筒表面10-20层夹绕。

磁芯使用ER18，如图1所示，所述圆筒内径为6.4毫米，外径为7.4毫米，扇形面直边长13.2毫米，圆筒每端两扇形面间距1.8毫米至2毫米，图4示出了骨架的侧视结构，两端之间扇形面距离为3毫米。

其中，磁芯通过导热双面胶贴到PCB或者机壳散热。

ER18磁芯变压器与传统ER14骨架变压器面积相当，高度低于ER14骨架，Ae值是ER14磁芯2倍以上，大大减少了变压器绕组初级匝数，而理论上有100W以上的功率输出能力，是ER14的3倍。

SMD磁芯可用窗口面积远远大于普通磁芯，可以实现10层至20层并绕，电流密度只有ER14骨架的0.5以下，而与传统SMD变压器相比，漏感几乎可以不计，相同条件下，可以提升变压器效率1％左右。

对于辐射噪声问题：由图1可以看出，大部分铜线绕制在磁芯以内，而外露只有最上下两端，无法形成回路，噪声辐射水平很低，接 近罐型磁芯；对比普通骨架，开板状态下可以达到只有基础纹波，没有噪声的效果。