[发明专利]一种印制电路板电流互感器

说明书

技术领域

本发明涉及电流互感器技术领域，尤其涉及一种印制电路板电流互感器。

背景技术

在低电压大电流输出的开关电源中，电流控制模式是一种重要的控制模式，在这种控制模式下负载电流的变化将在反馈环作出反应，并执行占空比校正之前对输出电压产生影响。电流控制模式具有很多优点，比如电源对输入电压变化响应快；消除了磁通不平衡；反馈补偿容易设计；具备逐周期过电流限制能力；能够提高电源负载高度变化时的系统瞬态响应。电流互感器是电流控制模式开关电源的重要器件，它负责检测电源电流，并将电流量转换为电压量，方便控制芯片进行检测。

目前，电流控制模式开关电源常用的是一种绕线式软磁铁氧体电流互感器，初级侧通常是具有一定走电流能力的铜带绕组构成，次级侧通常是按设定匝比绕制的漆包线构成。随着应用场合的发展，以及应用的水平提高，对电流控制模式开关电源的要求也不断提高，要求电源有更高的效率、更高的可靠性、更小的体积。为此，电源变压器必须工作在更高的频率上(200KHz以上)，而传统的绕线式软磁铁氧体电流互感器在高频率的应用中存在很多缺点，其缺点主要表现如下：

散热性能差，传统的绕线式软磁铁氧体电流互感器发热很难散出，在高频大检测电流的应用场合需要进行额外的散热处理。

发明内容

本发明的实施例提供一种印制电路板电流互感器，为了解决传统的电流互感器热线较差的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种印制电路板电流互感器，初级侧绕组采用两个1匝铜箔并联绕制，两个1匝铜箔绕组分别位于印制板第一层和印制板第二层，印制板第一层上的1匝铜箔绕组与印制板第二层上的1匝铜箔绕组通过4个直径0.66mm实心盲孔并联；次级侧绕组采用30匝铜箔绕组串联绕制，30匝铜箔绕组分别位于印制电路板的第三层到第十层，不同印制板层数上的铜箔绕组通过直径0.66mm实心通孔串联；印制电路板的芯板采用TU752材质，铜箔的厚度为105um，不同层之间的压合材料为型号是1080的半固化片。

本发明的有益效果为：本发明实施例提供的印制电路板电流互感器与传统的绕线式软磁铁氧体电流互感器相比，其显著优点是：

(1)检测电流大，初级侧绕组采用两个1匝铜箔并联绕制，电流密度高于传统的绕线式绕组，尤其在采用多层印制板设计的电源应用中，本发明适合在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中，无需通过焊点连接，增加了大电流检测的可靠性。

(2)损耗小，本设计印制电路板电流互感器采用105um厚的铜箔作为绕组，降低了涡流效应、趋肤效应和邻边效应对绕组的影响，保证了电流互感器在高频应用场合的低损耗。

(3)参数一致性高，本设计印制电路板电流互感器初级侧绕组和次级侧绕组之间的耦合更紧密，使得绕组匝间的匝散参数降低，加之印制电路板工艺保证，本设计印制电路板电流互感器的参数一致性高。

(4)散热性能好，本设计印制电路板电流互感器具有很高的表体面积比，平面的铜箔绕组具有高的散热能力，若在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中，绕组的热通道更短，散热能力更强。

(5)成本低，本设计印制电路板电流互感器是由少量有关的廉价元件构成，印制电路板的前期开模费用之后，后期的单板价格低，加之组装方便，不需要专业的技术工人，成本得到降低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅为本发明的一些实施例，对于本领域或普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的变比为1比30的电流互感拓扑结构；

图2为本发明实施例提供的印制电路板电流互感器磁性元件的结构图；

图3为本发明实施例提供的印制电路板电流互感器绕组在印制电路板不同层中的结构；

图4为本发明实施例提供的印制电路板电流互感器不同层之间的工艺结构。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。