[发明专利]开关电源及小型变压器

说明书

本发明涉及变压器技术领域，提供一种小型变压器，包括PCB板及磁芯，所述PCB板至少为两层结构，磁芯嵌设于至少两层PCB板中，至少两层PCB板上设有线圈，至少两层PCB板的顶层PCB板的上表面与底层PCB板的下表面分别设置有用于隔离线圈与磁芯的绝缘层；磁芯的中柱贯穿至少两层PCB板，线圈围绕磁芯的中柱设置，顶层PCB板与底层PCB板上围绕所述磁芯及线圈分别设有上封闭导电圈和下封闭导电圈，上封闭导电圈及下封闭导电圈电性连接。本发明中，将磁芯嵌设在PCB板上合适位置处，同时在PCB板上设置线圈，即得到体积较小的平面型变压器，适用于各种轻薄化的开关电源及驱动装置中，提高驱动装置的功率密度及可靠性。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其提供一种开关电源及小型变压器。

背景技术

目前，在许多电路设计中需要运用到变压器。如一些大功率驱动系统，如大功率舵机、伺服驱动器、变频器等，需要将输入电源电压经过变压器产生适合用于控制系统使用的各种电源(如24V、15V、12V、-10V、5V、3.3V、2.5V、1.8V等)。由于应用场合不同，变压器不仅要满足控制要求、可靠性要求，还需要满足尺寸轻薄化要求。但是传统变压器包括骨架、设于骨架上的磁芯以及绕磁芯缠绕的绕线，为了解决EMC问题，可能还包括特定材质的铜片包裹固定于变压器上。这种变压器可根据不同的产品进行灵活的设计调试，但缺点是尺寸大，占用系统过大空间，同时大量的应用也发现，这种传统变压器，可靠性差，尤其在环境较为恶劣的条件下(如多震动、多粉尘等)，变压器的故障(如变压器脱落、线圈损坏等)率通常会升高；同时处理传统变压器的EMC辐射干扰较为复杂。

发明内容

本发明目的在于提供一种开关电源及小型变压器，旨在解决现有技术中开关电源的变压器体积过大，可靠性差，EMC问题处理复杂的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小型变压器，包括PCB板及磁芯，所述PCB板至少为两层结构，所述磁芯嵌设于所述至少两层PCB板中，所述至少两层PCB板上设有线圈，所述至少两层PCB板的顶层PCB板的上表面与底层PCB板的下表面分别设置有用于隔离所述线圈与所述磁芯的绝缘层；所述磁芯的中柱贯穿所述至少两层PCB板，所述线圈围绕所述磁芯的中柱设置，所述顶层PCB板与所述底层PCB板上围绕所述磁芯及所述线圈分别设有上封闭导电圈和下封闭导电圈，所述上封闭导电圈及所述下封闭导电圈电性连接。

进一步地，所述线圈包括初级线圈及次级线圈，所述初级线圈包括多圈初级铜箔线，所述次级线圈包括多圈次级铜箔线，所述多圈初级铜箔线与所述多圈次级铜箔线均设于所述至少两层PCB板的同一层PCB板上。

进一步地，所述线圈包括初级线圈及次级线圈，所述初级线圈包括多圈初级铜箔线，所述多圈初级铜箔线设于所述至少两层PCB板的同一层PCB板上，所述次级线圈包括多圈次级铜箔线，所述多圈次级铜箔线设于所述至少两层PCB板的另一层PCB板上。

进一步地，所述线圈包括初级线圈及次级线圈，所述初级线圈包括多圈初级铜箔线，所述多圈初级铜箔线分别设于所述至少两层PCB板的不同层PCB板上，所述多圈初级铜箔线中与同一路电源对应的且位于不同层PCB板上的初级铜箔线之间通过导电通孔电性连接；所述次级线圈包括多圈次级铜箔线，所述多圈次级铜箔线分别设于所述至少两层PCB板的不同层PCB板上，所述多圈次级铜箔线中与同一路电源对应的且位于不同层PCB板上的次级铜箔线之间通过导电通孔电性连接。

进一步地，所述多圈初级铜箔线围绕所述磁芯设置，所述多圈次级铜箔线围绕所述多圈初级铜箔线设置。

进一步地，以所述磁芯的中柱中心为中心位置，所述线圈由外至内对应的各路电源电参数要求由低至高、功率由低至高。

进一步地，所述上封闭导电圈及所述下封闭导电圈均为铜皮，所述上封闭导电圈到所述磁芯及所述线圈构成的区域之间的距离为最小的安全距离，所述下封闭导电圈到所述磁芯及所述线圈构成的区域之间的距离为最小的安全距离。