[发明专利]一种变压器线圈半匝结构及其绕制方法

说明书

本发明公开了一种变压器线圈半匝结构及其绕制方法，属于高频开关电源变压器技术领域，包括半匝线圈，所述半匝线圈单次穿过变压器磁芯/铁芯上的其中一个窗口，通过所述半匝线圈实现0.5匝的线圈特性，变压器磁芯/铁芯具有两个窗口。本发明改变了通过将两侧线圈均同时扩大两倍来达到等同变压效果的传统方式，提高了变压器磁芯窗口的利用率，大大减少了线材的损耗，降低了制作成本；并且用多层PCB铜箔或者平面铜板结构代替传统的铜导线，减少了金属消耗实现更小的内阻特性，采用叠层结构使相同的窗口面积过流能力更高，导电线表面积大，散热效果比传统形式更好，漏感相对传统的绕制形式更小，能实现更高功率密度，适用更高的开关频率。

技术领域

本发明涉及高频开关电源变压器技术领域，具体涉及一种变压器线圈半匝结构及其绕制方法。

背景技术

变压器是一种常用的电学器件。是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。

为了满足使用场景的要求，在制作变压器时，常需要根据变压比对初级线圈、次级线圈进行设计，在现有的变压器中，为了实现半匝的等同变压效果，常利用同步放大初级线圈、次级线圈的偶数倍来完成。通俗的说，当需要制作一个变压比为2:0.5的变压器时，现有绕制技术是将2:0.5的两侧均同时扩大两倍，使初级线圈、次级线圈的匝数比为4：1，在变压比保持不变的同时，实现半匝的等同变压效果。

上述线圈的结构及其绕制方式存在一定的弊端，减少了变压器磁芯窗口的利用率，增加了线材的损耗，并且在工作过程中增加了线材的热损耗，线圈层数多致使漏感偏大会影响某些特定拓扑中功率管的工作状态。因此，提出一种变压器线圈半匝结构及其绕制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决现有线圈结构存在的磁芯窗口利用率小、线材损耗高等问题，提供了一种变压器线圈半匝结构。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括半匝线圈，所述半匝线圈单次穿过变压器磁芯/铁芯上的其中一个窗口，通过所述半匝线圈实现0.5匝的线圈特性，变压器磁芯/铁芯具有两个窗口。

更进一步的，所述变压器为平板变压器或平面变压器。

更进一步的，所述磁芯/铁芯的形状为PQ型或E型。

更进一步的，所述半匝结构还包括至少一个整匝线圈，所述整匝线圈单次同时穿过变压器磁芯上的两个窗口，通过所述整匝线圈实现1匝的线圈特性，所述半匝线圈与所述整匝线圈串联。

更进一步的，所述半匝线圈与所述整匝线圈均为平板型导电材料制成。

更进一步的，所述导电材料为平面铜板、扁平漆包线、铜皮、PCB铜箔中任一种。

更进一步的，所述半匝线圈与所述整匝线圈均以PCB铜箔导线形式设置在单层PCB的走线层内或者多层PCB中各走线层内，多层PCB中各走线层内的PCB铜箔并联构成所述半匝线圈与所述整匝线圈。采用多层PCB使相同的窗口面积过流能力更高，导电线表面积大，散热效果比传统形式更好，漏感相对传统的绕制形式更小。

更进一步的，所述半匝线圈与所述整匝线圈均为多层平面铜板并联构成。使用多层平面铜板结构代替传统的铜导线，减少了金属消耗实现更小的内阻特性，使相同的窗口面积过流能力更高，导电线表面积大，散热效果比传统形式更好，漏感相对传统的绕制形式更小。