平面變壓器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種平面變壓器，包括兩個(gè)變壓器組件，所述變壓器組件包括：磁芯；多個(gè)副邊銅皮組，每個(gè)副邊銅皮組包括兩個(gè)副邊銅皮，所述副邊銅皮包括銅皮主體、以及分別從所述銅皮主體的兩端延伸的折疊部和中心抽頭部，所述折疊部形成容納空間，在所述容納空間內(nèi)容納有第一銅塊；所述兩個(gè)副邊銅皮的中心抽頭部相互貼合，使得所述兩個(gè)副邊銅皮的折疊部分別位于相互貼合的兩個(gè)所述中心抽頭部的兩側(cè)；原邊線包，位于相鄰的兩個(gè)副邊銅皮組之間；以及印刷電路板；所述平面變壓器還包括位于所述兩個(gè)變壓器組件之間的銅排和互聯(lián)銅柱；以及穿過(guò)所述副邊銅皮組的折疊部和中心抽頭部、將所述兩個(gè)變壓器組件鎖緊在所述銅排和互聯(lián)銅柱上的多個(gè)長(zhǎng)螺釘。
【專利說(shuō)明】平面變壓器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種平面變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]在電子設(shè)備的電源模塊中，傳統(tǒng)的變壓器包括纏繞在磁芯上的多組導(dǎo)線，這種變壓器占據(jù)很大的體積、效率較低。隨著近年來(lái)電源模塊向著小型化、功率密度高、大電流的趨勢(shì)發(fā)展，使用傳統(tǒng)的變壓器已經(jīng)很難再滿足要求。與此同時(shí)，各種減小電源體積、提高電源功率密度的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，平面變壓器技術(shù)即是其一。與傳統(tǒng)變壓器相比，平面變壓器不但具有結(jié)構(gòu)小型化的先天優(yōu)勢(shì)，而且還具有功率密度更高、效率更高、漏電感極低、散熱性能好、EMC指標(biāo)更好以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。平面變壓器非常適合表面貼裝，是電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高效、輕質(zhì)且小型化的關(guān)鍵器件。
[0003]目前市面上的大電流、大功率的平面變壓器主要有兩種。其中一種平面變壓器是以銅皮作為原邊和副邊繞組，之后將多個(gè)繞組堆疊在一起，并和磁芯組合構(gòu)成變壓器。堆疊后的原副邊繞組大多通過(guò)焊接(或者浸焊)與傳輸?shù)膮R流條互連，這種方案中，多層繞組堆疊已經(jīng)占據(jù)了很大的空間，由于受到結(jié)構(gòu)空間的尺寸限制，通過(guò)焊接工藝實(shí)現(xiàn)連接存在焊接工藝復(fù)雜、難實(shí)現(xiàn)、加工困難、成本高等問(wèn)題。
[0004]另一種平面變壓器以電源模塊的PCB上的導(dǎo)線作為繞組。因此，變壓器繞組的導(dǎo)線通常是電源模塊的PCB的一部分。PCB的適當(dāng)位置形成變壓器的原邊和副邊繞組，且在該適當(dāng)位置開(kāi)有對(duì)應(yīng)于磁芯的孔，嵌入磁芯后就形成了變壓器。這種平面變壓器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，可以做到小型化。但是由于變壓器的原、副邊繞組本身就是PCB的一部分，必然會(huì)受到PCB內(nèi)部層數(shù)和銅厚等條件、以及磁芯內(nèi)空大小的空間限制，無(wú)法滿足更大的電流要求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的平面變壓器加工困難、或者無(wú)法滿足較大電流要求的缺陷，提供一種平面變壓器，容易加工且可以滿足較大的電流要求。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種平面變壓器，包括兩個(gè)變壓器組件，所述變壓器組件包括:
[0007]磁芯；
[0008]多個(gè)副邊銅皮組，每個(gè)副邊銅皮組包括兩個(gè)副邊銅皮，所述副邊銅皮包括銅皮主體、以及分別從所述銅皮主體的兩端延伸的折疊部和中心抽頭部，所述折疊部形成容納空間，在所述容納空間內(nèi)容納有第一銅塊；所述兩個(gè)副邊銅皮的中心抽頭部相互貼合，使得所述兩個(gè)副邊銅皮的折疊部分別位于相互貼合的兩個(gè)所述中心抽頭部的兩側(cè)；
[0009]原邊線包，位于相鄰的兩個(gè)副邊銅皮組之間；以及
[0010]設(shè)置在兩側(cè)的印刷電路板；[0011]所述平面變壓器還包括位于所述兩個(gè)變壓器組件之間的銅排和互聯(lián)銅柱；以及穿過(guò)所述副邊銅皮組的折疊部和中心抽頭部、將所述兩個(gè)變壓器組件鎖緊在所述銅排和互聯(lián)銅柱上的多個(gè)長(zhǎng)螺釘。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，在相鄰的所述副邊銅皮組的中心抽頭部之間，設(shè)置有第二銅塊。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述副邊銅皮的折疊部包括依序連接、從而形成所述容納空間的底部、連接部、以及頂部，所述底部與所述銅皮主體相連，所述頂部與所述底部相對(duì)，且所述連接部垂直連接在所述底部和頂部之間。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述底部與頂部上分別設(shè)置有底部通孔和頂部通孔，在所述第一銅塊上設(shè)置有中心孔，且所述中心孔、底部通孔和頂部通孔彼此對(duì)準(zhǔn)。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述長(zhǎng)螺釘穿過(guò)每個(gè)所述副邊銅皮組的底部通孔、所述第一銅塊的中心孔、所述頂部通孔后連接到所述互聯(lián)銅柱。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述中心抽頭部上設(shè)置有中心孔和多個(gè)固定孔，所述第二銅塊上也設(shè)置有中心孔和多個(gè)固定孔，所述中心抽頭部的中心孔和固定孔分別與所述第二銅塊上的中心孔和固定孔對(duì)準(zhǔn)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述長(zhǎng)螺釘穿過(guò)每個(gè)所述副邊銅皮組的中心抽頭部的中心孔、以及所述第二銅塊上的中心孔后連接到所述銅排。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述平面變壓器還包括插在每個(gè)所述副邊銅皮組的固定孔和所述第二銅塊的固定孔中、將所述多個(gè)副邊銅皮組和它們之間的第二銅塊固定在一起的限位銅棒。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述磁芯是PQ型磁芯，所述銅皮主體呈開(kāi)口的環(huán)形，所述環(huán)形具有相對(duì)的兩端，所述折疊部和中心抽頭部分別從所述銅皮主體的兩端彼此平行延伸。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型所述的平面變壓器，所述頂部上，與連接部相鄰的兩側(cè)均設(shè)有限位折邊，所述限位折邊朝向所述底部延伸。
[0021]實(shí)施本實(shí)用新型的平面變壓器，具有以下有益效果:可保證大電流的輸出，加工工藝更簡(jiǎn)單。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0023]圖1是本實(shí)用新型中副邊銅皮的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2是本實(shí)用新型中副邊銅皮彎折后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3是將第一銅塊塞入圖2所示的副邊銅皮時(shí)的示意圖；
[0026]圖4是將第一銅塊塞入副邊銅皮后的示意圖；
[0027]圖5A和5B是將兩塊副邊銅皮組合成副邊銅皮組的示意圖；
[0028]圖6是在多個(gè)副邊銅皮組之間塞入第二銅塊時(shí)的分解示意圖；
[0029]圖7是在多個(gè)副邊銅皮組之間塞入第二銅塊后的示意圖；
[0030]圖8是變壓器組件的分解示意圖，其中未示出PCB ；
[0031]圖9是變壓器組件的分解示意圖，其中示出了 PCB ；[0032]圖10是本實(shí)用新型的平面變壓器的分解示意圖；
[0033]圖11是本實(shí)用新型的平面變壓器的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0035]圖1是本實(shí)用新型中副邊銅皮100的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型中副邊銅皮100彎折后的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1和圖2所示，該副邊銅皮100包括銅皮主體101、以及分別從銅皮主體101的兩端延伸的折疊部102和中心抽頭部103。圖示的該副邊銅皮100適用于采用PQ型磁芯的平面變壓器，因此銅皮主體101呈開(kāi)口的環(huán)形，該環(huán)形具有相對(duì)的兩端。折疊部102和中心抽頭部103分別從銅皮主體101的兩端彼此平行延伸。整個(gè)副邊銅皮100可以由一整塊銅皮折疊而成。
[0036]圖1和圖2分別示出了折疊部102折疊前、后的狀態(tài)。折疊部102包括依序連接的底部102a、連接部102b、以及頂部102c，且底部102a與銅皮主體101相連。在未折疊時(shí)，三者處于同一平面上。折疊后，底部102a與銅皮主體101處于同一平面上，頂部102c與底部102a相對(duì)，連接部102b則垂直連接在底部102a和頂部102c之間，在折疊部102上形成容納空間。底部102a與頂部102c上分別設(shè)置有底部通孔102d和頂部通孔102e，且底部通孔102d和頂部通孔102e在折疊后彼此對(duì)準(zhǔn)。底部102a和頂部102c的尺寸相同。
[0037]頂部102c上，與連接部102b相鄰的兩側(cè)均設(shè)有限位折邊102f。折疊后，兩個(gè)限位折邊102f朝向底部102a延伸。
[0038]在中心抽頭部103上，設(shè)置有中心孔103a、以及對(duì)稱設(shè)置于中心孔103a四周的多個(gè)固定孔103b。
[0039]圖3是將第一銅塊200塞入圖2所示的副邊銅皮100時(shí)的示意圖；圖4是將第一銅塊200塞入副邊銅皮100后的示意圖。如圖3和圖4所示，沿著垂直于連接部102b的方向?qū)⒌谝汇~塊200塞入副邊銅皮100。其中第一銅塊200呈長(zhǎng)方體形，其底面的尺寸與底部102a相同，且高度與連接部102b的高度相同。因此，當(dāng)?shù)谝汇~塊200塞入副邊銅皮100后，其剛好將折疊部102的底部102a和頂部102c之間的空間填滿。而限位折邊102f則可以為第一銅塊200起到限位作用，防止其脫出或者偏移。在第一銅塊200上，設(shè)置有中心孔201。該中心孔201、底部通孔102d和頂部通孔102e對(duì)準(zhǔn)。
[0040]圖5A和5B是將兩塊副邊銅皮100組合成副邊銅皮組300的示意圖。如圖5A和5B所示，將兩個(gè)副邊銅皮100的中心抽頭部103彼此貼合，使得兩個(gè)副邊銅皮100的折疊部102分別位于相互貼合的兩個(gè)中心抽頭部103的兩側(cè)。此時(shí)兩塊副邊銅皮100的銅皮主體101也相互貼合。
[0041]圖6是在多個(gè)副邊銅皮組300之間塞入第二銅塊400時(shí)的分解示意圖；圖7是在多個(gè)副邊銅皮組300之間塞入第二銅塊400后的示意圖。如圖6和圖7所示，多個(gè)副邊銅皮組300彼此對(duì)準(zhǔn)疊合，由于各個(gè)副邊銅皮組300的兩個(gè)折疊部102分別與其它副邊銅皮組300的兩個(gè)折疊部102彼此貼合，上下相鄰的副邊銅皮組300的中心抽頭部103之間，必然存在間隙。在上下相鄰的副邊銅皮組300的中心抽頭部103之間，塞入第二銅塊400，以填充該間隙。
[0042]其中該第二銅塊400上設(shè)置有中心孔401和多個(gè)固定孔402，該中心孔401和固定孔402分別與中心抽頭部103上的中心孔103a和固定孔103b對(duì)準(zhǔn)。將第二銅塊400塞入相鄰的副邊銅皮組300之間后，采用限位銅棒501插入這多個(gè)副邊銅皮組300的固定孔103b、以及多個(gè)第二銅塊400的固定孔402中，從而將多個(gè)副邊銅皮組300、以及它們之間的第二銅塊400固定在一起。
[0043]圖8是變壓器組件的分解示意圖，其中未示出PCB ;圖9是變壓器組件的另一分解示意圖，其中示出了 PCB ;圖10是本實(shí)用新型的平面變壓器的分解示意圖；圖11是本實(shí)用新型的平面變壓器的立體圖。如圖10和11所示，本實(shí)用新型的平面變壓器1000包括支架600、固定在支架600上的兩個(gè)變壓器組件700、位于兩個(gè)變壓器組件700之間的T型銅排800和互聯(lián)銅柱900、以及將兩個(gè)變壓器組件700鎖緊在T型銅排800和互聯(lián)銅柱900上的兩組長(zhǎng)螺釘1001。
[0044]如圖8和圖9所示，每個(gè)變壓器組件700都包括多個(gè)副邊銅皮組300、原邊線包701、磁芯702、以及設(shè)置在兩側(cè)的PCB703。
[0045]相鄰的副邊銅皮組300的銅皮主體101之間具有間隙，在相鄰的副邊銅皮組300的銅皮主體101之間塞入原邊線包701，之后組入磁芯702。該磁芯702為PQ型磁芯，由于其結(jié)構(gòu)為已知，在此不再贅述。原邊線包701的厚度與第一銅塊200、第二銅塊400的厚度相同。
[0046]在PCB703上，設(shè)置有分別與副邊銅皮組300的兩個(gè)折疊部102的底部通孔102d和頂部通孔102e、以及中心抽頭部103的中心孔103a對(duì)應(yīng)的三個(gè)連接孔702a。
[0047]T型銅排800上設(shè)置有供長(zhǎng)螺釘1001通過(guò)的孔，互聯(lián)銅柱900也設(shè)置有供長(zhǎng)螺釘1001通過(guò)的孔。采用兩組長(zhǎng)螺釘1001分別從兩個(gè)變壓器組件700的兩側(cè)，依次穿過(guò)PCB703、多個(gè)副邊銅皮組300、PCB703后，與T型銅排800和互聯(lián)銅柱900相連。每組的長(zhǎng)螺釘1001的數(shù)量為三個(gè)，其中兩個(gè)分別穿過(guò)每個(gè)副邊銅皮組300的兩側(cè)的底部通孔102d、第一銅塊200的中心孔201、以及頂部通孔102e后連接到互聯(lián)銅柱900，其中另一個(gè)穿過(guò)每個(gè)副邊銅皮組300的中心抽頭部103的中心孔103a、以及第二銅塊400的中心孔401后連接到T型銅排800，最后將以上整體固定在支架600上，就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)平面變壓器1000的組裝。
[0048]本實(shí)用新型的平面變壓器100整體采用長(zhǎng)螺釘1001進(jìn)行鎖固，加工工藝更簡(jiǎn)單。此外，還具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0049]1、磁芯內(nèi)部副邊繞組采用厚度小于集膚深度的銅皮設(shè)計(jì)，且通過(guò)銅皮多層堆疊方式安裝，保證大電流的輸出，有效減小電流傳導(dǎo)的集膚效應(yīng)，提高整體效率；
[0050]2、傳統(tǒng)變壓器副邊銅皮通過(guò)與匯流條焊接一體實(shí)現(xiàn)連接，本實(shí)用新型通過(guò)設(shè)計(jì)特殊的銅皮結(jié)構(gòu):銅皮一端通過(guò)設(shè)計(jì)折疊部102，在折疊部102內(nèi)嵌第一銅塊200壓緊并在兩側(cè)設(shè)計(jì)限位折邊102f，保證第一銅塊200的固定與限位。為后續(xù)長(zhǎng)螺釘緊固方案提供支持。
[0051]3、進(jìn)一步的，多組副邊銅皮組300疊加時(shí)，通過(guò)多個(gè)單獨(dú)的第二銅塊400填充間隙。采用限位銅棒501插入這多個(gè)副邊銅皮組300的固定孔103b、以及多個(gè)第二銅塊400的固定孔402中，以保證多組銅皮疊加時(shí)既保證了間隙填充，又防止銅塊脫落；
[0052]4、平面變壓器1000外部的T型銅排800與PCB703通過(guò)回流焊方式實(shí)現(xiàn)焊接互聯(lián)，保證輸出大電流的可能性。
[0053]5、按上述2、3、4點(diǎn)所述，T型銅排800與變壓器組件700通過(guò)長(zhǎng)螺釘安裝，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)焊接工藝。通過(guò)長(zhǎng)螺釘固定的方式在加工上可現(xiàn)實(shí)分段分步加工，最后再實(shí)現(xiàn)組裝，具有工藝簡(jiǎn)化，易加工裝配等優(yōu)勢(shì)。
[0054]6、本平面變壓器1000中，通過(guò)兩個(gè)變壓器組件700并聯(lián)一起，實(shí)現(xiàn)更大電流傳輸?shù)目赡堋?br> [0055]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種平面變壓器，其特征在于，包括兩個(gè)變壓器組件，所述變壓器組件包括: 磁芯； 多個(gè)副邊銅皮組，每個(gè)副邊銅皮組包括兩個(gè)副邊銅皮，所述副邊銅皮包括銅皮主體、以及分別從所述銅皮主體的兩端延伸的折疊部和中心抽頭部，所述折疊部形成容納空間，在所述容納空間內(nèi)容納有第一銅塊；所述兩個(gè)副邊銅皮的中心抽頭部相互貼合，使得所述兩個(gè)副邊銅皮的折疊部分別位于相互貼合的兩個(gè)所述中心抽頭部的兩側(cè)； 原邊線包，位于相鄰的兩個(gè)副邊銅皮組之間；以及 設(shè)置在兩側(cè)的印刷電路板； 所述平面變壓器還包括位于所述兩個(gè)變壓器組件之間的銅排和互聯(lián)銅柱；以及穿過(guò)所述副邊銅皮組的折疊部和中心抽頭部、將所述兩個(gè)變壓器組件鎖緊在所述銅排和互聯(lián)銅柱上的多個(gè)長(zhǎng)螺釘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面變壓器，其特征在于，在相鄰的所述副邊銅皮組的中心抽頭部之間，設(shè)置有第二銅塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平面變壓器，其特征在于，所述副邊銅皮的折疊部包括依序連接、從而形成所述容納空間的底部、連接部、以及頂部，所述底部與所述銅皮主體相連，所述頂部與所述底部相對(duì)，且所述連接部垂直連接在所述底部和頂部之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面變壓器，其特征在于，所述底部與頂部上分別設(shè)置有底部通孔和頂部通孔，在所述第一銅塊上設(shè)置有中心孔，且所述中心孔、底部通孔和頂部通孔彼此對(duì)準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面變壓器，其特征在于，所述長(zhǎng)螺釘穿過(guò)每個(gè)所述副邊銅皮組的底部通孔、所述第一銅塊的中心孔、所述頂部通孔后連接到所述互聯(lián)銅柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面變壓器，其特征在于，所述中心抽頭部上設(shè)置有中心孔和多個(gè)固定孔，所述第二銅塊上也設(shè)置有中心孔和多個(gè)固定孔，所述中心抽頭部的中心孔和固定孔分別與所述第二銅塊上的中心孔和固定孔對(duì)準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面變壓器，其特征在于，所述長(zhǎng)螺釘穿過(guò)每個(gè)所述副邊銅皮組的中心抽頭部的中心孔、以及所述第二銅塊上的中心孔后連接到所述銅排。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平面變壓器，其特征在于，所述平面變壓器還包括插在每個(gè)所述副邊銅皮組的固定孔和所述第二銅塊的固定孔中、將所述多個(gè)副邊銅皮組和它們之間的第二銅塊固定在一起的限位銅棒。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面變壓器，其特征在于，所述磁芯是PQ型磁芯，所述銅皮主體呈開(kāi)口的環(huán)形，所述環(huán)形具有相對(duì)的兩端，所述折疊部和中心抽頭部分別從所述銅皮主體的兩端彼此平行延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面變壓器，其特征在于，所述頂部上，與連接部相鄰的兩側(cè)均設(shè)有限位折邊，所述限位折邊朝向所述底部延伸。
【文檔編號(hào)】H01F27/28GK203706831SQ201420071186
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】裴日富, 李茂華, 夏國(guó)超 申請(qǐng)人:艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司