本實(shí)用新型涉及變壓器，特別是涉及一種脈沖變壓器。

背景技術(shù)：

近年來，對輸入側(cè)的差分信號和輸出側(cè)的差分信號實(shí)施絕緣作用的脈沖變壓器被廣泛使用于連接器等電路元件。傳統(tǒng)的脈沖變壓器，為了達(dá)到較高的磁耦合效果，減小漏磁，從而提高通信帶寬的目的，通常采用磁環(huán)作為磁芯本體，磁環(huán)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)較高的信號帶寬，但磁環(huán)結(jié)構(gòu)屬于閉合結(jié)構(gòu)，其本身不利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的繞線工藝，特別是對于磁環(huán)內(nèi)孔較小的磁芯。目前業(yè)界大量采用人工手工穿線，不僅生產(chǎn)效率低下，而且產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品電氣特性也偏差很大。此種方式不僅造成人力資源的極大浪費(fèi)，而且由于特性的不穩(wěn)定，對客戶端的應(yīng)用也會(huì)造成一定的困擾。

當(dāng)前，有企業(yè)已對自動(dòng)卷線工藝制造脈沖變壓器進(jìn)行研究工作：將至少兩個(gè)繞組纏繞在其中一個(gè)磁芯本體上，繞線的始末端分別與磁芯上的相應(yīng)電極相連接，最后再將兩個(gè)磁芯相連接，使二者形成一閉合磁路。雖然這種自動(dòng)卷線工藝能夠解決產(chǎn)品的全自動(dòng)化設(shè)計(jì)，用以緩解日益增長的人工成本。但是在實(shí)際研發(fā)生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，此工藝對于磁芯表面的平滑度非常敏感(破壞漆包線)，對漆包線的要求非常之高(既要非常細(xì)又要有較高的抗拉強(qiáng)度而且要有非常高的耐壓等級)，對生產(chǎn)設(shè)備的精度要求非常之高，以上這些因素使得產(chǎn)品良率非常之低以及成本居高不下。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在于提供一種脈沖變壓器，旨在解決現(xiàn)有的脈沖變壓器的產(chǎn)品良率低，成本高的問題。

本實(shí)用新型提供了一種脈沖變壓器，包括：至少一個(gè)第一磁芯結(jié)構(gòu)，及具有至少一層布線層的印制電路板，所述印制電路板上開設(shè)有至少一組第一通孔，每組所述第一通孔為兩個(gè)，所述第一磁芯結(jié)構(gòu)穿過兩個(gè)所述第一通孔形成閉合磁路，所述第一通孔周圍的布線層上印制有繞組線圈，所述印制電路板上還設(shè)置有與所述繞組線圈的端頭連接的電極，所述第一磁芯結(jié)構(gòu)為多個(gè)時(shí)則并排設(shè)置。

優(yōu)選地，每個(gè)所述第一磁芯結(jié)構(gòu)包括第一磁芯本體和第二磁芯本體，所述第一磁芯本體的兩端分別穿過兩個(gè)所述第一通孔后分別與所述第二磁芯本體的兩端固定連接。

優(yōu)選地，還包括第二磁芯結(jié)構(gòu)，所述第二磁芯結(jié)構(gòu)的數(shù)量與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，所述印制電路板還開設(shè)有第二通孔，所述第二通孔的數(shù)量與所述第一通孔的數(shù)量相同；

所述第二磁芯結(jié)構(gòu)包括第三磁芯本體和第四磁芯本體，所述第三磁芯本體兩端分別穿過兩個(gè)所述第二通孔后分別與所述第四磁芯本體兩端固定連接，所述第二磁芯結(jié)構(gòu)與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)相對設(shè)置。

優(yōu)選地，兩個(gè)所述第一通孔的中心連線和兩個(gè)所述第二通孔的中心連線相互垂直。

優(yōu)選地，所述第一磁芯本體及第三磁芯本體為“C”型結(jié)構(gòu)或“U”型結(jié)構(gòu)，所述第二磁芯本體及第四磁芯本體為“C”型結(jié)構(gòu)、“U”型結(jié)構(gòu)或“I”型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，還包括第三磁芯結(jié)構(gòu)，所述印制電路板還開設(shè)有至少一個(gè)第三通孔，所述第三通孔的數(shù)量、第三磁芯結(jié)構(gòu)的數(shù)量與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同；

每個(gè)所述第三磁芯結(jié)構(gòu)包括第五磁芯本體和第六磁芯本體，所述第五磁芯本體的一端穿過所述第三通孔后與所述第六磁芯本體的一端固定連接，所述第五磁芯本體的另一端外露于所述印制電路板與所述第六磁芯本體的另一端固定連接，所述第三磁芯結(jié)構(gòu)與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)相對設(shè)置。

優(yōu)選地，所述第三通孔的中心和兩個(gè)所述第一通孔的中心位于同一直線上。

優(yōu)選地，所述第五磁芯本體為“C”型結(jié)構(gòu)或“U”型結(jié)構(gòu)，所述第六磁芯本體為“C”型結(jié)構(gòu)、“U”型結(jié)構(gòu)或“I”型結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述電極設(shè)置于所述印制電路板的頂層外表面和底層外表面。

優(yōu)選地，所述繞組線圈的端頭設(shè)置于所述印刷電路板的對角線方位上。

上述的脈沖變壓器用印制電路板的各層印制電路走線替代傳統(tǒng)的繞線，解決自動(dòng)卷線工藝導(dǎo)致破壞漆包線良品率低的問題；初次級繞組間采用絕緣強(qiáng)度甚高的PCB介質(zhì)層進(jìn)行隔離，解決了生產(chǎn)過程中存在的耐壓不良的問題。由于采用PCB走線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繞線，初次級繞組之間的寄生電容大大減弱，下降了約一個(gè)數(shù)量級，可以大幅提高產(chǎn)品的電氣性能。由于生產(chǎn)工藝步驟少，工藝要求低，品質(zhì)良率得到極大的提高，生產(chǎn)成本有望大幅下降。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例中脈沖變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2A、2B、2C分別為本實(shí)用新型實(shí)施例中磁芯結(jié)構(gòu)的三種不同實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3A、3B、3C、3D分別為本實(shí)用新型實(shí)施例中電極的四種不同實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例中繞組線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中通孔的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型第二實(shí)施例中脈沖變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型第三實(shí)施例中脈沖變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。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。

實(shí)施例一：

請參閱圖1和圖2A，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例中脈沖變壓器可以是由一對磁芯構(gòu)成的脈沖變壓器單元，也可以是由多對完全一樣或者類似的脈沖變壓器單元構(gòu)成的集成脈沖變壓器。故，脈沖變壓器包括至少一個(gè)第一磁芯結(jié)構(gòu)10及具有至少一層布線層的印制電路板20，所述印制電路板20上開設(shè)有至少一組第一通孔，每組所述第一通孔為兩個(gè)，所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10穿過兩個(gè)所述第一通孔21形成閉合磁路，所述第一通孔21周圍的布線層上印制有繞組線圈(參見圖4)，所述印制電路板20上還設(shè)置有與所述繞組線圈的端頭連接的電極(參見圖3A-3D)，所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10為多個(gè)時(shí)則并排設(shè)置。

本實(shí)施例中，請參閱圖2A每個(gè)所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10包括第一磁芯本體11和第二磁芯本體12，所述第一磁芯本體11的兩端分別穿過兩個(gè)所述第一通孔21后分別與所述第二磁芯本體12固定的兩端連接。

本實(shí)施例中，采用印制電路板20的印制電路走線的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)脈沖變壓器的漆包線：利用高耐壓絕緣材料的印制電路板20的介質(zhì)作為傳統(tǒng)走線的“漆薄膜”遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足常規(guī)的耐壓要求，通過合理的設(shè)計(jì)耐壓能力能達(dá)到傳統(tǒng)變壓器的2～5倍。

磁芯為二合一分立式磁芯(通常為CC型、UU型、UI型、CI型或者他們的變形，如圖2A-2C所示)其中，圖2A為UI型或CI型，圖2B為CC型或UU型，圖2C為UI型或CI型。采用自動(dòng)插件機(jī)(或自動(dòng)貼片機(jī))等自動(dòng)化設(shè)備將兩部分磁芯當(dāng)作普通獨(dú)立的元器件依次插入印制電路板20的通孔中(磁芯與PCB需要通過點(diǎn)膠固定，磁芯與磁芯之間也需通過膠固定)，印制電路板20的通孔要求為圓形通孔或者四個(gè)直角已經(jīng)圓弧化處理的類似矩形通孔。

磁芯的材料為高頻鐵氧體材料(錳鋅鐵氧體或者鎳鋅鐵氧體材料)用以降低損耗，其中優(yōu)選鎳鋅鐵氧體材料提高抗電強(qiáng)度性能和高頻性能；磁芯插入通孔部分的形狀與通孔形狀盡可能一致，尺寸略小于印制電路板20的通孔尺寸(優(yōu)選0.2～0.4mm)，以滿足機(jī)器全自動(dòng)裝配的要求。

印制電路板20的厚度要略小于磁芯裝配的閉合磁路的高度(優(yōu)選0.2～0.4mm)，以保證第一磁芯本體11和第二磁芯本體12能緊密結(jié)合在一起；印制電路板20的PCB層數(shù)要求為4層或者4層以上，不同層之間的走線盡可能的通過盲埋孔進(jìn)行連接，用以節(jié)約印制電路板20的走線空間以及減少走線抽頭造成的EMI干擾；印制電路板20的表面綠油適當(dāng)加厚處理并采用白油覆蓋，進(jìn)一步降低走線與磁芯的耦合以及提高走線與磁芯的抗電強(qiáng)度；印制電路板20的一對或多對通孔，通孔盡量居中開設(shè)。

請參閱圖3A至圖3D，所述電極設(shè)置于所述印制電路板20的頂層外表面和底層外表面。印制電路板20上的電極(相當(dāng)于傳統(tǒng)變壓器的引腳)作為繞組線圈的引出端子，定義初級繞組線圈的引出端子為初級電極，次級繞組線圈的引出端子為次級電極。電極形狀可以均是貼片焊盤形式，也可以均是插件過孔形式，也可以部分貼片焊盤部分插件過孔形式，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)；全貼片焊盤電極位置的設(shè)計(jì)優(yōu)選將初、次級電極焊盤分別放置在印制電路板20的正反面(即top層和bottom層)的同一側(cè)，用于節(jié)約印制電路板20的面積，減小產(chǎn)品尺寸，降低產(chǎn)品成本。

對于初、次級電極焊盤分別放置在印制電路板20的正反面的同一側(cè)的電極設(shè)計(jì)，要求任意初級電極焊盤到次級電極焊盤的爬電距離和電氣間隙至少1mm以上；對于初、次級電極焊盤分別放置在印制電路板20的正反面的同一側(cè)的電極設(shè)計(jì)，在保證電極焊盤尺寸合理的前提下，優(yōu)選將初、次級電極焊盤相對面積盡可能減小(即錯(cuò)開放置)，用以減小初次級之間的耦合電容，提高產(chǎn)品電氣性能(如圖3A或圖3B所示，優(yōu)選圖3A設(shè)計(jì)，P1～P3電極在印制電路板20的一面，P4～P6(虛線)電極在印制電路板20的另一面)。

另外，如圖3C所示，初、次級電極P1～P6也可以是在印制電路板20同一面分列在不相鄰兩側(cè)的貼片焊盤形狀設(shè)計(jì)的引出端；如圖3D所示，初、次級電極P1～P6也可以是在印制電路板20分列在不相鄰兩側(cè)的插件過孔形狀設(shè)計(jì)的引出端；初、次級電極也可以是分別放置在印制電路板20正反面同一側(cè)正對位置的貼片焊盤形狀設(shè)計(jì)的引出端。

PCB平面線圈(繞組線圈)能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)變壓器中的繞線，在該P(yáng)CB平面線圈的通孔中使用自動(dòng)插件機(jī)或者自動(dòng)貼片機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備裝配各種組合的磁芯(通常為UI型、UU型、CI型、CC型或者他們的變形)，即可生產(chǎn)出具有高品質(zhì)穩(wěn)定性、性能參數(shù)優(yōu)異、成本較低的全新變壓器。

該平面線圈的導(dǎo)體繪制在一個(gè)層數(shù)為2*N層的PCB板上(其中N為大于1的整數(shù))，該P(yáng)CB板上包括兩個(gè)通孔(NPTH)，如圖4所示，B部分位于第一通孔21外側(cè)，(C部分為禁止走線區(qū)域，D部分為PCB平面線圈走線的導(dǎo)體部分，A1～A4為每一層走線的兩端)，PCB上通孔的形狀要求為圓型或者“矩形中四個(gè)直角進(jìn)行圓弧處理或者折線處理”的類圓形或者類矩形，參見圖5，優(yōu)選前兩種形狀的通孔，一對通孔中的兩個(gè)通孔形狀可以不一致。PCB板上通孔的作用是在后續(xù)的磁芯和PCB裝配過程中依次放置磁芯的第一磁芯本體11和第二磁芯本體12形成閉合磁路形成電感或變壓器，第一磁芯本體11和第二磁芯本體12的組合可以是UI型、UU型、CI型、CC型或者他們的變形。

該平面線圈包括第一平面線圈繞組和第二平面線圈繞組兩個(gè)相互絕緣但是走線形狀、長度完全一致的繞組，兩個(gè)繞組之間要求滿足一定的耐壓強(qiáng)度。每個(gè)平面線圈繞組都有四個(gè)引出銅皮端子，定義第一平面線圈繞組的四個(gè)引出端子為PP1、PP2、PP3、PP4，第二平面線圈繞組的四個(gè)引出端子為PS1、PS2、PS3、PS4。第一平面線圈繞組要求在第2～N層進(jìn)行走線，PP1～PP4要求分布在第1層，第二平面線圈繞組要求在第(N+1)～(2*N-1)層進(jìn)行走線，PS1～PS4要求分布在第2*N層。

要求第一平面線圈繞組的設(shè)計(jì)如下：將PP3和PP4分別放置在兩個(gè)通孔的右下角如圖4中A2、A4下面一點(diǎn)點(diǎn)的正上方top層位置；在PP3、PP4的top層位置分別打盲孔到第N層的A2、A4下面一點(diǎn)點(diǎn)的位置，在第N層上走線分別連接到A2、A4，從A2、A4出發(fā)分別沿著就近的兩個(gè)通孔沿同一個(gè)方向由外向內(nèi)逐漸靠近通孔走線，走X圈后分別到達(dá)A1、A3，在第N層的走線如圖4的D部分所示；分別在A1、A3的位置上打盲埋孔到N-1層，沿著就近的兩個(gè)通孔沿同一個(gè)方向由內(nèi)向外逐漸遠(yuǎn)離通孔走線，走X圈后分別到達(dá)A2、A4的正上方位置；第N～2層的走線形狀、寬度、厚度完全一致；若最終第二層的的走線方式為由內(nèi)而外逐漸遠(yuǎn)離通孔走線，那么PP1、PP2分別放置在A2、A4正上方位置，通過打盲孔的方式與平面線圈相連，反之則在A1、A3正上方位置，通過打盲孔的方式與平面線圈相連。

要求第二平面線圈繞組的設(shè)計(jì)如下：將PS3和PS4分別放置在兩個(gè)通孔的右下角(或左下角或左上角或右上角)如圖4中A2、A4下面一點(diǎn)點(diǎn)的正下方bottom層位置；在PS3、PS4的bottom層位置分別打盲孔到第N+1層的A2、A4下面一點(diǎn)點(diǎn)的位置，在第N+1層上走線分別連接到A2、A4，從A2、A4出發(fā)分別沿著就近的兩個(gè)通孔沿同一個(gè)方向由外向內(nèi)逐漸靠近通孔走線，走X圈后分別到達(dá)A1、A3，在第N+1層的走線如圖4的D部分所示；分別在A1、A3的位置上打盲埋孔到N+2層，沿著就近的兩個(gè)通孔沿同一個(gè)方向由內(nèi)向外逐漸遠(yuǎn)離通孔走線，走X圈后分別到達(dá)A2、A4的正上方位置；第N+1～2*N-1層的走線形狀、寬度、厚度完全一致；若最終第2*N-1層的的走線方式為由內(nèi)而外逐漸遠(yuǎn)離通孔走線，那么PS1、PS2分別放置在A2、A4正下方位置，通過打盲孔的方式與平面線圈相連，反之則在A1、A3正下方位置，通過打盲孔的方式與平面線圈相連。繞組線圈的端頭設(shè)置于所述印刷電路板的對角線方位上。放置盲埋孔的位置不僅可以放置在通孔的右下角也可以放置在左下角或左上角或右上角的位置，相應(yīng)的走線進(jìn)行90度或180度的旋轉(zhuǎn)即可。

實(shí)施例二：

請參閱圖6，脈沖變壓器還包括第二磁芯結(jié)構(gòu)50，所述第二磁芯結(jié)構(gòu)50的數(shù)量與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10的數(shù)量相同，所述印制電路板20還開設(shè)有第二通孔22，所述第二通孔22的數(shù)量與所述第一通孔21的數(shù)量相同；

所述第二磁芯結(jié)構(gòu)50包括第三磁芯本體和第四磁芯本體，所述第三磁芯本體兩端分別穿過兩個(gè)所述第二通孔22后分別與所述第四磁芯本體兩端固定連接形成閉合磁路，所述第二磁芯結(jié)構(gòu)50與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10一一對應(yīng)相對設(shè)置。

優(yōu)選地，兩個(gè)所述第一通孔21的中心連線和兩個(gè)所述第二通孔22的中心連線相互垂直。

實(shí)施例三：

請參閱圖7，脈沖變壓器還包括第三磁芯結(jié)構(gòu)60，所述印制電路板20還開設(shè)有至少一個(gè)第三通孔23，所述第三通孔23的數(shù)量、第三磁芯結(jié)構(gòu)60的數(shù)量與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10的數(shù)量相同；

每個(gè)所述第三磁芯結(jié)構(gòu)60包括第五磁芯本體和第六磁芯本體，所述第五磁芯本體的一端穿過所述第三通孔23后與所述第六磁芯本體的一端固定連接，所述第五磁芯本體的另一端外露于所述印制電路板20與所述第六磁芯本體的另一端固定連接形成閉合磁路，所述第三磁芯結(jié)構(gòu)60與所述第一磁芯結(jié)構(gòu)10一一對應(yīng)相對設(shè)置。

優(yōu)選地，所述第三通孔23的中心和兩個(gè)所述第一通孔21的中心位于同一直線上。

請參閱圖2A、2B、2C，第一磁芯本體11、第三磁芯本體31及第五磁芯本體41為“C”型結(jié)構(gòu)或“U”型結(jié)構(gòu)，所述第二磁芯本體12、第四磁芯本體32及第六磁芯本體42為“C”型結(jié)構(gòu)、“U”型結(jié)構(gòu)或“I”型結(jié)構(gòu)。

在上述實(shí)施例二和實(shí)施例三中，第二磁芯結(jié)構(gòu)30、第三磁芯結(jié)構(gòu)60及其通孔、繞組線圈的設(shè)置方式同實(shí)施例一種的第一磁芯結(jié)構(gòu)10，這里不再贅述。

上述的脈沖變壓器用印制電路板的各層印制電路走線替代傳統(tǒng)的繞線，解決自動(dòng)卷線工藝導(dǎo)致破壞漆包線良品率低的問題；初次級繞組間采用絕緣強(qiáng)度甚高的PCB介質(zhì)層進(jìn)行隔離，永久的解決了生產(chǎn)過程中存在的耐壓不良的問題。由于采用PCB走線代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繞線，初次級繞組之間的寄生電容大大減弱，下降了約一個(gè)數(shù)量級，可以大幅提高產(chǎn)品的電氣性能。由于生產(chǎn)工藝步驟少，工藝要求低，品質(zhì)良率得到極大的提高，生產(chǎn)成本有望大幅下降。

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)。