一种高速率多变比的信号传输变压器结构的制作方法

本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及一种高速率多变比的信号传输变压器结构。

背景技术：

信号传输变压器是信号传输、高压隔离和阻抗匹配的器件，主要材料包括磁芯、骨架和线圈，线圈有两个或两个以上的绕组组成，其中接输入信号的绕组定义为初级线圈(Np)，接输出信号或接芯片侧的绕组定义为次级线圈(Ns)；当初级线圈中通有交流电流或输入信号时，磁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压或电流达到信号传输的作用。其中初级线圈和次级线圈的圈数是根据匹配芯片的阻抗进行设计的。信号传输变压器主要起到信号耦合、直流隔离、阻抗匹配、高压隔离等作用，信号传输变压器主要应用于调制解调器、局端电信机柜等IT设备。

信号传输变压器是DSL系统中的关键的磁性器件之一，它在电路系统中所起隔离、阻抗匹配、波形修复和调节等作用。为满足带宽、插入损耗和谐波失真的要求，变压器磁芯材料要求工作频率宽、磁导率高、损耗小。变压器本身要效率高、损耗低、失真低、响应速度快。为适应变压器高速化(如Gigabit)、集成化、小型化的发展趋势，通常选EP13/EP10/EP7型铁氧体磁芯。DSL信号传输变压器是低功率线性器件，其传输特性和反射特性的理论基础是无源网络理论，其工作频率为26kHz～30MHz，并且要求此频带内信号波形失真小。

通常通过优化绕组线径来降低绕组电阻是减小变压器中频损耗特性的重要方法，漏感和分布电容是影响变压器高频特性的关键参数，但漏感和分布电容是相互矛盾的，降低漏感电容会增加，降低电容漏感会增加，需要对其进行折衷处理。目前的绕制结构中三明治结构是相对较好的方案，可以获得比较好的漏感和电容，但发展到更高速率的G.fast传输标准此方案也很难满足要求。

现有矢量化VDSL2采用30MHz频谱可以在单线实现最高150Mbps的总速率，而G.fast采用更宽频谱(第一阶段最高到106MHz，第二阶段最高到212MHz)，可以在同样距离实现500Mbps到1Gbps的速率，采用更高频率将实现更快速率。针对线路传输变压器特性要求更加严格，主要体现在同频带的拓宽，对于产品的插入损耗、漏感及分布电容要求更严格，现有的绕线方式已经很难实现；目前，现有方案通常的做法是减少层间胶带厚度和圈数或降低铜线绝缘层厚度来降低漏感和插损，但此方法会使耐压等级降低或绝缘等级不能满足要求，且生产一致性差，品质难以管控。

技术实现要素：

为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种高速率多变比的信号传输变压器结构，该信号传输变压器结构通过将线圈设置为分段式绞线结构，可根据需要方便地调整变压器的圈比，并可有效降低漏感和损耗，同时具有耦合特性好，产品的一致性好等优点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种高速率多变比的信号传输变压器结构，包括具有绕线架的骨架，所述绕线架具有一中空部，该中空部的两端套装有磁芯，所述绕线架上绕制有初级线圈与次级线圈，所述初级线圈与所述次级线圈相互绞接并形成绞线结构，所述初级线圈包括第一导线与第二导线，所述次级线圈包括第三导线与第四导线，所述绞线结构包括由第一导线、第二导线以及第三导线相互绞接形成的第一绞线段，由第一导线、第二导线相互绞接形成的第二绞线段，以及由第一导线、第二导线以及第四导线相互绞接形成的第三绞线段，所述第一绞线段、第二绞线段以及第三绞线段依次连接。

优选地，所述第一绞线段的其中一端设置有由第一导线、第二导线以及第三导线的一端形成的出线引脚，第一绞线段的另一端设置有由第三导线的另一端形成的出线引脚；所述第三绞线段的其中一端设置有由第一导线、第二导线以及第四导线的一端形成的出线引脚，第三绞线段的另一端设置有由第四导线的另一端形成的出线引脚。

优选地，所述的第一导线、第二导线、第三导线以及第四导线均包括有铜线，以及包覆于铜线外部的绝缘层；较佳地，所述绝缘层的层数为一层或多层。

优选地，所述第二绞线段的长度为L，所述L随信号传输变压器的圈比N的变化而变化。具体地，所述圈比N是根据所述第一绞线段与第三绞线段的圈数以及所述L的长度决定的，即当所述第一绞线段与第二绞线段的圈数固定的情况下，可通过调节L的长度来实现不同数值的圈比N。

本实用新型提供的信号传输变压器结构，其通过将变压器的初级线圈与次级线圈设置为分段式绞线结构，可方便地通过调节第二绞线段的长度L来实现变压器的圈比，同时可使得初级线圈与次级线圈更紧密地结合在一起，从而可达到更佳的耦合特性，有效降低了变压器的漏感和损耗，并拓宽通频带宽达到提升整个网络系统的高速传输特性，具有耦合特性好，产品的一致性好等优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的信号传输变压器的部件分解结构示意图。

图2是本实用新型实施例中所述初级线圈与次级线圈的绕线原理示意图。

图3是本实用新型实施例中所述初级线圈与次级线圈的分段式绞线结构示意图。

其中，附图标号为：10-骨架，20-绕线架，21-中空部，30-磁芯，a-第一导线，b-第二导线，c-第三导线，d-第四导线，S1-第一绞线段，S2-第二绞线段，S3-第三绞线段。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如附图1-3所示，一种高速率多变比的信号传输变压器结构，包括具有绕线架20的骨架10，所述绕线架具有一中空部2)，该中空部的两端套装有磁芯30，所述绕线架上绕制有初级线圈与次级线圈，所述初级线圈与所述次级线圈相互绞接并形成绞线结构，所述初级线圈包括第一导线a与第二导线b，所述次级线圈包括第三导线c与第四导线d，所述绞线结构包括由第一导线、第二导线以及第三导线相互绞接形成的第一绞线段S1，由第一导线、第二导线相互绞接形成的第二绞线段S2，以及由第一导线、第二导线以及第四导线相互绞接形成的第三绞线段S3，所述第一绞线段S1、第二绞线段S2以及第三绞线段S3依次连接。

所述第一绞线段S1的其中一端设置有由第一导线a、第二导线b以及第三导线c的一端形成的出线引脚，第一绞线段S1的另一端设置有由第三导线c的另一端形成的出线引脚；所述第三绞线段S3的其中一端设置有由第一导线a、第二导线b以及第四导线d的一端形成的出线引脚，第三绞线段S3的另一端设置有由第四导线d的另一端形成的出线引脚。其中，由第三导线与第四导线其中一端形成的出线引脚中，靠向所述第二绞线段S2两端的两出线引脚为预留出线引脚，以便根据需要将两预留出线与信号传输变压器相应的引脚连接，从而方便根据需要改变信号传输变压器的绕线结构。

本实施例中提供的信号传输变压器结构，通过将信号传输变压器的初级线圈与次级线圈设置为分段式绞线结构，可方便地通过调节第二绞线段S2的长度L来实现变压器的圈比N(初级线圈与次级线圈的圈数比)，同时可使得初级线圈与次级线圈更紧密地结合在一起，从而可达到更佳的耦合特性，有效降低了变压器的漏感和损耗，并拓宽通频带宽达到提升整个网络系统的高速传输特性，而且具有耦合特性好，产品的一致性好等优点。

具体地，所述圈比N是由所述第一绞线段S1与第三绞线段S3的圈数以及所述第二绞线段S2的长度L的值来决定的。例如，当第一绞线段S1与第三绞线段S3的圈数相同，且L＝0时，所述圈数比N＝2(此时，第一导线a与第二导线b的圈数相同，且第一导线a与第二导线b的圈数是第三导线c、第四导线d的两倍)；当第一绞线段S1与第三绞线段S3的圈数相同，所述L的长度与第一绞线段S1的长度以及第三绞线段S3的长度相等，此时N＝3(此时，第一导线a与第二导线b的圈数相同，且第一导线a与第二导线b的圈数是第三导线c、第四导线d的三倍)。即当第一绞线段S1与第三绞线段S3的圈数固定时，可以通过调整所述第二绞线段S2的长度L的值来增加所述圈数比N的值。当然，在实际应用中，所述第三导线c、第四导线d的圈数不必相同，具体可根据实际需要来选择。

在现有技术中的变压器，为满足绝缘性的要求，通常通过在初级线圈与次级线圈之间缠绕一层或多层绝缘胶带进行隔离，并且在绕线架也缠绕有绝缘层。而本实施例中，则通过选用具有不同绝缘性能的线材来满足变压器不同的功能绝缘等级的要求。本实施例中的所述的第一导线、第二导线、第三导线以及第四导线均包括有铜线，以及包覆于铜线外部的绝缘层。其中，所述绝缘层的层数可以为一层或多层(本实施例中的多层，是指两层或两层以上)。例如，当产品需满足功能绝缘等级要求或基本绝缘等级要求时，初次线圈与级线圈中的导线中的绝缘层至少使用单层绝缘层；当产品需满足附加绝缘等级要求时，初级线圈或次级线圈中的导线中的绝缘层至少使用双层绝缘层；当产品需满足加强绝缘等级要求时，初级线圈或次级线圈中的导线中的绝缘层至少使用三层绝缘层。即本实施例中，可随着变压器产品的绝缘等级要求的不同而选择相应绝缘等级的导线，从而可避免需要在初级线圈与次级线圈之间缠绕一层或多层绝缘胶带，进而可使得将初级线圈与次级线圈绞接在一起的绞线结构，不需要另外增加材料或工序即可满足相应的绝缘等级要求，而且也使得初级线圈与次级线圈紧密结合在一起，从而可达到最佳的耦合效果。

上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。