本实用新型涉及一种变压器结构，尤其涉及一种小体积具有高隔离耐压特性的变压器结构。
背景技术：
开关电源技术日趋成熟，在汽车、光伏、工控、医疗及手持设备等领域有着非常广泛的应用，不同行业对于开关电源的特性有着不一样的要求，如光伏应用中给IGBT驱动器供电的开关电源的隔离耐压要求比较高；医疗电源中对开关电源的漏电流要求比较高等等。
在IEC、UL、CE等各种安全标准中，对作为电气隔离器件的电子变压器在安全距离(电气间隙及爬电距离)方面有着详细的硬性规定。例如：常见的离线式电子变压器需按照加强绝缘进行防护，初级绕组(PrimaryWinding)与次级绕组(Secondary Winding)之间通常要满足6.0mm以上的爬电距离，而对于高隔离耐压的产品，这种爬电距离要求更高，例如IGBT 驱动专用电源产品要求爬电距离大于9.5mm。
传统的骨架变压器，若要满足高隔离耐压的要求，一般措施是直接加大变压器骨架的初级线圈槽和次级线圈槽之间的间距，并辅助以挡墙、胶纸、铁氟龙套管等绝缘材料进行防护，该措施不仅加大了变压器骨架的体积，增加了物料成本，而且不利于减小变压器整体体积，同时也不利于减小电路板布板空间，导致功率密度下降，这显然违背了开关电源小型化、高功率密度化的趋势，而且过于复杂的骨架变压器对于实现自动化生产有一定的难度，必须人为参与变压器的绕制，那么人工成本势必导致整个产品成本的增加。
对于微功率电源产品，现有技术多数采用的是环形磁芯，这种磁芯不能使用骨架，原边绕组和副边绕组的隔离耐压只能通过使用三层绝缘线来满足或者给磁芯表面增加带有绝缘材料的涂层。一般三层绝缘线普遍线径较大，较难实现自动化生产，需人工绕制，导致成本增加。而给磁芯表面增加涂层受涂层材料的影响变压器特性会变差且涂层本身不能满足更高隔离耐压要求。
现有技术中，还有采用平面变压器来解决高隔离耐压的问题，平面变压器可以做到内部固体绝缘而且人工参与度比较低，在市面上的开关电源中被广泛使用，目前平面变压器主要还是单独作为一个变压器装配到产品上，平面变压器的表面需要满足爬电距离的要求，故其体积相对传统变压器并没有优势，对于微功率产品而言是不可接受的。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种体积小、一致性好、低耦合电容且具有高隔离耐压特性的变压器结构。
为了实现上述目的，本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种隔离耐压变压器结构，包括PCB基板，所述PCB基板至少两层；其特征在于：所述PCB基板内部设有埋入的环形的控深槽，所述控深槽内放置磁性元器件；所述PCB基板上设有4组过孔，分别为过孔组6b、6c、5b和5c；
所述过孔组6b和过孔组6c分别分布在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b和过孔组6c贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第一个过孔的上端与过孔组6c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6c的第一个过孔的下端与过孔组6b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b的第二个过孔的上端与过孔组6c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第一原边绕组；
所述过孔组5c和过孔组5b分别分布在所述控深槽相对的另一端的内侧和外侧，并且过孔组5c和过孔组5b贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第一个过孔的上端与过孔组5c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组5c的第一个过孔的下端与过孔组5b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在 PCB基板对应层上布线将过孔组5b的第二个过孔的上端与过孔组5c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的副边绕组。
优选的，还包括过孔组6b'和过孔组6a，所述过孔组6a和过孔组6b'分别在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b'和过孔组6a贯穿的PCB基板层一致；通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b'的第一个过孔的上端与过孔组6a的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6a的第一个过孔的下端与过孔组6b'的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板对应层上布线将过孔组6b'的第二个过孔的上端与过孔组6a 的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第二原边绕组。
优选的，将所述变压器第一原边绕组与第二原边绕组串联，形成第三原边绕组。
优选的，在所述控深槽一端的内侧和外侧分别分布N组过孔，形成N个原边绕组，N为大于等于2的整数。
优选的，在所述控深槽的另一端的内侧和外侧分别分布N组过孔，形成N个副边绕组，提供N路输出，N为大于等于2的整数。
优选的，所述的环形的控深槽为圆环形、方环形或者椭圆环形。
优选的，所述的磁性元器件为环形磁心，所述的环形磁心为圆环形、方环形或者椭圆环形，与所述的控深槽的形状一致。
优选的，原边绕组和副边绕组之间的距离至少1mm以上。
本实用新型相对现有技术的优点在于：
1)将变压器与PCB基板合为一体，节省了变压器的空间，极大的减小了产品的体积，提高了产品的竞争力；
2)最大限度的减少人工参与度，提高了产品的一致性的同时，节约了人工工时，减少了产品的成本；
3)以最小的体积提供高达7800Vac或者10000Vdc的隔离耐压等级要求；
4)隔离电容小至3.6pF，较普通手绕变压器减小80％以上；
5)通过兼容性设计，可以兼容多个绕组规格，完成了变压器的归一化，减少了变压器的型号种类，提高了变压器的通用性，进一步降低了产品的成本。
附图说明
图1是本实用新型一种PCB基板的立体图；
图2是本实用新型一种PCB基板的俯视图；
图3是本实用新型一种PCB基板的主视图；
图4是本实用新型一种PCB基板的竖向剖面图；
图5是本实用新型一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的立体图；
图6是本实用新型一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的俯视图；
图7是本实用新型一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的主视图；
图8是本实用新型一种PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图的竖向剖面图；
图9是本实用新型优选的变压器结构示意图的立体图；
图10是本实用新型优选的变压器结构示意图的俯视图；
图11是本实用新型优选的变压器结构示意图的局部剖面图；
图12是本实用新型优选的变压器结构示意图的竖向剖面图；
图13是本实用新型优选的具体实施方式一示意图；
图14是本实用新型优选的具体实施方式一的绕组分布示意图；
图15是本实用新型优选的具体实施方式二示意图；
图16是本实用新型优选的具体实施方式二原边第一绕组示意图；
图17是本实用新型优选的具体实施方式二原边第二绕组示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的设计构想，现结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的说明。
如图1～4，是本实用新型优选的PCB基板示意图，由PCB基板1和PCB基板内部的控深槽3构成，所述PCB基板1的叠层结构是至少两层，可以在其顶层和底层走线和放置元器件，PCB基板1的内部材质2可以是市面上常见的FR4材质或者是其它熟知的材质。所述控深槽3是包含在PCB基板1内部的一个具有特定深度和特定形状的槽，该控深槽3在PCB 基板1内的位置可以是任意的，并不局限于示意图中所示的正中间位置，其形状可以是示意图中所示的圆环形，也可以是方形等其它形状，任何对控深槽3的深度、尺寸及形状的改变，均在本实用新型精神范围之内。
如图5～8，是本实用新型优选的PCB基板及磁性元器件的装配方式示意图，由PCB基板 1、PCB基板内部的控深槽3及装配在控深槽3内的磁性元器件4组成。所述PCB基板1和控深槽3的特征已在前文描述，不再赘述。所述磁性元器件4为普通的变压器磁芯，可以是各种现有市面上的材质，其形状随控深槽3，可以是本实用新型作为示例的圆形，也可以是方形等其它形状，其大小尺寸比控深槽3略小。所述磁性元器件4装配在控深槽3里面。
如图9～12，是本实用新型优选的变压器结构示意图，由PCB基板1、PCB基板内部的控深槽3、磁性元器件4、变压器副边绕组5和变压器原边绕组6组成。所述PCB基板1和控深槽3和磁性元器件4的特征已在前文描述，不再赘述。所述变压器副边绕组5和变压器原边绕组6呈缠绕状包裹在槽的内侧和外侧，内侧和外侧的电气连接是通过PCB基板1的中间层走线，不同层之间通过过孔连接。
如图13～14，是本实用新型优选的第一种绕组分布方式，包括原边绕组6和副边绕组5，所述副边绕组5和原边绕组6分布在PCB基板1内部的中间层MID Layer1和MID Layer2上，两个中间层之间通过过孔6b和6c连接。
如图15～17，是本实用新型优选的第二种绕组分布方式，包括原边绕组6和副边绕组5，所述副边绕组5和原边绕组6分布在PCB基板1内部的中间层MID Layer1、MID Layer2、 MID Layer3和MID Layer4上，MID Layer1和MID Layer4之间通过过孔6b和6c连接，MID Layer2和MID Layer3之间通过过孔6b'和6a连接。
具体实施方式一：
以PCB基板2层为例对本发明具体说明如下：
一种隔离耐压变压器结构，包括PCB基板，所述PCB基板内部设有埋入的环形的控深槽，所述控深槽内放置磁性元器件；所述PCB基板上设有4组过孔，分别为过孔组6b、6c、 5b和5c；
所述过孔组6b和过孔组6c分别分布在所述控深槽一端的内侧和外侧，并且过孔组6b和过孔组6c贯穿的PCB基板；通过在PCB基板顶层上布线将过孔组6b的第一个过孔的上端与过孔组6c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板底层上布线将过孔组6c的第一个过孔的下端与过孔组6b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板顶层上布线将过孔组6b的第二个过孔的上端与过孔组6c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的第一原边绕组；
所述过孔组5c和过孔组5b分别分布在所述控深槽相对的另一端的内侧和外侧，并且过孔组5c和过孔组5b贯穿的PCB基板；通过在PCB基板顶层上布线将过孔组5b的第一个过孔的上端与过孔组5c的第一个过孔的上端连接起来，再通过在PCB基板底层上布线将过孔组5c的第一个过孔的下端与过孔组5b的第二个过孔的下端连接起来，再通过在PCB基板顶层上布线将过孔组5b的第二个过孔的上端与过孔组5c的第二个过孔的上端连接起来，依次类推，形成变压器的副边绕组。
具体实施方式二：
如图13，为本实用新型优选的具体实施方式一的示意图，PCB基板为4层，一种隔离耐压变压器结构，包括一个原边绕组6和一个副边绕组5，所述副边绕组5和原边绕组6分布在PCB基板1内部的中间层MID Layer1和MID Layer2上。原边过孔组6b和6c贯穿中间层 MID Layer1和MID Layer2，并且分别分布在控深槽一端的外侧和内侧。具体连接方式为：过孔组6b的第一个过孔的上端通过中间层MID Layer1上的走线连接到控深槽3内部的过孔组 6c的第一个过孔的上端，过孔组6c的第一个过孔的下端通过MID Layer2上的走线连接到过孔组6b的第二个过孔的下端，过孔组6b的第二个过孔的上端通过中间层MID Layer1上的走线连接到控深槽3内部的过孔组6c的第二个过孔的上端，如此重复，便可得到缠绕在控深槽 3上的第一原边绕组6。同理可得副边绕组5，不再赘述。如图14，是本具体实施方式一的绕组平面结构示意图。
副边绕组的形成方式与实施例一一致，在此不再赘述。
具体实施方式三：
如图15，为本实用新型优选的具体实施方式二的示意图，PCB板为6层；一种隔离耐压变压器结构，包括两个原边绕组和一个副边绕组5，所述副边绕组5和两个原边绕组分布在 PCB基板1内部的中间层MID Layer1、MID Layer2、MID Layer3和MID Layer4上。
所述第一原边绕组的具体连接方式为：过孔组6b和过孔组6c贯穿中间层MID Layer1和中间层MID Layer4，并且分别分布在控深槽一端的外侧和内侧。过孔组6b的第一个过孔的上端通过中间层MID Layer1上的走线6d连接到过孔组6c的第一个过孔的上端，原边过孔组 6c的第一个过孔的下端通过MID Layer4上的走线6e连接到过孔组6b的第二个过孔的下端，过孔组6b的第二个过孔的上端通过中间层MID Layer1上的走线连接到过孔组6c的第二个过孔的上端，如此重复，便可得到缠绕在控深槽3上的第一个原边绕组，其结构示意图如图16。
所述第二原边绕组的具体连接方式为：过孔组6b'和过孔组6a贯穿中间层MID Layer2和中间层MID Layer3，并且分别分布在控深槽一端的外侧和内侧。过孔组6b'的第一个过孔的上端通过中间层MID Layer2上的走线6f连接到控深槽3内部的过孔组6a的第一个过孔的上端，过孔组6a第一个过孔的下端通过MID Layer3上的走线6g连接到过孔组6b'第二个过孔的下端，过孔组6b'的第二个过孔的上端通过中间层MID Layer2上的走线连接到过孔组6a的第二个过孔的上端，如此重复，便可得到缠绕在控深槽3上的第二个原边绕组。其结构示意图如图17。
副边绕组的形成方式与实施例一一致，在此不再赘述。
具体实施方式四：
所述第三原边绕组的具体连接方式为：将所述第一原边绕组的结束端绕组走线与所述第二原边绕组的初始端走线相连，即将所述第一原边绕组与所述第二原边绕组串联，串联之后可得到所述第三原边绕组，假设所述第一原边绕组的圈数为N1圈，所述第二原边绕组的圈数为N2圈，可得所述原边第三绕组的圈数为N3＝N1+N2圈，这样的设计有一个好处就是可以兼容多个绕组规格，完成了变压器的归一化，减少了变压器的型号种类，提高了变压器的通用性，进一步降低了产品的成本。
副边绕组的形成方式与实施例一一致，在此不再赘述。
具体实施方式五：
与实施方式三不同的是：所述控深槽一端的内侧和外侧分别分布N组过孔，形成N个原边绕组，N为大于等于2的整数。工作原理与实施例三相同，不再赘述。
具体实施方式六：
与实施方式一至五不同的是：所述控深槽的另一端的内侧和外侧分别分布N组过孔，形成N个副边绕组，提供N路输出，N为大于等于2的整数。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，对变压器结构进行改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，这里不再用实施例赘述，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。