一种印制电路板平面变压器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种印制电路板平面变压器。
【背景技术】
[0002] 在200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源中，变压器是系统的重要组成部 分，它主要起到功率传送、电压变换和绝缘隔离的功能。因此，变压器的性能影响整个200W 功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源的表现，是开关电源的核心部件。
[0003] 目前，200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源广泛存在于国防电子工业的 应用中，比如舰载电源，航空航天电源，相控阵雷达电源，通讯对抗电源，它专门负责给砷化 镓微波功率器件供电。其中，传统的绕线式软磁铁氧体变压器在电源变压器的实现方式上 占有很大的比重。随着应用场合的发展，以及应用的水平提高，对电源性能的要求也不断提 高，要求电源有更高的效率、更高的可靠性、更小的体积。为此，电源变压器必须工作在更高 的频率上（200KHz以上），而传统的绕线式软磁铁氧体变压器在高频率的应用中存在很多 缺点，其缺点主要表现如下：体积大，受制于绕线方式和骨架形状，传统的绕线式软磁铁氧 体变压器通常采用立式结构或者卧式结构，并需要留有很大的窗口面积以方便漆包线的绕 制。
【发明内容】
[0004] 鉴于上述缺点和不足，本发明针对200W功率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源 的应用设计了一种印制电路板平面变压器。
[0005] 为了达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
[0006] 一种印制电路板平面变压器，所述变压器原边绕组采用4匝铜箱绕制，4匝铜箱绕 组位于印制电路板不同的层数上，其中2匝铜箱绕组位于印制板第二层，另外2匝铜箱绕组 位于印制板第五层，印制电路板第二层上的2匝铜箱绕组与印制电路板第五层上的2匝铜 绕组箱通过4个直径0. 66_实心埋孔串联；副边绕组采用两个1匝铜箱绕组并联绕制，提 高了变压器副边绕组的电流输出能力，副边绕组A的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第 一层和印制板第六层，副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第三层和印制板第 四层，两个1匝铜箱绕组通过10个直径〇. 66_实心通孔并联；
[0007] 其中，变压器副边绕组A的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第一层和印制板第 六层，副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第三层和印制板第四层，原边绕组2 匝铜箱绕组位于印制板第二层，2匝铜箱绕组位于印制板第五层。
[0008] 其中，所述印制电路板的芯板采用TU752材质，铜箱的厚度为105um，不同层之间 的压合材料为型号是1080的半固化片。
[0009] 本发明的有益效果为：本发明实施例提供的印制电路板平面变压器针对200W功 率级直流48V转8V全桥拓扑开关电源的应用，与传统的绕线式软磁铁氧体变压器相比，其 显著优点是：
[0010] (1)体积小，本设计平面变压器是一种扁平状结构，由于原、副边绕组采用了平面 多层叠放结构，绕组间耦合更加紧密，使得其体积不超过传统同样频率和功率级变压器的 百分之三十，方便表贴于电源印制板表面。尤其在采用多层印制板设计的电源应用中，本发 明适合在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中，简化了电源生产过程。
[0011] (2)损耗小，本设计平面变压器采用105um厚的铜箱作为绕组，充分利用导体的趋 肤效应，提高了铜箱的导电利用率，从而提升了绕组的电流密度。同时，由于绕组的平面化， 加之原边绕组和副边绕组之间特殊的交叉换位方式，在减少了绕组的涡流损耗的同时，使 得并联绕组间的电流分布更加平均，使变压器的损耗更小。
[0012] (3)漏感小，参数一致性高，本设计平面变压器绕组和绕组之间的耦合更紧密，使 得绕组匝间的漏感更小，加之印制电路板工艺保证，本设计平面变压器的参数一致性高。
[0013] (4)散热性能好，本设计平面变压器具有很高的表体面积比，平面的铜箱绕组具 有高的散热能力，若在电源的设计过程中融入到电源多层印制板整体中，绕组的热通道更 短，散热能力更强。
[0014] (5)成本低，本设计平面变压器是由少量有关的廉价元件构成，印制电路板的前期 开模费用之后，后期的单板价格低，加之组装方便，不需要专业的技术工人，成本得到降低。
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅为本发明的一些实施例，对于本领域 或普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
[0016] 图1为本发明实施例提供的一种200W功率级直流48V转8V全桥拓扑结构；
[0017] 图2为平面变压器磁芯元件的结构图；
[0018] 图3为平面变压器的铜箱绕组在印制电路板不同层中的结构；
[0019] 图4为平面变压器印制电路板不同层之间的工艺结构。
【具体实施方式】
[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基 于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有 其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0021] 本发明实施例提供的一种印制电路板平面变压器，所述变压器原边绕组采用4匝 铜箱绕制，4匝铜箱绕组位于印制电路板不同的层数上，其中2匝铜箱绕组位于印制板第二 层，另外2匝铜箱绕组位于印制板第五层，印制电路板第二层上的2匝铜箱绕组与印制电路 板第五层上的2匝铜绕组箱通过4个直径0. 66mm实心埋孔串联；副边绕组采用两个1匝铜 箱绕组并联绕制，提高了变压器副边绕组的电流输出能力，副边绕组A的两个1匝铜箱绕组 分别位于印制板第一层和印制板第六层，副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板 第三层和印制板第四层，两个1匝铜箱绕组通过10个直径0. 66mm实心通孔并联；
[0022] 其中，变压器副边绕组A的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第一层和印制板第 六层，副边绕组B的两个1匝铜箱绕组分别位于印制板第三层和印制板第四层，原边绕组2 匝铜箱绕组位于印制板第二层，2匝铜箱绕组位于印制板第五层。
[0023] 其中，所述印制电路板的芯板采用TU752材质，铜箱的厚度为105um，不同层之间 的压合材料为型号是1080的半固化片。
[0024] 本发明200W功率级直流48V转8V平面变压器的全桥拓扑结构如图1所示。变 压器原边绕组匝数4匝，副边绕组匝数1匝，开关器件在频率周期内以一定的占空比导通， 占空比用大写字母D表示，输入电压用字母Vi表示，输出电压用字母Vo表示，原