电源装置、磁性元件及其绕组单元的制作方法
【专利摘要】本公开提供了一种电源装置、磁性元件及绕组单元。该绕组单元包括平行设置的多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈；其中，至少一层绕组中至少一所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一所述线圈的宽度不同。本公开可以有效的减少绕组单元的寄生电容，进而提升电源装置的效率。
【专利说明】
电源装置、磁性元件及其绕组单元
技术领域
[0001] 本公开涉及磁性元件技术领域，特别涉及一种绕组单元，应用该绕组单元的磁性 元件以及应用该磁性元件的电源装置。
【背景技术】
[0002] 磁性元件是应用于各式电子产品的重要元件。随着电子产品朝着小尺寸、大电流 与多功能性的方向发展，电源装置也朝着小型化及高功率密度的方向发展。随着电源装置 对功率密度以及小型化的追求，工作频率更高、体积更小的磁性元件应用越来越广泛。
[0003] 对于高频电源装置而言，开关元件Sw的导通时刻损耗为电源装置损耗的一个重 要部分，其导通时刻损耗?_1。11=1/2$(：￡^14^:^，其中（^为开关元件^两端的等效电 容，其为影响导通时刻损耗Ptumin的一个重要因素，的大小和电源装置中与开关元件相连 的元器件有关，如磁性元件。因此减小磁性元件的绕组单元的寄生电容，以减小(；q，进而减 小导通时刻损耗提升电源效率成为业界需要解决的问题。
【发明内容】
[0004] 本公开的目的在于提供一种绕组单元，应用该绕组单元的磁性元件以及应用该磁 性元件的电源装置，用于减少绕组单元的寄生电容。
[0005] 本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开 的实践而习得。
[0006] 根据本公开的第一方面，提供一种绕组单元，包括：
[0007] 平行设置的多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈；
[0008] 其中，至少一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一匝所述 线圈的宽度不同。
[0009] 在本公开一种示例实施方式中，所述多层绕组包括：
[0010] 一第一层绕组，包括至少一匝线圈；
[0011] -第二层绕组，包括至少一匝线圈，且所述第一层绕组与所述第二层绕组相对设 置；
[0012] 其中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与所述第二层绕组中至少一匝 所述线圈的宽度不同。
[0013] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的投影至少 部分位于所述第二层绕组中所述线圈之外。
[0014] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的投影完全 位于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈之内，且所述第一层绕组中至少一匝所述线圈 的宽度小于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈的宽度。
[0015] 在本公开一种示例实施方式中，所述线圈包括依次连接的Ν匝所述线圈；
[0016] 所述第一层绕组包括第1匝至第Ν/2匝所述线圈，第1匝所述线圈用于连接至一 母线电容；
[0017] 所述第二层绕组包括第N/2+1匝至第N匝所述线圈，第N匝所述线圈用于连接至 一开关元件。
[0018] 在本公开一种示例实施方式中，所述线圈包括依次连接的N匝线圈；
[0019] 第1匝所述线圈用于连接至一母线电容，且包含于一第三层绕组；
[0020] 第2匝所述线圈包含于一第四层绕组；
[0021] 第3匝至第N/2+1匝所述线圈包含于所述第一层绕组；
[0022] 第N/2+2匝至第N匝所述线圈包含于所述第二层绕组，所述第N匝线圈用于连接 至一开关元件。
[0023] 在本公开一种示例实施方式中，相邻各层绕组中，相对的线圈之间的相对压差按 一预设规则分布。
[0024] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组及第二层绕组位于所述第三层绕 组及第四层绕组之间，且所述第一层绕组与所述第三层绕组相邻，所述第二层绕组与所述 第四层绕组相邻。
[0025] 在本公开一种示例实施方式中，所述多层绕组中所述线圈的布设位置偏向绕组层 间压差最小的线圈所在方向。
[0026] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中所述线圈的布设位置偏向所述 第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向。
[0027] 在本公开一种示例实施方式中，所述第二层绕组中所述线圈的布设位置偏向所述 第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。
[0028] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中所述线圈的布设位置偏向所述 第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向，所述第二层绕组中所述线圈的布设位置偏向 所述第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。
[0029] 在本公开一种示例实施方式中，所述第第3至N匝线圈的绕线方式为C型绕法。
[0030] 根据本公开的第二方面，提供一种磁性元件，包括：
[0031] 至少一绕组单元，包括：
[0032] 平行设置的多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈；
[0033] 其中，至少一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一匝所述 线圈的宽度不同。
[0034] 在本公开一种示例实施方式中，所述多层绕组包括：
[0035] 一第一层绕组，包括至少一匝线圈；
[0036] 一第二层绕组，包括至少一匝线圈，且所述第一层绕组与所述第二层绕组相对设 置；
[0037] 其中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与所述第二层绕组中至少一匝 所述线圈的宽度不同。
[0038] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的投影至少 部分位于所述第二层绕组中所述线圈之外。
[0039] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的投影完全 位于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈之内，且所述第一层绕组中至少一匝所述线圈 的宽度小于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈的宽度。
[0040] 在本公开一种示例实施方式中，所述线圈包括依次连接的N匝所述线圈；
[0041] 所述第一层绕组包括第1匝至第N/2匝所述线圈，第1匝所述线圈用于连接至一 母线电容；
[0042] 所述第二层绕组包括第N/2+1匝至第N匝所述线圈，第N匝所述线圈用于连接至 一开关元件。
[0043] 在本公开一种示例实施方式中，所述线圈包括依次连接的N匝线圈；
[0044] 第1匝所述线圈用于连接至一母线电容，且包含于一第三层绕组；
[0045] 第2匝所述线圈包含于一第四层绕组；
[0046] 第3匝至第N/2+1匝线圈包含于所述第一层绕组；
[0047] 第N/2+2匝至第N匝线圈包含于所述第二层绕组，所述第N匝线圈用于连接至一 开关元件。
[0048] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组及第二层绕组位于所述第三层绕 组及第四层绕组之间，且所述第一层绕组与所述第三层绕组相邻，所述第二层绕组与所述 第四层绕组相邻。
[0049] 在本公开一种示例实施方式中，所述多层绕组中所述线圈的布设位置偏向绕组层 间压差最小的线圈所在方向。
[0050] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中所述线圈的布设位置偏向所述 第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向。
[0051] 在本公开一种示例实施方式中，所述第二层绕组中所述线圈的布设位置偏向所述 第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。
[0052] 在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组中所述线圈的布设位置偏向所述 第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向，所述第二层绕组中所述线圈的布设位置偏向 所述第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。
[0053] 在本公开一种示例实施方式中，所述磁性元件还包括：
[0054] 至少一副边绕组，位于所述磁性元件的副边侧；
[0055] 其中所述至少一绕组单元位于所述磁性元件的原边侧。
[0056] 在本公开一种示例实施方式中，所述磁性元件还包括：
[0057] 至少一副边绕组，位于所述磁性元件的副边侧；
[0058] 其中所述至少一绕组单元位于所述磁性元件的原边侧，所述第三层绕组及第四层 绕组分别用作所述绕组单元与副边绕组之间的屏蔽层。
[0059] 在本公开一种示例实施方式中，所述磁性元件为一电感。
[0060] 在本公开一种示例实施方式中，所述第第3至N匝线圈的绕线方式为C型绕法。
[0061] 根据本公开的第三方面，提供一种电源装置，包括上述的任意一种绕组单元。
[0062] 在本公开的一种示例实施方式中，一方面通过减少绕组单元各层绕组之间的相对 面积，更进一步通过对各层绕组中线圈的布设进行了优化，减小各层绕组层之间的压差；从 而最终可以有效的减少绕组单元的寄生电容，进而提升电源装置的效率。
【附图说明】
[0063] 通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得 更加明显。
[0064] 图1为现有技术中一种磁性元件结构示意图；
[0065] 图2为本公开示例实施方式中一种绕组单元的示意图；
[0066] 图3为本公开示例实施方式中又一种绕组单元的示意图；
[0067] 图4为本公开示例实施方式中又一种绕组单元的示意图；
[0068] 图5为现有技术中又一种磁性元件结构示意图；
[0069] 图6为本公开示例实施方式中又一种绕组单元的示意图；
[0070] 图7为本公开示例实施方式中又一种绕组单元的示意图；
[0071] 图8为本公开示例实施方式中又一种绕组单元的示意图；
[0072] 图9为一种典型的反激式变换器的电路示意图；
[0073] 图10为一种典型的升压变换器的电路示意图。
[0074] 附图标记说明：
[0075] 1 绕组单元
[0076] 111 第一层绕组
[0077] 112 第二层绕组
[0078] 113 第三层绕组
[0079] 114 第四层绕组
[0080] 121、122 屏蔽层
[0081] 131、132 副边绕组
[0082] Lp 绕组单元
[0083] Ls 副边绕组
[0084] Lk 漏感
[0085] Sw 开关元件
[0086] Db 二极管
[0087] Ds 肖特基二极管
[0088] Cw 寄生电容
[0089] Cbus 母线电容
[0090] Coss 开关元件等效输出电容
[0091] Cout 输出电容
[0092] Cs 肖特基二极管等效电容
[0093] Ceq 等效电容
[0094] Req、Resr、Rlcad 电阻
【具体实施方式】
[0095] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形 式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将 全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清 晰，夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它 们的详细描述。
[0096] 此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施 例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而， 本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更 多，或者可以采用其它的结构、方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知 结构、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。
[0097] 参考图1中所示，在现有技术应用的磁性元件的绕组单元1的两层绕组中，各匝线 圈的宽度基本相同，而且两层绕组中各匝线圈完全正对。这种常规的布线，由于绕组间的相 对面积较大，造成绕组单元的寄生电容偏大，在高频工作的开关元件上会产生较大的导通 时刻损耗，降低电源效率。
[0098] 因此，本示例实施方式中首先提供了一种绕组单元。该绕组单元包括平行设置的 多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈；其中，至少一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与 其相邻层绕组中至少一匝所述线圈的宽度不同，从而可以通过减小绕组间的相对面积来降 低寄生电容。例如：
[0099] 如图2中所示，所述绕组单元1包括一相对设置的第一层绕组111以及一第二层 绕组112。所述第一层绕组111以及第二层绕组112均包括至少一匝线圈，例如，在本示例 实施方式中，所述线圈可以包括依次连接的N匝（图中以10匝为例）所述线圈，所述线圈 分别布设在所述第一层绕组111以及第二层绕组112。当然，在本公开的其他示例实施方式 中，所述绕组单元也可以包括更多层绕组，并不以本示例实施方式中为限。
[0100] 在本示例实施方式中，所述第二层绕组112中至少一所述线圈的宽度与所述第一 层绕组111中所述线圈的宽度不同，例如使得所述第二层绕组112中至少一匝线圈的投影 至少部分位于所述第一层绕组111中所述线圈之外，即使得所述第一层绕组111中线圈和 第二层绕组112中线圈不是完全正对重叠，或所述第二层绕组112中至少一匝线圈的投影 完全位于所述第一层绕组111中与之相对的线圈之内，且所述第二层绕组112中所述至少 一匝线圈的宽度小于所述第一层绕组111中与之相对的所述线圈的宽度，从而减少所述第 一层绕组111与第二层绕组112之间的相对面积，进而减少了第一层绕组111和第二层绕 组112之间的寄生电容。下面对其进行进一步的说明。
[0101] 例如，如图2中所示，所述第一层绕组111可以包括第1匝至第5匝所述线圈，所述 第二层绕组112可以包括第6匝至第10匝所述线圈。第1匝所述线圈可用于连接至一母 线电容（可参考图9或10中所示的C bus)，第10匝所述线圈可用于连接至一开关元件（可 参考图9或10中所示的Sw)。所述第一层绕组111中，各匝线圈的宽度一致；所述第二层 绕组112中，各线圈的宽度均小于所述第一层绕组111中各匝线圈的宽度，且如第6匝线圈 的投影完全位于与之相对的第5匝线圈之内，第8匝线圈的投影部分位于第3匝线圈之外。 对比图1可知，图2中通过调整第二层绕组112中各匝线圈的宽度，使得第一层绕组111和 第二层绕组112之间的相对面积降低，进而减少了第一层绕组111和第二层绕组112之间 的寄生电容。
[0102] 进一步的，在第二层绕组112中，各匝线圈的宽度可以都不相同、不完全相同或都 相同。只要所述第二层绕组112中至少一匝所述线圈的宽度与所述第一层绕组111中所述 线圈的宽度不同，从而使得第一层绕组111和第二层绕组112之间的相对面积降低，进而减 少了第一层绕组111和第二层绕组112之间的寄生电容即可。
[0103] 又例如，如图3中所示，所述第一层绕组111可以包括第1匝至第5匝所述线圈， 所述第二层绕组112可以包括第6匝至第10匝所述线圈。第1匝所述线圈可用于连接至 一母线电容（可参考图9或10中所示的C bus)，第10匝所述线圈可用于连接至一开关元件 (可参考图9或10中所示的Sw)。所述第二层绕组112中，各匝线圈的宽度一致；所述第 一层绕组111中各线圈的宽度均小于所述第二层绕组112中各匝线圈的宽度。对比图1可 知，图3中通过调整第一层绕组111中各匝线圈的宽度，使得第一层绕组111和第二层绕组 112之间的相对面积降低，进而减少了第一层绕组111和第二层绕组112之间的寄生电容。
[0104] 进一步的，在第一层绕组111中，各匝线圈的宽度可以都不相同、不完全相同或都 相同。
[0105] 再例如，如图4中所示，所述第一层绕组111可以包括第1匝至第5匝所述线圈， 所述第二层绕组112可以包括第6匝至第10匝所述线圈。第1匝所述线圈可用于连接至 一母线电容（可参考图9或10中所示的C bus)，第10匝所述线圈可用于连接至一开关元件 (可参考图9或10中所示的Sw)。所述第一层绕组111中，部分线圈的宽度小于所述第二 层绕组112中线圈的宽度，部分线圈的宽度大于所述第二层绕组112中线圈的宽度；相应 的，所述第二层绕组112中，部分线圈的宽度小于所述第一层绕组111中线圈的宽度，部分 线圈的宽度大于所述第一层绕组111中线圈的宽度。对比图1可知，图4中通过分别调整 第一层绕组111和第二层绕组112中各匝线圈的宽度，使得第一层绕组111和第二层绕组 112之间的相对面积降低，进而减少了第一层绕组111和第二层绕组112之间的寄生电容。
[0106] 需要注意的是，在本发明一实施例中，可以根据实际工程的需要选择需要减小宽 度的线圈宽度的个数，如也可以为其中一层绕组中的一个线圈的宽度小于其相邻层线圈的 宽度，即可达到减小寄生电容的目的。另外，根据各匝线圈的电压分布，可以首先考虑减小 分布电压较高的线圈的宽度，如在图2中，第二层绕组112中各匝线圈的宽度从第6匝至第 10匝依次减小。在图3中，第一层绕组111中各匝线圈的宽度从第1匝至第5匝依次减小。 在图4中，第一层绕组111中各匝线圈的宽度从第1匝至第5匝依次减小，第二层绕组112 中各匝线圈的宽度从第6匝至第10匝依次减小。从而进一步减少第一层绕组111和第二 层绕组112之间的寄生电容。在调整各匝线圈宽度的同时，还需要考量其对线圈宽度阻抗 的影响以及相邻线圈之间的安规距离，避免顾此失彼。此外，所述第一层绕组111以及第二 层绕组112也可以包括其他匝数的所述线圈，并不以上述实施例为限。
[0107] 本示例实施方式中还提供了一种包含上述绕组单元1的磁性元件，如图2和4中 所示为包含至少一上述绕组单元1的变压器，其中至少一上述绕组单元1位于该磁性元件 的原边侧，作为该变压器的原边绕组；该变压器还包含至少一副边绕组131、132,位于该磁 性元件的副边侧。在本公开的一种示例实施方式中，所述变压器还可以包括一屏蔽层121、 122,分别位于所述绕组单元与副边绕组131、132之间。如图4中所示为包含至少一上述绕 组单元1的电感。该绕组单元均包括平行设置的多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈； 其中，至少一层绕组中至少一所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一所述线圈的宽度不 同。举例而言，该绕组单元可以包括：一第一层绕组111，包括至少一匝线圈；一第二层绕 组112,包括至少一匝线圈，且所述第一层绕组111与所述第二层绕组112相对设置；其中， 所述第一层绕组111中至少一所述线圈的宽度与所述第二层绕组112中所述线圈的宽度不 同，使得在本公开的一种示例实施方式中，所述第一层绕组111中至少一所述线圈的投影 至少部分位于所述第二层绕组112中线圈之外，或第一层绕组111中至少一所述线圈的投 影完全位于所述第二层绕组112中与之相对的线圈之内。在本发明一实施例中，上述变压 器为平面变压器，例如上述变压器的绕组单元可印制在一 PCB板中。在本发明一实施例中， 上述电感的绕组单元可印制在一 PCB板中。
[0108] 在本公开的一种示例实施方式中，所述绕组单元包括依次连接的N匝所述线圈； 所述第一层绕组111包括第1匝至第N/2匝所述线圈，第1匝所述线圈可用于连接至一母 线电容；所述第二层绕组112包括第N/2+1匝至第N匝所述线圈，第N匝所述线圈可用于连 接至一开关元件。或者，所述第一层绕组111包括第N/2+1匝至第N匝所述线圈，第N匝所 述线圈用于连接至一开关元件；所述第二层绕组112包括第1匝至第N/2匝所述线圈，第1 匝所述线圈可用于连接至一母线电容。
[0109] 关于上述的磁性元件，其【具体实施方式】已经在有关绕组单元的示例实施方式中进 行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0110] 对于多层绕组来说，绕组层与绕组层之间相对的线圈之间的压差越大，则各层绕 组间总的寄生电容就越大。因此减小各层绕组之间相对的线圈之间的相对压差也能够有效 地减小各层绕组间总的寄生电容。因此，如图2中，在减小第二层绕组112中线圈的宽度 的同时可考虑将其向分布电压低的线圈所在的位置移动，即向第6匝的线圈所在的位置移 动，因第6匝线圈所在位置的线圈和第一层绕组111线圈之间的压差较小，因此向第6匝的 线圈所在的位置移动可减小各层绕组之间相对的线圈之间的相对压差也能够有效地减小 各层绕组间总的寄生电容。如图4中，将第一层绕组111中的线圈向分布电压高的线圈所 在的位置移动，即向第5匝的线圈所在的位置移动，将第二层绕组112中的线圈向分布电压 低的线圈所在的位置移动，即向第6匝的线圈所在的位置移动。同时，如图3中，也可以考 虑将第一层绕组111中的线圈向第5匝的线圈所在的位置移动。如此可减小各层绕组之间 相对的线圈之间的相对压差，进而进一步减小绕组单元间的寄生电容。另，在一示例实施方 式中，绕组层与绕组层之间相对的线圈之间的相对压差优选按一预设规则分布，从而使各 层绕组间的寄生电容较小。下面对其进行进一步的说明。
[0111] 参考图5中所示，所述绕组单元包括第1匝至第N匝线圈（图示中为N为12)线 圈。其中，第1匝线圈可用于连接至一母线电容（可参考图9或10中所示的C bus)，第12匝 所述线圈可用于连接至一开关元件（可参考图9或10中所示的Sw)。因母线电容的电压可 以认为是稳定的，因此在实际工程中，也可以把绕组单元中连接母线电容的第1匝、第2匝 线圈作为屏蔽层，即图示中的第三层绕组113以及第四层绕组114。邻近原边侧开关元件的 线圈的分布电压均较高，以图中的第12匝线圈为例，其直接连接原边侧开关元件，分布电 压最高，从第12匝到第1匝，线圈上的分布电压依次减弱。图5中所示为现有技术中各层 绕组的布设方式，第3匝至第7匝线圈布设在第一层绕组111，第8至第12匝线圈布设在第 二层绕组112,第一层绕组111与第四层绕组114相邻，第二层绕组112与第三层绕组113 相邻。因第二层绕组112的分布电压最高，第三层绕组113的分布电压最低，因此第二层绕 组112与第三层绕组113之间的压差较大，因此绕组间的分布电容较大。
[0112] 如图6所示，在本示例实施方式中，可以将第一层绕组111和第二层绕组112位置 相对于图5对调，即第一层绕组111与第三层绕组113相邻，第二层绕组112与第四层绕组 114相邻。这种布设方式减小了各层绕组间的相对压差，因此可以减小绕组单元的寄生电 容。
[0113] 在一较佳示例实施方式中，可以在上述示例实施方式减小绕组间的相对面积的基 础上，同时如图6中所示优化线圈的布设，即如图7中所示，在优化线圈的布设的同时减小 绕组间的相对面积。另在一实施例中，如图7中所示，第12匝线圈的分布电压最高，与它对 应的是第2匝线圈和第3匝线圈，它们之间的相对压差也很高，如果减小第12匝线圈的宽 度，则能够有效的减小绕组单元的寄生电容。在对线圈阻抗影响不大的情况下，可以调整每 个线圈的宽度，减小绕组单元的寄生电容。
[0114] 此外，在保证线圈间的安规距离的同时，所述第二层绕组112中各线圈的布设位 置可以偏向所述第二层绕组112中分布电压较低的线圈所在方向调整。或所述第一层绕组 111中各线圈的布设位置可以偏向所述第一层绕组111中分布电压较高的线圈所在方向调 整。即各层绕组的线圈向可以减小绕组层间压差的方向调整。例如，如图8所示，在减小绕 组单元1的绕组层间相对面积的同时，又可以减小各层绕组间的相对压差，从而更能有效 的减小绕组单元的寄生电容。经过试验验证，图8中绕组单元的寄生电容比图5中绕组单 元的寄生电容能够减小3倍以上。
[0115] 当然，在上述示例实施方式中，所述第3匝至第N匝线圈的绕线方式为C型绕法， 在其他示例实施方式中，其还可以为Z型绕法、累进式绕法、分段式绕法等等，但最终可以 减小绕组单元的寄生电容。
[0116] 进一步的，本示例实施方式中还提供了包含上述绕组单元1的一种变压器，如图6 至图8中所示，其包括至少一绕组单元1，位于该磁性元件的原边侧，作为变压器的原边绕 组；以及至少一副边绕组，位于该磁性元件的副边侧。该绕组单元包括平行设置的多层绕 组，例如包括第一至第四层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈；其中，至少一层绕组中至少 一匝所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一匝所述线圈的宽度不同。例如，所述线圈包 括依次连接的N匝线圈；第1匝所述线圈可用于连接至一母线电容，且包含于第三层绕组 113 ;第2匝所述线圈包含于第四层绕组114 ;所述第一层绕组111包括第3匝至第N/2+1 匝线圈；所述第二层绕组112包括第N/2+2匝至第N匝线圈，所述第N匝线圈可用于连接 至一开关元件，所述第三层绕组113及第四层绕组114分别用作所述绕组单元与副边绕组 13U132之间的屏蔽层。相邻各层绕组中，相对的线圈之间的相对压差按一预设规则分布。 例如，在本公开一种示例实施方式中，所述第一层绕组111及第二层绕组112位于所述第三 层绕组113及第四层绕组114之间，且所述第一层绕组111与所述第三层绕组113相邻，所 述第二层绕组112与所述第四层绕组114相邻。又例如，在本公开又一种示例实施方式中， 所述第二层绕组中各线圈的布设位置偏向所述第二层绕组中分布电压较低的线圈所在方 向等等。
[0117] 在本发明一实施方式中，上述绕组单元1还可应用于一电感绕组中，即在减小绕 组层间相对面积的同时，又减小各层绕组间的相对压差，从而更能有效的减小绕组单元的 寄生电容。
[0118] 关于上述的磁性元件，其【具体实施方式】已经在有关绕组单元的示例实施方式中进 行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0119] 本示例实施方式中还提供一种电源装置，该电源装置包括上述的任意一种绕组单 元或者磁性元件。例如，该电源装置可以为如图9中所示的反激式变换器，或其它的隔离变 换器，该电源装置中的变压器由于应用的绕组单元的寄生电容得到了有效的减少，因此该 电源装置的效率可以得到进一步的提升。另例如，该电源装置可以为如图10中所示的升压 变换器，或其它变换器，该电源装置中的电感由于应用的绕组单元的寄生电容得到了有效 的减少，因此该电源装置的效率可以得到进一步的提升。
[0120] 综上所述，本公开示例实施方式中，一方面通过减少绕组单元各层绕组之间的相 对面积，更进一步的对各层绕组中线圈的布设进行了优化，减小各层绕组层之间的压差；因 此，本公开示例实施方式中可以有效的减少绕组单元的寄生电容，进而提升电源装置的效 率。
[0121] 本公开已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本公开的范例。 必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本公开的范围。相反地，在不脱离本公开的精神和 范围内所作的更动与润饰，均属本公开的专利保护范围。
【主权项】
1. 一种绕组单元，其特征在于，包括： 平行设置的多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈； 其中，至少一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一匝所述线圈 的宽度不同。2. 根据权利要求1所述的绕组单元，其特征在于，所述多层绕组包括： 一第一层绕组，包括至少一匝线圈； 一第二层绕组，包括至少一匝线圈，且所述第一层绕组与所述第二层绕组相对设置； 其中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与所述第二层绕组中至少一匝所述 线圈的宽度不同。3. 根据权利要求2所述的绕组单元，其特征在于，所述第一层绕组中至少一匝所述线 圈的投影至少部分位于所述第二层绕组中所述线圈之外。4. 根据权利要求2所述的绕组单元，其特征在于，所述第一层绕组中至少一匝所述线 圈的投影完全位于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈之内，且所述第一层绕组中至少 一匝所述线圈的宽度小于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈的宽度。5. 根据权利要求2所述的绕组单元，其特征在于，所述线圈包括依次连接的N匝所述线 圈； 所述第一层绕组包括第1匝至第N/2匝所述线圈，第1匝所述线圈用于连接至一母线 电容； 所述第二层绕组包括第N/2+1匝至第N匝所述线圈，第N匝所述线圈用于连接至一开 关元件。6. 根据权利要求2所述的绕组单元，其特征在于，所述线圈包括依次连接的N匝线圈； 第1匝所述线圈用于连接至一母线电容，且包含于一第三层绕组； 第2匝所述线圈包含于一第四层绕组； 第3匝至第N/2+1匝所述线圈包含于所述第一层绕组； 第N/2+2匝至第N匝所述线圈包含于所述第二层绕组，所述第N匝线圈用于连接至一 开关元件。7. 根据权利要求6所述的绕组单元，其特征在于，相邻各层绕组中相对的线圈之间的 相对压差按一预设规则分布。8. 根据权利要求6所述的绕组单元，其特征在于，所述第一层绕组及第二层绕组位于 所述第三层绕组及第四层绕组之间，且所述第一层绕组与所述第三层绕组相邻，所述第二 层绕组与所述第四层绕组相邻。9. 根据权利要求2-8任意一项所述的绕组单元，其特征在于，所述多层绕组中所述线 圈的布设位置偏向绕组层间压差最小的线圈所在方向。10. 根据权利要求9所述的绕组单元，其特征在于，所述第一层绕组中所述线圈的布设 位置偏向所述第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向。11. 根据权利要求9所述的绕组单元，其特征在于，所述第二层绕组中所述线圈的布设 位置偏向所述第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。12. 根据权利要求8所述的绕组单元，其特征在于，所述第一层绕组中所述线圈的布设 位置偏向所述第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向，所述第二层绕组中所述线圈的 布设位置偏向所述第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。13. 根据权利要求6所述的绕组单元，其特征在于，所述第3匝至N匝线圈的绕线方式 为C型绕法。14. 一种磁性元件，其特征在于，包括： 至少一绕组单元，包括： 平行设置的多层绕组，每层绕组包括至少一匝线圈； 其中，至少一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与其相邻层绕组中至少一匝所述线圈 的宽度不同。15. 根据权利要求14所述的磁性元件，其特征在于，所述多层绕组包括： 一第一层绕组，包括至少一匝线圈； 一第二层绕组，包括至少一匝线圈，且所述第一层绕组与所述第二层绕组相对设置； 其中，所述第一层绕组中至少一匝所述线圈的宽度与所述第二层绕组中至少一匝所述 线圈的宽度不同。16. 根据权利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述第一层绕组中至少一匝所述 线圈的投影至少部分位于所述第二层绕组中所述线圈之外。17. 根据权利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述第一层绕组中至少一匝所述 线圈的投影完全位于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈之内，且所述第一层绕组中至 少一匝所述线圈的宽度小于所述第二层绕组中与之相对的所述线圈的宽度。18. 根据权利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述线圈包括依次连接的N匝所述 线圈； 所述第一层绕组包括第1匝至第N/2匝所述线圈，第1匝所述线圈用于连接至一母线 电容； 所述第二层绕组包括第N/2+1匝至第N匝所述线圈，第N匝所述线圈用于连接至一开 关元件。19. 根据权利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述线圈包括依次连接的N匝线 圈； 第1匝所述线圈用于连接至一母线电容，且包含于一第三层绕组； 第2匝所述线圈包含于一第四层绕组； 第3匝至第N/2+1匝线圈包含于所述第一层绕组； 第N/2+2匝至第N匝线圈包含于所述第二层绕组，所述第N匝线圈用于连接至一开关 元件。20. 根据权利要求19所述的磁性元件，其特征在于，所述第一层绕组及第二层绕组位 于所述第三层绕组及第四层绕组之间，且所述第一层绕组与所述第三层绕组相邻，所述第 二层绕组与所述第四层绕组相邻。21. 根据权利要求15-19任意一项所述的磁性元件，其特征在于，所述多层绕组中所述 线圈的布设位置偏向绕组层间压差最小的线圈所在方向。22. 根据权利要求21所述的磁性元件，其特征在于，所述第一层绕组中所述线圈的布 设位置偏向所述第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向。23. 根据权利要求21所述的磁性元件，其特征在于，所述第二层绕组中所述线圈的布 设位置偏向所述第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。24. 根据权利要求21所述的磁性元件，其特征在于，所述第一层绕组中所述线圈的布 设位置偏向所述第一层绕组中分布电压最高的线圈所在方向，所述第二层绕组中所述线圈 的布设位置偏向所述第二层绕组中分布电压最低的线圈所在方向。25. 根据权利要求14所述的磁性元件，其特征在于，还包括： 至少一副边绕组，位于所述磁性元件的副边侧； 其中所述至少一绕组单元位于所述磁性元件的原边侧。26. 根据权利要求19所述的磁性元件，其特征在于，还包括： 至少一副边绕组，位于所述磁性元件的副边侧； 其中所述至少一绕组单元位于所述磁性元件的原边侧，所述第三层绕组及第四层绕组 分别用作所述绕组单元与副边绕组之间的屏蔽层。27. 根据权利要求14所述的磁性元件，其特征在于，所述磁性元件为一电感。28. 根据权利要求19所述的磁性元件，其特征在于，所述第3匝至N匝线圈的绕线方式 为C型绕法。29. -种电源装置，其特征在于，包括根据权利要求1-13任意一项所述的绕组单元。
【文档编号】H02M3/315GK105896985SQ201510038259
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月26日
【发明人】程玮, 傅琦, 焦德智
【申请人】台达电子工业股份有限公司