一种平面变压器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种平面变压器，所述平面变压器包括：第一磁感(1)、至少两层线圈(2)以及第二磁感(3)，所述线圈(2)的形状为天线态，所述第一磁感(1)、第二磁感(3)包括边脚、底面及中柱，所述第一磁感(1)的中柱从所述线圈(2)的上方插入线圈的中间孔，所述第二磁感(3)的中柱从所述线圈(2)的下方插入线圈的中间孔，所述第一磁感(1)的边脚与所述第二磁感(3)的边脚闭合。本实用新型的平面变压器漏感小,损耗低，受到的干扰少。
【专利说明】一种平面变压器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种变压器，具体涉及一种平面变压器。
【背景技术】
[0002]现有技术中平面变压器是几圈闭合的导体在同平面或几个平面分布，线圈内部布局只管导通，线圈间也只兼顾变压器的空间，所以此类变压器漏感大，干扰多，损耗高。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是现有的平面变压器漏感大，损耗高，受到的干扰多。
[0004]为此目的，本实用新型提供一种平面变压器，所述平面变压器包括第一磁感1、至少两层线圈2以及第二磁感3，所述线圈2的形状为天线态，所述第一磁感1、第二磁感3包括边脚、底面及中柱，所述第一磁感1的中柱从所述线圈2的上方插入线圈的中间孔，所述第二磁感3的中柱从所述线圈2的下方插入线圈的中间孔，所述第一磁感1的边脚与所述第二磁感3的边脚闭合。
[0005]可选的，所述天线态包括:螺旋天线形状，所述螺旋天线形状包括:等角螺旋天线形状以及阿基米德螺旋天线形状。
[0006]可选的，所述至少两层线圈2中的每层线圈包括至少一个线圈2。
[0007]可选的，所述至少两层线圈2的各层线圈在长度方向X交错排列，宽度方向1重叠排列。
[0008]可选的，所述至少两层线圈2的各层线圈阻抗对称。
[0009]可选的，所述至少两层线圈2的各层线圈之间有绝缘材料。
[0010]可选的，所述线圈2的材料包括金属线、金属带、覆金属板或金属印制电路板？⑶。
[0011]本实用新型的平面变压器漏感小，损耗低，受到的干扰少。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
[0013]图1示出了本实用新型实施例中平面变压器的各组成部分；
[0014]图2示出了本实用新型实施例中线圈的结构图；
[0015]图3示出了本实用新型实施例中磁感的结构图；
[0016]图4示出了本实用新型实施例中八层线圈的俯视图；
[0017]图5示出了本实用新型实施例中平面变压器的结构图；
[0018]图6示出了本实用新型实施例中八层线圈的正视图；
[0019]图7示出了本实用新型实施例中八层线圈的左视图；
[0020]图8示出了本实用新型实施例中八层线圈的初次级线圈分配图；
[0021]图9示出了本实用新型实施例中八层线圈的初次级线圈分配图。
【具体实施方式】
[0022]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]本实用新型实施例提供一种平面变压器，如图1所示，所述平面变压器包括第一磁感1、八层线圈2以及第二磁感3。如图2所示，所述线圈2的形状为天线态。如图3所示，所述第一磁感1、第二磁感3包括边脚4、底面及中柱5。如图4所示，所述第一磁感1的中柱5从所述线圈2的上方插入线圈2的中间孔6，所述第二磁感3的中柱5从所述线圈2的下方插入线圈2的中间孔6。如图5所示，所述第一磁感1的边脚4与所述第二磁感3的边脚4闭合。
[0024]在电路中，使用电阻，电感，电容。电阻消耗能量；电感通过电流存储、释放能量；电容通过电压存储、释放能量；在磁路中，利用电磁对称理论，使用磁阻，磁容，磁感。同理磁阻消耗能量；磁容通过电流存储、释放能量；磁感通过电压存储、释放能量。本实用新型的磁感相当于电路中的电容，当电容放在磁感(磁圈)中，可增加电容的容量。采用磁感型软磁(金属磁，烧结磁)结构，用软磁做出了电容，扩充了一种制作电容的方式，并且耐压较闻，可适用于附、81钢片、晶态非晶态、铁氧体、陶瓷，铁粉心等软磁。
[0025]在具体应用中，可以将线圈2的螺旋天线形状制作成等角螺旋天线形状或者阿基米德螺旋天线形状。在实际制作过程中，线圈的线条的每处的宽度都小于电流的穿透深度，以适应高频和避免趋肤效应，为了达到等角螺旋或阿基米德螺旋的参数，可通过建立投射模实现线圈的等角螺旋或阿基米德螺旋发散，所述投射模包括圆锥体投射模以及方锥体投射模，所述圆锥体投射模的中孔为圆孔，所述方锥体投射模的中孔为方孔，并且投射模位于线圈面的法线方向。线圈是沿圆锥体投射模投射到底面圆所形成，或者线圈是沿方锥体投射模投射到底面方形所成。在实际制作过程中，也可在电镀线路板平面上直接锈刻成符合螺旋天线参数的渐开线形状构成线圈2。并且线圈2的两端点相对于所述第一磁感1、第二磁感3的中柱5中心对称，或者对于两个磁感，频率工作在兆赫时，若第一磁感1、第二磁感3本身无中柱5，它覆盖线圈面的中心点就是中心对称点。
[0026]本实用新型实施例中八层线圈2中的每层线圈只含有一个线圈2。
[0027]本实用新型实施例中八层线圈2的俯视图如图4所示，所述八层两层线圈2的各层线圈2在长度方向X交错排列，宽度方向7重叠排列。八层线圈2的正视图及左视图如图6及图7所示。各层线圈2在长度方向X交错排列，这样就在电路中有最小绕组间电容。各层线圈2在宽度方向1重叠排列的重叠面积根据所述线圈的漏电感确定，目的是让潜布电容和漏电感在系统内共振，来实现节能和降低干扰。所述的线圈的不同层的线条的可选互相重叠，这样就在电路中就可以节约一个贴片电容。
[0028]本实用新型实施例中八层线圈2的初级线圈及次级线圈的划分可以为:如图8所示，将连续四层线圈作为初级线圈八，将另外连续四层线圈作为次级线圈8，或者如图9所示，初级线圈八与次级线圈8的各层线圈交错排列。所有的初级线圈的投射模(圆锥体或方锥体)和次级线圈的投射模(圆锥体或方锥体)是以第一磁感1、第二磁感3的中间面成面对称，所述中间面即第一磁感1、第二磁感3的边脚4闭合后形成的面。
[0029]具体应用中为了实现各层线圈阻抗对称，可采用如下方式:第一磁感1、第二磁感3的中柱5的气缝隙分布在线圈圈数多的一侧，每边的中柱5的长短与空心线圈的电感成反比，以获得阻抗对称，也即为了实现阻抗对称，可以根据线圈圈数来调整中柱5的长短，线圈圈数越多，中柱5越短，中柱5变短，则形成气缝隙。
[0030]所述八层线圈2的各层线圈之间有绝缘材料。线圈和绝缘材料将磁感的中柱和边脚的缝隙都填满。
[0031]所述线圈2的材料包括金属线、金属带、覆金属板或金属印制电路板？08。
[0032]本实用新型实施例的平面变压器漏感小，损耗低，受到的干扰少。
[0033]本实用新型的另一实施例公开一种用天线态作线圈组成的平面变压器，具体涉及一种螺旋天线当线圈的系统内发射，自偶，接收的辐射性质的平面变压器，包括至少两个阻抗对称的线圈，线圈成天线态等角螺旋或阿基米德螺旋形状构成。线圈在同平面或不同平面，但是上下辐射面必须由磁感平面全封闭组合。当初级线圈由一个同层导体环若干圈回路时，次级线圈就在同层或邻层对称的成另一个环圈回路，一个和另一个是这个天线态的各一半，他们互为行波对称，实现阻抗对称。它们互相对称成扩散旋转体。当初级线圈已经是互为对称的两个扩散旋转体，次级就可以是个整体对称体或互为对称的两分体。
[0034]下面以等角螺旋天线态线圈来分析线圈工作过程:输入-激磁-辐射-磁感加载-闭合-传能-输出。
[0035]等角螺旋天线由两对称的等角螺旋臂构成。线圈的金属臂与两臂之间的缝隙是同一形状，即两者互相补偿称自补结构。已知互补天线的阻抗具有纯阻性质是与频率无关的常数。
[0036]等角螺旋天线的最大福射方向垂直于天线平面，即延法线方向向磁感传播。设天线平面的法线于射线之间的夹角为9，其方向图可近似表示为⑶89。在9彡70。的锥角范围内场的极化接近于圆极化，极化方向由螺线张开的方向决定。通常取一圈半螺旋来设计线圈，也可将线圈绕在一锥面上就构成了圆锥形等角螺旋天线，这一天线在沿锥尖方向具有最强的辐射，其它性质与平面等角螺旋类似。
[0037]要得到其它形状的螺旋平面体，先假设线圈的锥体或圆锥模型，再往底部投射，就得到底部平面线圈的分部形态，即为天线态。因为是平面变压器，所以厚度是比较薄，但是考虑高频，所以宽度必须小于穿透深度，比如501(112时，计算得宽度是0.296臟，公式为:尺寸=66.1/ (频率的开方根)。
[0038]做好的线圈上下套合住磁感，因为磁感已经是连续闭合的磁通回路一圈，所以此时磁芯是基本单位的磁感，充当磁振子，而线圈是多单位的闭合电流元，充当电振子。
[0039]主要电磁振荡的物理构成和过程分析:
[0040]基本元的辐射:
[0041]天线可分割为无限多个基本元，元上载有交变的电流和磁流。基本元上的电(磁)流的振幅、相位和方向均假设是相同的。某一具体天线则由这些基本元按一定的结构形式拼接而成。各元上的电(磁)流的振幅、相位和方向可能是不相同的，具体的分布形式由天线的几何形状，尺寸以及激励条件而定。掌握基本元的辐射特性，则可按电磁场的叠加原理，考虑各元上电流的振幅、相位和方向在空间的分布，则可得出各类天线的辐射特性。
[0042]基本元可分为三类:电流元，磁流元和面元。电流元上载有交变电流称为电基本振子；磁流元上载有交变磁流。根据电磁场对偶性原理，磁基本振子的辐射场可以从电基本振子的辐射场对应地得出；面元依据经典波动光学的惠更斯一菲涅尔原理，空间任意一点处的场，是包围天线的封闭曲面上各点电磁扰动所产生的次辐射在此点的叠加结果。对一面天线来说，由金属面或天线口面构成的完整封闭面，金属面外表面上场为零。只要已知开口面上场的分布，可求出空间任意一点场。将面天线的口面分割成许多小面元，已知面元辐射就可依据整个开口面场的分布情况求出面天线的辐射特性。
[0043]对偶性原理与磁基本振子:
[0044]如果描述物理现象的方程具有相同的数学形式，则其解也将具有相同的数学形式。此相同数学形式的方程称为对偶性方程，在方程中对应位置的量称为对偶量，得到一个方程的解就可写出另一个方程的解。这一原理称为对偶性原理，又称为二重性原理。
[0045]在麦克斯韦方程中，电和磁的现象是不对称的。磁通是处处连续的，因此，没有磁荷，也不存在磁流。但如果仅仅从计算着眼，将电磁场方程表示为对称形式，就可从电振子写出与之对应的磁振子的结果来。譬如说从电基本振子的结果写出磁基本振子的结果。
[0046]在引入磁荷和磁流的概念后，就得到磁芯闭合的基本单元磁感。
[0047]同级线圈间长宽比例之间和感应强度分析:长度，上下不同层间，让线圈在长度方向线圈不重叠，电流同向时，线间同中柱，中柱激磁减弱，上下间，底面激磁方向相同，利用底面导磁，属于线圈的渐开线结构优势；宽度，上下不同层间，让线圈在宽度方向线圈重叠，电流同向时，线间同中柱，中柱激磁加强，上下间，底面激磁减弱，利用中柱导磁，属于线圈的螺线管结构优势。
[0048]虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
【权利要求】
1.一种平面变压器，其特征在于，所述平面变压器包括第一磁感(I)、至少两层线圈(2)以及第二磁感(3)，所述线圈(2)的形状为天线态，所述第一磁感(I)、第二磁感(3)包括边脚、底面及中柱，所述第一磁感(I)的中柱从所述线圈(2)的上方插入线圈的中间孔，所述第二磁感(3)的中柱从所述线圈(2)的下方插入线圈的中间孔，所述第一磁感(I)的边脚与所述第二磁感(3)的边脚闭合。
2.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述天线态包括:螺旋天线形状，所述螺旋天线形状包括:等角螺旋天线形状以及阿基米德螺旋天线形状。
3.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述至少两层线圈(2)中的每层线圈包括至少一个线圈(2)。
4.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述至少两层线圈(2)的各层线圈在长度方向(X)交错排列，宽度方向(y)重叠排列。
5.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述至少两层线圈(2)的各层线圈阻抗对称。
6.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述至少两层线圈(2)的各层线圈之间有绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述线圈(2)的材料包括金属线、金属带、覆金属板或金属印制电路板PCB。
【文档编号】H01F30/06GK204155742SQ201420578293
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月8日 优先权日:2014年10月8日
【发明者】孙建康 申请人:孙建康