一种高效率平面变压器的制作方法

本发明涉及变压器技术领域，具体是一种高效率平面变压器。

背景技术：

平面变压器是在20世纪80年代开始研制，并在90年代中期开始投入使用的一种新铁氧体电感元件。由于平面变压器适合于平面贴装，是电子产品实现轻薄小型化的主要产品。同时，与常规的变压器相比，平面变压器不但有结构上的优势，而且还具有功率密度高、效率高、漏电低、散热性好以及成本低等优点。所以，随着电子技术的不断发展，平面变压器的应用已经从单一的通讯领域迅速扩展到笔记本电脑、汽车电子、医疗电子、安全系统、工业控制、数码像机、数字化电视、变频器、逆变器、各种AC/DC、DC/DC变换器以及军用雷达等多种领域。

现在，平面变压器的生产品种已经涉及到常规变压器(用插针)的各个方面，如功率变压器、宽带变压器和阻抗匹配变压器等。目前，平面变压器有三种不同的制造方式：1、绕线式平面变压器，这种方式与常规的变压器绕线方式一样，适合于高频、高压变压器的制作；2、铜箔式平面变压器，这种方式是利用铜箔作绕组，折叠成多层线圈，适合于制造低压、大电流的变压器；3、多层印刷板式平面变压器，这种变压器是采用印刷电路板制造工艺，在多层板上形成螺旋式线圈，适合于制造性能比较稳定的中小功率的变压器。然而，当电流流过图案时，生成热。从在多个堆叠的衬底中的每一个上形成的这样的图案而生成的热超过用户所需要的最佳水平。

中国专利公开号为CN104882260A的专利文献公开了一种发明创造名称为平面变压器的专利产品，其包括上磁芯、下磁芯和多块PCB板，多块PCB板位于上磁芯和下磁芯之间，每块PCB板的一面印制作为原边线圈的导电金属线，另一面印制作为副边线圈的导电金属线，且每块PCB板的原边线圈均面朝上磁芯，每块PCB板的副边线圈均面朝下磁芯，原边线圈的引出端和副边线圈的引出端位于PCB板的相对两侧，每两块PCB板之间设置绝缘层，每一PCB板的相对两侧分别设置有用于放置焊针的导电通孔，原边线圈的引出端连接PCB板一侧的导电通孔，副边线圈的引出端连接PCB板另一侧的导电通孔，每一PCB板相同一侧的导电通孔通过焊针连接，上磁芯与最上层的PCB板之间以及下磁芯与最下层的PCB板之间均填充有高导热绝缘发泡料，但是现有平面变压器存在着漏感值大，功率密度不高，散热条件差，组装复杂，制作成本高，使用性能不稳定的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高效率平面变压器，以解决现有平面变压器存在着漏感值大，功率密度不高，散热条件差，组装复杂，制作成本高，使用性能不稳定的问题。

本发明解决技术问题，所采用的技术方案是：一种高效率平面变压器，包括核芯部、衬底部、图案部以及开口部，所述核芯部具有彼此电磁耦合的核芯对，所述核芯对包括第一核芯和第二核芯，所述衬底部具有被设置在所述核芯对之间的至少一个衬底，所述衬底部的所述至少一个衬底具有耦合到所述核芯部的过孔，所述图案部在所述至少一个衬底上形成并且包括具有可调整宽度的导体，所述图案部围绕所述至少一个衬底的所述过孔被环绕的形成，所述开口部包括非导体、第一开口和第二开口，所述第一开口被设置在与核芯部重叠的图案部的部分上，所述第二开口被设置在没有与核芯部重叠的图案部的部分上，且第一开口和所述第二开口彼此连接。

进一步的，所述图案部围绕所述至少一个衬底的过孔以螺旋形状被环绕的形成。

进一步的，所述衬底部包括堆叠的第一衬底和第二衬底，所述图案部包括在所述第一衬底上形成的初级导体以及在所述第二衬底上形成的次级导体，并且所述初级导体和所述次级导体在其之间具有预设的绕组比。

进一步的，所述衬底部还包括至少一个接地衬底，所述接地衬底具有在所述接地衬底表面上形成的接地图案，所述接地图案由导体形成，并且所述接地图案电连接到至少一个衬底上形成的所述图案部的地。

进一步的，所述衬底一个绕组为扁平绝缘线绕制，另一个绕组为PCB板，且所述初级导体和次级导体交叉设置。

进一步的，所述核芯对的外围包覆有绝缘胶带。

进一步的，所述初级导体为扁平线绕组，次级导体为PCB板，且初级导体与次级导体交叉放置。

进一步的，所述PCB板中一块PCB板上的引脚采用多PIN插针形式，而另一块PCB板上对应的引脚采用小孔形式，每一插针形式的引脚插入到对应引脚的小孔中，使这两块PCB板中对应的线圈相连而形成一个闭合线圈。

进一步的，所述引脚向垂直于PCB板表面的方向延伸，且引脚延伸至不超出核芯对下表面或上表面所在的平面。

进一步的，所述PCB板为多层PCB板。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提出的一种高效率平面变压器，是一种采用PCB板的平面变压器，与传统绕线变压器相比，具有较好的高频特性，绝缘性能好，散热佳，绕组间的耦合好，成本低、易生产等优点，在通讯、计算机、汽车电子、数码相机、数字电视等领域都可应用。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明衬底部表面结构示意图；

图3为本发明接地衬底结构示意图；

图4为本发明衬底部侧面结构示意图。

图中标号为：1-核芯部；11-核心对、111-第一核芯、112-第二核芯、2-衬底部；21-衬底、211-第一衬底、212-第二衬底、3-接地衬底；31-接地图案、4-开口部；41-第二开口、42-第一开口、43-非导体、5-引脚；6-图案部；61-初级导体、62-次级导体、7-过孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步描述：

如图1-4所示的一种高效率平面变压器，包括核芯部1、衬底部2、图案部6以及开口部4，所述核芯部1具有彼此电磁耦合的核芯对11，所述核芯对包括第一核芯111和第二核芯112，所述衬底部2具有被设置在所述核芯对之间的至少一个衬底21，所述衬底部2的所述至少一个衬底21具有耦合到所述核芯部1的过孔7，所述图案部6在所述至少一个衬底21上形成并且包括具有可调整宽度的导体，所述开口部4包括非导体43、第一开口42和第二开口41，所述第一开口42被设置在与核芯部1重叠的图案部6的部分上，所述第二开口41被设置在没有与核芯部1重叠的图案部6的部分上，且第一开口42和所述第二开口41彼此连接，第一开口41和第二开口42可以物理地彼此连接。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，所述图案部6围绕所述至少一个衬底21的过孔7以螺旋形状被环绕的形成，为了具有期望数目的绕组，初级导体61和次级导体62可以被形成为具有围绕过孔7的螺旋形状，初级导体61在每个层面都采取了螺旋形的走向。所述衬底部2包括堆叠的第一衬底211和第二衬底212，所述图案部6包括在所述第一衬底211上形成的初级导体61以及在所述第二衬底212上形成的次级导体62，图案部6在多个衬底的每一个上形成，可以由电流可以流过的导体形成，该导体可以具有可调整的宽度，图案部6可以用作其间具有绕组比的通用变压器的初级线圈和次级线圈，并且所述初级导体61和所述次级导体62在其之间具有预设的绕组比。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，开口部4可以在图案部6上形成。也就是说，开口部4可以由非导体43形成，以允许图案部6的导体的宽度变化。可以通过使用蚀刻工艺移除图案部6的部分导体以便于使宽度可变，来形成开口部4。开口部可以被形成为图案部6的导体上的第一开口42和第二开口41。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，第一开口42和第二开口41物理地彼此连接。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，图案部6的初级导体61被形成在第一衬底211上，并且次级导体62被形成在第二衬底212上。在此，初级导体61和次级导体62可以在其间具有预设的绕组比，初级导体61和次级导体可以在衬底21上环绕地形成，为了具有期望数目的绕组，初级导体61和次级导体62可以被形成为具有围绕过孔7的螺旋形状，当需要大量的绕组时，初级导体61和次级导体62可以被单独地形成在多个衬底21上，可以提供通孔，以在单独衬底的初级导体61之间形成电连接或者在单独衬底21的次级导体62之间形成电连接。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，所述接地图案31由导体形成，并且所述接地图案31连接到至少一个衬底21上，所述衬底21一个绕组为扁平绝缘线绕制，另一个绕组为PCB板，且所述初级导体61和次级导体62交叉设置，所述核芯对11的外围包覆有绝缘胶带，所述初级导体61为扁平线绕组，次级导体62为PCB板，且初级导体61与次级导体62交叉放置，所述PCB板中一块PCB板上的引脚5采用多PIN插针形式，而另一块PCB板上对应的引脚5采用小孔形式，每一插针形式的引脚5插入到对应引脚5的小孔中，使这两块PCB板中对应的线圈相连而形成一个闭合线圈，所述引脚5向垂直于PCB板表面的方向延伸，且引脚5延伸至不超出核芯对下表面或上表面所在的平面，所述PCB板为多层PCB板。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，开口部4可以由非导体形成43，以允许图案部6的导体的宽度变化，可以通过使用蚀刻工艺移除图案部6的部分导体以便于使宽度可变，来形成开口部4，开口部4减小了电流流过的面积，所以由此造成的对电流流动的限制可能导致增加的热生成。

所述图案部6之间设置有至少一个次级绝缘层，以使该具有至少两个或更多个电感部件的金属薄图案部6绝缘。所述初级导体61和次级导体62包括具有电感部件的金属薄膜图案层。该具有电感部件的金属薄膜图案层为具有高导电率的金属材料，从而平稳且高效地输出经该至少一个次级导体62所变换的功率信号。

需要说明的本发明公开了一种高效率平面变压器，所述接地衬底3被设置在堆叠的多个衬底21之间并且在其最上面的衬底上或者在其最下面的衬底上，接地图案31可以由接地衬底3表面上的导体形成。接地图案31可以电连接到图案部6的地。当电流流过图案部6时生成的热辐射到在接地衬底3表面上大范围形成的接地图案31，使得从平面变压器生成的热可以进一步减少。

本发明的原理及优点：本发明公开了一种高效率平面变压器，平面变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，磁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压，变压器由磁芯和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中初级导体接电源的绕组，通过将第一核芯111的第一腿部至第三腿部耦合到第二核芯112的第一腿部至第三腿部耦合，来使核芯对彼此电磁耦合，多个衬底21的每一个中形成过孔7，使得核芯对11的腿部可以被插入多个衬底21中，衬底21是一个绕组由扁平的铜线或扁平的铝线绕成，扁平导线有有利于避免高频交流电产出的趋肤效应，增强绕组的导电性能，减小变压器的电能损耗，引脚5延伸至不超出核芯部1下表面或上表面所在的平面，有效降低了平面变压器的高度，缩小了设备体积，在初级导体61和次级导体62中，一个绕组为扁平绝缘线绕制，另一个绕组为PCB板印刷线路绕组，使初级导体61与次级导体62均可承载较大的电流，从而在保证其体积依然非常小巧紧凑的前提下，大大提高了变压器的效率和功率。

采用PCB板的平面变压器与传统绕线变压器相比，变压器中初级绕组和次级绕组中的一种绕组(初级绕组或次级绕组)用扁平线绕组，另一个绕组为PCB板印刷线路绕组一种绕组(初级或次级)为PCB板印刷线路绕组，使平面变压器的初级绕组与次级绕组均可以使平面变压器听加工工艺简单，一致性好，可靠性高，在保证变压器体积小巧、结构紧凑的前提下大大提高了变压器的工作效率节约了生产成本具有极好的高频特性，绝缘性能好，散热佳，绕组间的耦合好，成本低、易生产等优点。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。