一种基于双面印刷电路板的平面变压器的制作方法

本发明涉及变压器领域，尤其涉及一种基于双面印刷电路板的平面变压器。

背景技术：

平面变压器是近年来发展起来的一种新技术，它的成功研制，使电源变压器的体积大为减小，特别是高度得到有效降低，是变压器技术的一次飞跃。常规变压器存在漏电感大，匝间电容大，趋肤效应、邻近效应严重，磁芯有局部过热等问题，而平面变压器能减小漏电感和匝间电容，能消除常规变压器存在的磁芯局部过热，能使趋肤效应、邻近效应得以改善，它具有很高的功率密度、很高的效率、很低的电磁干扰和简易价廉等优点，因此得到了广泛应用。目前平面变压器出现了许多不同的具体实现方法，应用比较广的主要有矩阵式平面变压器、箔式平面变压器、印刷电路板平面变压器等。

印刷电路板平面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，通过将不同层的螺旋式线圈连接以形成初级绕组或次级绕组。目前，印刷电路板平面变压器形成初级绕组或次级绕组的连接方式比较单一，如果初级线圈的匝数较多，所需求印刷电路板的层数也越多，这样就会增加平面变压器的厚度，不利于其扁平化的发展。

中国专利CN202110931U公开了一种平面变压器，包括一铁芯和至少一块PCB板，其中，铁芯整体呈扁平环状，环绕在两块PCB板的外围，PCB板为多层PCB板，PCB板中的铜箔线形成线圈，在两块PCB板中，其中一块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。该专利利用PCB板上的铜箔线作为线圈，使得变压器体积更小、重量变得更轻，但是，当采用PIN插针将两块PCB连接后，只能实现固定的匝数比，功能单一。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于双面印刷电路板的平面变压器，每印刷电路板的正、反面均设置图案层，当两层印刷电路板堆叠后，由于抽头结点和引线结点设置有导电层，无需采用PIN插针的即可实现上下两层印刷电路板上线圈区的并联，在同等匝数比的情况下将印刷电路板的层数降低了二分之一，有利于平面变压器的薄化发展；而同一层印刷电路板正、反面的抽头结点通过印刷电路板内部的导通件连接，实现同层印刷电路板正、反面线圈区的串联，还可以通过连接组件将不同层印刷电路板的线圈区进行串联或者并联，丰富了初级绕组或次级绕组的连接方式；而且连接组件的插针与定位扣相互配合，插针长度可调节，可根据实际需求实现初级绕组与次级绕组的不同匝数比，功能多样。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于双面印刷电路板的平面变压器，包括磁芯、印刷电路板，所述磁芯环绕在印刷电路板的外围，所述印刷电路板为多层结构，除顶层的印刷电路板的正面外，其余每层印刷线路板的正、反面以及顶层的印刷电路板的背面均设置有图案层，且上层印刷电路板反面的图案层与下层印刷电路板正面的图案层上下相互重合；所述图案层包括线圈区、引线结点以及抽头结点，其中，线圈区的表面设置有绝缘层，所述引线结点设置在线圈区的外侧，抽头结点设置在线圈区的内圈，线圈区的一端与引线结点连接，另一端与抽头结点连接；还包括设置在顶层的印刷电路板正面、用于将不同层印刷电路板的线圈区连接的连接组件。

具体地，所述线圈区、引线结点、抽头结点均由铜箔线制作而成。

进一步地，所述同一层印刷电路板正、反面的抽头结点位置重合，且在印刷电路板的内部设置有将正、反面的抽头结点)连接的导通件。

再一步地，所述连接组件包括插板底座、插针、定位扣，所述插板底座设置在顶层的印刷电路板的上方，插板底座上设置有插孔，所述插孔与下方的引线结点相互对应，插针依次穿过插孔、引线结点实现不同层印刷电路板上的线圈区的连通；所述定位扣设置在插孔的外侧，用于锁定插针，当松开定位扣后，插针可上下移动调整长度。

更进一步地，所述定位扣为环形收缩结构，且与插针接触的部位设置有绝缘性的隔垫物。

优选地，所述插针上设置有刻度标尺，且刻度标尺的最小刻度为单层印刷电路板的厚度。

优选地，插针的顶部设置有绝缘手柄。

优选地，所述绝缘层采用绝缘树脂制作而成。

优选地，所述抽头结点的表面均设置有导电层。

优选地，所述导电层采用双面导电胶制作而成。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明提供了一种基于双面印刷电路板的平面变压器，每印刷电路板的正、反面均设置图案层，当两层印刷电路板堆叠后，由于抽头结点和引线结点设置有导电层，无需采用PIN插针的即可实现上下两层印刷电路板上线圈区的并联，在同等匝数比的情况下将印刷电路板的层数降低了二分之一，有利于平面变压器的薄化发展；而同一层印刷电路板正、反面的抽头结点通过印刷电路板内部的导通件连接，实现同层印刷电路板正、反面线圈区的串联，还可以通过连接组件将不同层印刷电路板的线圈区进行串联或者并联，丰富了初级绕组或次级绕组的连接方式；而且连接组件的插针与定位扣相互配合，插针长度可调节，可根据实际需求实现初级绕组与次级绕组的不同匝数比，功能多样。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本发明中印刷电路板正、反面图案层的整体示意图。

图L1-A至图L4-B是本发明中各层印刷电路板正、反面的图案层示意图。

图3是本发明中连接组件与印刷电路板连接的结构示意图。

图4-1至图4-3是本发明中初级绕组、次级绕组不同连接方式的示意图。

附图中的部分零部件名称为：

100-磁芯，200-印刷电路板，300-图案层，310-线圈区，320-引线结点，330-抽头结点，400-绝缘层，500-导电层，600-连接组件，610-插板底座，611-插孔，620-插针，621-绝缘手柄，630-定位扣。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种基于双面印刷电路板的平面变压器，包括磁芯100、印刷电路板200，所述磁芯100由上、下两块彼此电磁耦合的E型磁芯构成，上、下两块E型磁芯环绕在印刷电路板200的外围；印刷电路板200是至少有两层，本实施例中设置有L1、L2、L3、L4共四块印刷电路板200，除顶层的印刷电路板200的正面外，其余每层印刷线路板200的正、反面以及顶层的印刷电路板200的反面均设置有图案层300；各层印刷电路板200上的图案层300串联或者并联以构成平面变压器的初级绕组或者次级绕组。

如图2所示，图案层300包括线圈区310、引线结点320以及抽头结点330，线圈区310、引线结点320以及抽头结点330均由铜箔线制作而成，线圈区310的表面设置有一层绝缘层400，该绝缘层400由绝缘树脂涂覆制作而成，抽头结点330位于线圈区310的内部，引线结点320位于线圈区310的外侧，本实施例中印刷电路板200的上部和下部均设置有引线结点320，线圈区310的一端与抽头结点330连接，另一端与其中的一个引线结点320连接。

如图L1-A所示，印刷电路板200的上端和下端共设置有四个引线结点320，e为线圈区310内部的抽头结点330,a、b、c、d四个端子可以构成初级绕组或次级绕组的输入或输出端子。第一层印刷电路板L1的正面不设线圈区310，但仍然设有四个引线结点320，第一层印刷电路板L1的背面以及第二层印刷电路板L2、第三层印刷电路板L3、第四层印刷电路板L4正、反面的图案层300如图L1-B、图L2-A、图L2-B、图L3-A、图L3-B、图L4-A，图L4-B所示，上层印刷电路板200反面的图案层300与下层印刷电路板200正面的图案层300上下相互重合，并且在线圈区310的表面涂覆有一层由绝缘树脂制作而成的绝缘层400，引线结点320为通孔，且其内部设置有金属导线，抽头结点330的表面设置有导电层500，导电层500采用双面导电胶制作而成，第二层印刷电路板L2、第三层印刷电路板L3、第四层印刷电路板L4的内部设置有将其正、反面的抽头结点330连接的导通件，当四层印刷电路板200依次堆叠后，图L1-B的线圈a-e与图L2-A的线圈a-e并联，图L2-A的线圈a-e与图L2-B的线圈e-b串联，图L2-B的线圈e-b与图L3-A的线圈e-b并联，图L3-A的线圈e-b与图L3-B的线圈d-e串联，图L3-B的线圈e-d与图L4-A的线圈e-d并联，图L4-A的线圈e-d并联与图L4-B的线圈c-e串联。

如图3所示，在第一层印刷电路板L1的正面设置有连接组件600，连接组件600有两组，分别对应印刷电路板200上部和下部的引线结点320，每组连接组件600包括插板底座610、插针620、定位扣630，其中，插板底座610由绝缘材质制作而成，插板底座610上设置有插孔611，所述插孔611的位置和数量与引线结点320相互对应，本实施例中有a、b、c、d四个引线结点320，相应的上下两组插板底座610上各有两个插孔611，每个插孔611内各有插入一根插针620，插针620依次穿过插孔611、引线结点320，实现不同层印刷电路板200上的线圈区310的连通；所述定位扣630设置在插孔611的外侧，用于锁定插针620，而且定位扣630为环形收缩结构，其插针620接触的部位设置有绝缘性的隔垫物；插针620的顶部设置有绝缘手柄621，插针620的外表面设置有刻度标尺，刻度标尺的最小刻度h为单层印刷电路板的厚度h；当松开定位扣630后，可通过绝缘手柄621调整插针620的长度，插针620上移一个刻度表示减少一层印刷电路板200的线圈区310的连接，插针620下移一个刻度表示增加一层印刷电路板200的线圈区310的连接，通过调整插针620的长度可以改变初级绕组/次级绕组线圈的匝数以及线圈的连接方式。

以端子a、b作为初级绕组的两个输入端子，端子c、d作为次级绕组的两个输出端子，当a、b、c、d四个引线结点内的插针620的插入深度分别为：3h、3h、3h、4h，插入后初级绕组、次级绕组的连线方式如图4-1所示；当a、b、c、d四个引线结点内的插针620的插入深度分别为：2h、2h、3h、4h，插入后初级绕组、次级绕组的连线方式如图4-2所示；当然也可以通过改变初级绕组和次级绕组的引线端子，以实现不同的线圈匝数,例如，当以端子a、d为初级绕组的两个输入端子，b、c作为次级绕组的两个输出端子，则此时，a、b、c、d四个引线结点内的插针620的插入深度分别为：1h、2h、3h、4h，插入后初级绕组、次级绕组的连线方式如图4-3所示。

初级绕组和次级绕组的形成方式就有多样化，而且根据实际情况，只需通过调整插针620的插入深度即可实现不同的输入输出比，扩大了其使用范围；初级绕组的线圈与次级绕组的线圈相互嵌入，确保了初级线圈与次级线圈的紧密结合，有利于减少趋肤效应；每层线圈区的表面涂覆有一层绝缘树脂，有利于增强线圈区的内部散热；印刷电路板的双面均设置有线圈区，大大降低了平面变压器的整体厚度，有利于其进一步扁平化的发展。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。