变压器及充电器的制作方法

本发明涉及充电设备领域，具体涉及一种变压器及包括该变压器的充电器。

背景技术：

目前，手机、平板电脑等的电子产品种类越来越多，使用频率也越来越高，从而用户对电子产品充电速度要求越快越好，以确保电子产品有电量供使用；并且对充电器的体积也要求越小越好。这是两个相互矛盾的要求。变压器作为充电器内的核心部件，要满足上述两个要求，对充变压器的要求非常高。目前变压器需要做平面化与小型化，同时需要支持现在的tepc相关的协议运行，现在的立体变压器与普通信号板在运行与变压、稳压输出与自动变压技术上不太成熟，产生出来的变压器的电感量、直流阻抗、电感q值等指标都无法达到预定值。从而导致变压器的不良率高。因此有必要提供一种具有高良品率的变压器。

其中，电感q值，也叫电感的品质因数，是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的q值越高，其损耗越小，效率越高q值的计算方式可以表示为q＝ωl/r＝1/ωrc；其中ω是电路谐振时的电源频率，l是电感，r是串的电阻，c是电容。

技术实现要素：

为了提高变压器的良品率，本发明提供的一种变压器既能满足平面化与小型化的要求，又能降低不良率；此外还提供一种包括该变压器的充电器。

一种变压器，包括线圈；所述线圈包括n层；各层线圈依次层叠设置；各线圈至少包括一个导电件；各导电件至少包括两个终端；各线圈中导电件的宽度分别大于或者等于第一预定值；第一部分线圈包括初级线圈，第二部分线圈包括第一次级线圈及接地线圈，第三部分线圈包括第二次级线圈；其中n取正整数。

优选地，所述导电件以环绕的方式排列形成若干圈；相邻圈之间的间距大于零且小于导电件的宽度。

优选地，所述初级线圈的中各导电件的宽度大于或者等于0.140mm。

优选地，所述第一次级线圈的中各导电件的宽度大于或者等于所述初级线圈的中各导电件的宽度。

优选地，所述第二次级线圈的中各导电件的宽度大于所述第一次级线圈的中各导电件的宽度。

优选地，变压器还包括介质层；各介质层的数量为m；至少一个介质层的厚度大于第二预定值；其中m<n。

优选地，相邻两个介质层之间设置有线圈。

优选地，厚度最大的介质层位于第一次级线圈和/或第二次级线圈的线圈之间。

优选地，所述初级线圈的q值大于或等于2min；第一次级线圈的q值大于或等于6.5min；第二次级线圈的q值大于或等于4min。

本发明还提供一种充电器，包括充电器主体及充电头，充电头与充电主体电性连接，其特征在于，所述充电主体包括变压器，变压器与充电头电性连接，所述变压器为以上各实施例所述的变压器。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本发明通过的变压器及充电器，所述变压器的线圈包括n层；各层线圈依次层叠设置；各线圈至少包括一个导电件；各导电件至少包括两个终端；各线圈中导电件的宽度分别大于或者等于第一预定值，线圈中导电件的圈数一定的情况下，可以分别通过增大导电件的宽度，从而提高变压器中的各q值，进而提高变压器及充电器的质量。使得变压器既能做到平面化与小型化，同时需要支持现在的tepc相关的协议运行，本发明对应的变压器与充电器运行与变压、稳压输出与自动变压。

附图说明

图1为本发明实施例中一种变压器各线圈层叠顺序示意图；

图2为本发明实施例中一种变压器剖视图；

图3为本发明实施例中一种变压器层压结构剖视图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

参照图1与图2，本发明的较佳实施例涉及一种变压器，包括线圈1。所述线圈1包括n层。各层线圈1依次层叠设置。各线圈1至少包括一个导电件；各导电件至少包括两个终端。各线圈中导电件的宽度分别d1大于或者等于第一预定值。第一部分线圈包括初级线圈，第二部分线圈包括第一次级线圈及接地线圈，第三部分线圈包括第二次级线圈；其中n取正整数。

作为优选地，所述n取值可为小于或者等24，优选地，所述n为12。以下各实施例中，均以n取值12为例对本发明的变压器或者充电器进行说明。参照图1，按照初级线圈朝着第一次级线圈或者第二次级线圈的方向对各线圈分别进行排列，分别对各个线圈进行命名为l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10、l11、l12。其中l1、l2、l3、l4、l5、l6、l7、l8、l9、l10、l11、l12相邻两个之间的间距d4至少可以存在一个与其他不同。例如，可以存在两个或者三个或者全部。

作为优选实施例，初级线圈对应层数为l1、l9-l12层，其中l1、l9-l12层线圈并通过对应的导电件的终端孔串联。该初级线圈、第一次级线圈及第二次级线圈分可以设置有两个测试孔，可以通过对应两个测试孔分别对初级线圈、第一次级线圈及第二次级线圈的q值进行测试。

作为优选实施例，第一次级线圈的测试孔对应层数l2层线圈。l2层可以通过l8层形成测试回路。其中，l8层线圈为接地层。优选地l8层可以包括大铜皮，可以通过大铜皮接地。l2层线圈的导电件与l3层独立线圈的导电件并联第一次级线圈。

作为优选实施例，第二次级线圈对应l4-l7层线圈，串联为变压器的另一组次级线圈。

作为优选实施例，第一部分线圈、第二部分线圈及第三部分线圈中各个线圈对应的第一预定值不同。作为优选地的，初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈中各线圈对应的第一预定值分别不同。由于初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈分别对应的q值最低值不同，所以初级线圈中对应的所述第一预定值可为满足初级线圈的最低q值时其中某个导电件的宽度d1、所以第一次级线圈中所述第一预定值可为满足第一次级线圈的最低q值时其中某个导电件的宽度d1，及第二次级线圈中所述第一预定值可为满足第二次级线圈的最低q值时其中某个导电件的宽度d1。通过调整各层线圈中导电件的宽度补偿，可以加大补偿至上限要求来提高q值。

经过多次试验表明，在导电件的长度和厚度d2不变的情况下，增加各线圈中导电件的宽度d1可以有效的提高对应的初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈的q值，从而实现提高变压器的良品率。在初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈的q值分别大于标准值，变压器的不良率可以无限接近零。

因此本发明的实施例中通过增大线圈中导电件的宽度d1，可以在尽可能满足变压器尺寸的情况下，提高初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈的q值，从而提高变压器的良品率。

作为优选方案，所述导电件以环绕的方式排列形成若干圈；各圈之间的间距d3大于零且小于导电件的宽度d1。所述导电件可以为铜制成。所述所述导电件可以在对应的线圈内由内而外的螺旋排列。所述导电件既可以环绕的圈数为一圈，可以大于一圈。不同层线圈的导电件的圈数可以不相同，也可以相同。作为优选地，各线圈层叠设置之后，各线圈中的导电件环绕的图形在由l1线圈指向l12线圈方向的投影可以是重叠的。在增大导电件宽度的同时，可以尽可能的缩小导电件各圈之间的间距，但是该间距必须大于零。从而进一步满足，在保证变压器尺寸足够小的情况下，提高变压器中各q值。所述导电件的厚度可以为大于或者等于60um小于或者等于75um。

所述导电件的厚度，可以在不增加芯板2厚度的情况下适当的增大，也可以提高变压器中各q值。参照图3，所述芯板2可以通过所述线圈组成。除了l1线圈和l12线圈之外，其他相每两个线圈分别组成一个芯板2。例如l2线圈与l3线圈组成一个芯板2，l4线圈与l5线圈组成一个芯板2，依次类推。各芯板2的厚度d5可为大于或等于2mm小于或等于3.5mm。

作为优选方案，导电件环绕的形状可以是图1所示的四边形、类正方形、八边形中、圆角多边形或者其他形状等的一种或者多种，也可以是混合正方形、圆、闭合曲线一种或者多种。图1中的l1线圈的导电件的示意图均为圆角四边形的螺旋环。从图1中可以看出，导电件环绕的圈数分别是是大于1圈，每个导电件可以是的金属轨迹环段，金属可以是金，铜，铝等金属。

作为优选方案，所述初级线圈的中各导电件的宽度大于或者等于0.140mm。作为另一优选实施例，所述第一预定值可以小于或等于0.140mm。初级线圈中包括5层线圈。该5层线圈中的导电件宽度可以不同或部分相同。优选地，l1、l9-l12线圈中导电件的宽度可分别为大于0.140mm或小于等于0.31mm。例如：l1线圈中导电件的宽度可为0.155mm或者0.2mm。l9线圈中导电件的宽度0.195mm。

作为优选方案，所述第一次级线圈的中各导电件的宽度大于或者等于所述初级线圈的中各导电件的宽度。作为优选地，所述第一次级线圈包括l2和l3线圈。l2和l3线圈中导电件的宽度可分别为大于0.170mm或小于等于0.31mm。例如，l3线圈中导电件的宽度可0.206mm。

作为优选方案，所述第二次级线圈的中各导电件的宽度大于所述第一次级线圈的中各导电件的宽度。作为优选地，所述第一次级线圈包括l2和l3线圈。l4和l7线圈中导电件的宽度可分别为大于1.40mm或小于等于2.0mm。例如，l4线圈中导电件的宽度可1.60mm。

可以通过最大限度的增大各线圈中导电件的宽度，尤其初级线圈及第一次级线圈中导电件的宽度，可以实现提高变压器的质量。

作为优选方案，所述变压器还包括介质层3；各介质层3的数量为m；至少一个介质层3的厚度大于第二预定值；其中m<n。作为优选方案，相邻两个介质层3之间设置有线圈。例如，各介质层3分别位于相邻两个芯板2之间。或者，各芯板2两个平行表面分别覆盖一介质层3。可以通过在芯板2之间设计介质层3，可以有效的降低线圈之间的电容c，进而提高变压器中各q值，从而提高提高变压器的质量。所述第二预定值可为0.15mm。调整芯板2及介质层3之间的压合结构或压合参数至，控制介质层3厚度至中上限，从而提高变压器中各q值。

作为优选实施例，可以将相邻芯板2的厚度设置成相同；同一个导电层中导电件的环绕时形成的相邻圈之间的间距相同，相同线圈中的导电件的宽度相同。如此设置，可以改善变压器中初级线圈q值、第一次级线圈q值及第二次级线圈q值。

作为优选方案，厚度最大的介质层3位于第一次级线圈和/或第二次级线圈的线圈之间。例如，l3线圈及l4线圈之间的介质层3厚度。当然，还可以设置于初级线圈中。具体可以根据实际需要设定。通过设置至少一层厚度最大的介质层3，可以有效的降低线圈之间的电容c，进而提高变压器中各q值，从而提高提高变压器的质量。作为优选地，所述厚度最大的介质层3的厚度与其他介质层3厚度之比可为1.2-2:1。

所述初级线圈，既便于电路中电流的接入，又能有效减小初级线圈的高度。增大l3线圈及l4线圈之间或l7线圈与l8线圈的相对位置距离，同时减小变压器整体的体积。在保证产品平面化与小型化的前提下，通过增大部分或者全部介质层3厚度，可以降低耦合电容，还可以降低电路中各电感元件相互间的干扰。

第一次级线圈与接地层的铜片连接，可有效减小第一初级线圈的整体高度；此外增大l7线圈与l8线圈之间的介质层3厚度，相当于增大l7线圈与l8线圈之间的位置距离，同时保持变压器整体的体积较小。第二次级线圈既便于电流的通过与接入，又能有效减小电感器线圈的高度，减小变压器整体的体积。

作为优选方案，为了提高变压器的良品率，所述初级线圈的q值可以大于或等于2min；第一次级线圈的q值可以大于或等于6.5min；第二次级线圈的q值可以大于或等于4min。

由公式q＝ωl/r＝1/ωrc分析结果推论：

ω是电路谐振时的电源频率

l是电感

r是串的电阻

c是电容

上述公式表明，q值与电感成正比，与线圈的直流电阻(dcr)成反比，与线圈的电容成反比；

其中，影响因素l，电感的决定性因素是线圈中导电件的圈数，即只要pcb线圈不出线开、短路的情况下，其l值相对稳定。

影响因素r，由电阻的理论计算公式r＝ρl/s,s＝铜厚*线宽。芯板2中铜厚(导电件的厚度)相对均匀，所以决定dcr值的主要因素是实际线宽。通过提高线宽可以提高q值。其中，ρ可以为常数因子。

影响因素c，在制作的扁平变压器中，不同层的线圈之间够成了一个平行板电容器的基本模型。而其电容的影响主要取决于电极的面积和距离(介质层3厚度)，面积与电容成正比，距离与电容成反比。通过增大部分或者全部介质层3厚度，从而降低线圈间的电容，进而提高q值。

本发明所述的变压器既能做到平面化与小型化，还可以支持现在的tepc相关的协议运行。此外该变压器在运行与变压、稳压输出与自动变压等技术优异，适用性高！电感量、直流阻抗、q值都能法满足以下条件，甚至能超越如下表格的条件(参照表1)：

表1

作为另一较佳实施例，所述变压器还可以包括磁芯(图中未示出)。所述磁芯可以包括包括第一磁芯。所述第一磁芯可以设置于l1线圈或者l12线圈的表面。或者设置于某两个线圈之间。磁芯为变压器中主要的磁路部分，用于增加电磁感应强度，提高电压转换效率。

作为另一较佳实施例，所述变压器还可以包括第二磁芯和第三磁芯，所述第一磁芯与第二磁芯相对设置，所述第三磁芯设于所述第一磁芯与第二磁芯之间。第一磁芯与第三磁芯之间、第二磁芯与第三磁芯指之间可以分别设置有第一部分线圈、第二部分线圈及第三部分线圈。

作为另一较佳实施例，第一磁芯、第二磁芯及第三磁芯可以分别设置于两层线圈之间。从而有效的提高电磁感应强度，提高电压转换效率，进而提高变压器的质量。

线圈为变压器的电路部分，初级线圈用于变压器中引起感应的电压、电流的输入和通过；第一次级线圈用于产生感应电动势或感应电流、同时用于电压、电流的输出，第二电感器线圈用于产生感应电动势和电流的通过。

第一磁芯、第二磁芯第三磁芯中的至少一个可以包括磁芯本体以及设于磁芯本体上的磁芯中柱。

作为另一较佳实施例，本发明还提供一个实施例，涉及一种充电器，包括充电器主体及充电头，充电头与充电主体电性连接，所述充电主体包括变压器，变压器与充电头电性连接，所述变压器为以上任一个实施例所述的变压器。例如所述充电器可为55w快充、120w快充。该充电器可以为手机、平板、电话手表等电子设备充电。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

需要说明的是：以上所述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。