嵌入式磁性构件变压器装置的制造方法_3

文档序号:9766741阅读:来源:国知局
12和五个初级外部导电通路孔311表示,当导电通路孔由导电迹线连接时,初级绕组包括五个完整的线匝。在该示例中,初级绕组适合用于罗耶半桥式输入构造,如之后将所述。
[0054]变压器的次级绕组包括次级外部导电通路孔321、次级内部导电通路孔322和连接导电通路孔的导电迹线(图2中未示出)。次级外部导电通路孔321沿着空腔302的外边缘302b的环形部分形成单行,并且被分成两组。次级内部导电通路孔也形成单行322。在图2示出的实施例中,次级内部导电通路孔包括十一个导电通路孔,并且次级外部导电通路孔也包括十一个导电通路孔,所述十一个导电通路孔被分成设置在第一组中的五个导电通路孔的一组,和设置在第二组中的六个导电通路孔的一组。因此,当导电通路孔由导电迹线连接时,次级绕组包括十一个线匝。其它构造同样是可以的。
[0055]变压器的形成在磁芯304的部分上的区域330中的不与初级绕组310或次级绕组320重叠的辅助绕组包括辅助外部导电通路孔331、辅助内部导电通路孔332和连接导电通路孔的导电迹线(图2中未示出)。辅助外部导电通路孔331和辅助内部导电通路孔332沿着空腔302的相应的外边缘302b和内边缘302a形成单行。
[0056]四个辅助内部导电通路孔332和四个辅助外部导电通路孔331被设置,并且辅助绕组可以包括两个分离的反馈绕组,将如之后所述。在一些实施例中,辅助绕组包括一个或多个反馈绕组,辅助绕组两端的电压被反馈到用于驱动初级绕组的输入电路。可选地,辅助绕组可以是用于控制输入电路和/或输出电路的一些其它方面的控制绕组。辅助绕组的其它用途可以是提供家务供应或控制同步整流器。超过一个的辅助绕组可以被设置,允许超过这些功能中的一个被执行。辅助绕组的其它用途也是可以的。如果多个辅助绕组被设置,则所述多个辅助绕组还可以形成在输入侧、输出侧或所述两侧。
[0057]将被技术人员认识到的是,当变压器在操作中时,设置在初级绕组、次级绕组和辅助绕组两端的电压的比率与每个相应绕组中的线匝数量成比例。因此,可以通过添加或移除导电通路孔和导电迹线以选择每个绕组中的线匝数量,以获得绕组之间的期望电压比率。这在例如隔离式直流至直流变换器中是特别重要的,其中对输出电压的严格要求将通常需要被满足。
[0058]图3示出用于适合于安装在图2示出的绝缘基板301的顶部表面上的PCB的导电迹线图案。因此,导电通路孔的布置与图2的布置相同。然而,为了清楚起见,一些构件尚未在图3和随后的图中标记。然而应该理解,关于图2标记和描述的所有构件还适用于图3和随后的图。应该注意,在导电迹线的任一端部处,导电通路孔被示出为圆形。图2中未示出的多个其它导电通路孔或焊盘以及连接所述导电通路孔或焊盘的导电迹线被设置在PCB上。这些大致被用于导电通路孔或焊盘的附图标记450指示并且被用于导电迹线的附图标记451指示。所述导电通路孔或焊盘以及导电迹线提供到多个绕组的输入连接和输出连接,并且又允许这些绕组被连接到安装到PCB的其它构件。因而,所述导电通路孔或焊盘以及导电迹线可以被认为是相应的初级绕组、次级绕组或辅助绕组的部分。在基板的包括辅助绕组的区域中,两个辅助线圈形成有相应的数对输入焊盘和输出焊盘450以及线路451。
[0059]初级内部导电通路孔312借助于导电迹线410连接到初级外部导电通路孔311。次级内部导电通路孔322借助于导电迹线420连接到次级外部导电通路孔321。类似地,辅助内部导电通路孔332借助于导电迹线430连接到辅助外部导电通路孔331。空腔302的边缘302a和302b也被指示,如磁芯304的边缘304a和304b。应该注意,这些构件不必是通过PCB可见的,但是为了清楚起见在图3示出。在图3(和下文所述的图4)中,线路410、420,430以粗线示出,在该情况下,线路410、420、430在视图中出现在基板的表面上。在基板的相对侧上的线路由虚线指示,从而绕组的构造可以被更容易理解。
[0060]初级绕组的导电迹线410被布置以在从磁芯的中心到基板的外边缘的方向上偏离辅助绕组的导电迹线430。因此,初级绕组和辅助绕组之间的最小距离由距离Xl规定,距离Xl即初级线圈和辅助线圈的最靠近的内部导电通路孔之间的距离。导电元件440在间隙Xl中被设置在PCB上。在本实施例中,导电元件440是铜平面。铜平面441到446也设置在PCB上。如图3所示,铜平面440到446可以在其之间大致在整个PCB上方延伸,使得不与导电迹线或通路孔中的任一个重叠。铜平面440到446可以方便地被构造成接地平面。
[0061]PCB还被设置成用于在绝缘基板的下表面上固定到导电通路孔。导电通路孔和导电迹线的布置将类似于图3示出的PCB,但是所述布置可以不同于用于将变压器绕组连接到其它电力构件的额外的导电通路孔450和导电迹线451。
[0062]因为生产过程在较高程度的精度上是可重复的,因而在设置导电迹线上使用PCB是有利的。这确保嵌入式变压器的性能不会一个装置不同于另一个装置。
[0063]期望变压器的绕组较弱地耦接到一起,表示具有从磁芯中脱离的磁通量所引起的漏电感,并且在导体绕组中的邻近线匝之间具有较低的分布电容。当变压器用于自激振荡变换器电路时,特别期望嵌入式变压器被较弱地耦接。这是因为,反馈绕组和其它绕组之间的太强的耦接可以导致在接通过程中变换器电路进入高频振荡模式,防止变换器开始和导致变压器故障。
[0064]制造较弱耦接的嵌入式变压器装置的一个方法因此是布置绕组使得具有较高的漏电感。可以通过以下方式增加漏电感:⑴增加绕组之间的间隙;并且(ii)增加各对被连接的导电通路孔之间的距离。通过将导电通路孔设置成超过一行以使得导电通路孔交错,允许用于绕组之间的间隙增加的空间,从而有助于(i),并且也增加了内部被连接的导电通路孔和外部被连接的导电通路孔中的一些之间的间隙,从而有助于(ii)。
[0065]增加初级绕组和辅助绕组之间的间隙以增加磁通量的不通过绕组耦接的数量,从而增加漏电感。也可以通过增加初级绕组和次级绕组之间的间隙,或次级绕组和辅助绕组之间的间隙以增加漏电感。可以使用所有这些或任何这些的组合。
[0066]增加整个嵌入式变压器中的由导电迹线连接的数对导电通路孔之间的距离导致磁芯和绕组之间的更多空间,其结果是,磁通量可以更容易泄露。相当于,技术人员可以增加磁芯和变压器绕组之间的距离以获得相同的产生影响。该距离X2相对于图3中的辅助绕组以被指示。
[0067]与所有导电通路孔都被设置成单行的情况相比,通过将导电通路孔设置成超过一行使导电通路孔交错可以进一步增加漏电感。这是因为该布置允许形成外部行的导电通路孔之间的更多空间,使得磁通量更容易泄露。然而,特别是如果具有限制可以钻穿绝缘基板的导电通路孔的行的数量的空间限制条件,则将导电通路孔设置成超过一行可能是不实际的。类似地,嵌入式变压器装置的整体尺寸限制绕组可以分离以留下间隙的长度,并且还限制技术人员从磁芯分离导电通路孔的距离,其中磁通量可以从磁芯通过所述间隙泄露。
[0068]鉴于对通过具有尺寸较小的嵌入式导体所施加的可获得的漏电感的限制,还期望通过减少绕组之间的分布电容以减少变压器绕组之间的耦接。在图3示出的实施例中,这通过在辅助绕组和初级绕组之间的间隙之间设置平面导体440以被实现。由于导电元件440减小了可以产生在初级绕组的最上面的导电迹线410和辅助绕组的最低的导电迹线430之间的插入式电场的尺寸,因而在这些绕组之间的间隙中设置导电元件440至少部分地屏蔽一个绕组免于另一个绕组的干扰。这是因为绕组之间的电场不能穿过铜平面,并且因此仅可以从一个线路传输到其它线路的电场必须完全地绕过铜平面。这减小了可以存储在整个间隙中的电场中的能量,并且从而减小两个线路之间的分布电容。在其它的实施例中,平面导体被设置在辅助绕组和次级绕组之间,或在初级绕组和次级绕组之间。可以使用用于平面导体的这些位置中的超过一
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