[发明专利]复合式功率合成变压器

说明书

本发明提供一种复合式功率合成变压器，包括：堆叠的多个金属层，每个金属层包括至少一个线圈，同一金属层的不同线圈依次由外向内排列，不同金属层的线圈之间通过线圈连接孔进行连接，位于多个金属层的多个线圈分别构成变压器的初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的多个线圈和所述次级线圈的多个线圈交叉分布，以使所述初级线圈和所述次级线圈之间形成复合式耦合。本发明能够提高线圈Q值和线圈间的耦合系数，进而提高变压器转换效率。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，尤其涉及一种复合式功率合成变压器。

背景技术

现有的射频功率合成变压器主要有两种形式，水平耦合变压器或者垂直耦合变压器。两种形式的变压器均采用简单的平面加工工艺，采用水平耦合方式时，各线圈位于同一平面的不同位置，线圈间的寄生电容小，但是互感也较小，当线圈金属层的厚度较小时线圈的Q值(即线圈电感的品质因数)也较低。而且由于趋肤效应，当金属层较厚时，线圈的Q值不会随着金属层厚度的增加而明显增加。采用垂直耦合方式时，各线圈位于不同平面的相同位置，线圈之间距离较近时产生明显的寄生电容，形成容性耦合通路，影响变压器的正常工作，当线圈之间距离较大时，线圈之间的耦合系数较小，变压器的转换效率也较低。而且采用单层金属实现线圈时，线圈的Q值也较低。

因此，现有的射频功率合成变压器至少存在如下技术问题：线圈的Q值较低，线圈间的耦合系数较小，变压器转换效率低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种复合式功率合成变压器，能够提高线圈Q值和线圈间的耦合系数，进而提高变压器转换效率。

本发明提供一种复合式功率合成变压器，包括：堆叠的多个金属层，每个金属层包括至少一个线圈，同一金属层的不同线圈依次由外向内排列，不同金属层的线圈之间通过线圈连接孔进行连接，位于多个金属层的多个线圈分别构成变压器的初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的多个线圈和所述次级线圈的多个线圈交叉分布，以使所述初级线圈和所述次级线圈之间形成复合式耦合。

可选地，包括两个金属层，各金属层的线圈个数相同且位置重合，所述初级线圈的多个线圈采用垂直并联结合水平并联的方式，所述次级线圈的多个线圈采用垂直并联结合串联的方式，使所述初级线圈和所述次级线圈之间形成复合式耦合。

可选地，所述次级线圈还包括一个引出抽头连接孔。

可选地，包括两个金属层，各金属层的线圈个数不同且位置交错，所述初级线圈的多个线圈采用串联的方式，所述次级线圈的多个线圈采用串联的方式，使所述初级线圈和所述次级线圈之间形成多圈错层耦合。

可选地，所述次级线圈还包括一个阻抗调节线圈，用于阻抗匹配。

可选地，包括两个金属层，各金属层的线圈个数不同且位置交错，所述初级线圈的多个线圈采用水平并联的方式，所述次级线圈的多个线圈采用水平并联结合垂直串联的方式，使所述初级线圈和所述次级线圈之间形成复合式耦合。

可选地，还包括跳线层，用于设置跳线连接线，以实现同一金属层的多个线圈的跳线连接。

本发明提供的复合式功率合成变压器，包括堆叠的多个金属层，每个金属层包括至少一个线圈，同一金属层的不同线圈依次由外向内排列，不同金属层的线圈之间通过线圈连接孔进行连接，位于多个金属层的多个线圈分别构成变压器的初级线圈和次级线圈，所述初级线圈的多个线圈和所述次级线圈的多个线圈交叉分布，以使所述初级线圈和所述次级线圈之间形成复合式耦合。与现有技术相比，初级线圈和次级线圈都采用组合线圈的结构，组合线圈的结构是一种多层金属结构，由多层线圈构成，这多层线圈之间既有并联，又有串联，能够提高线圈的Q值和线圈间的耦合系数，进而提高变压器转换效率，同时能够降低工艺变化对变压器性能的影响。

附图说明

图1为本发明的复合式功率合成变压器的一个实施例的结构示意图；