[发明专利]平面变压器

说明书

本发明涉及高功率平面变压器。

一直在进行减小电源和DC-DC转换器的尺寸的努力。磁变压器和感应器元件是这些电源中使用的一类重要的元件且通常是难以小型化的。近来，所谓的型面高度不大的包括由用柔性电路和多层印刷电路板(PCB)技术构成的元件的“平面磁元件”(例如，变压器和感应器)在空间受限的应用中被使用。

在本发明的一方面，一平面线圈组件包括第一和第二线圈，各线圈具有一轴和一对叠压在一起的绝缘片层，这些对绝缘片的各对中的至少一个具有一孔。各线圈还包括一被缠绕在其线圈轴上并被密封在这些叠压的绝缘片层之间的金属带状导线。该金属带状导线具有一伸入到该孔中的部分。第一线圈的金属带状导线通过这些绝缘片的孔而与第二线圈的金属带状导线电互连(例如，焊接)。

本发明提供一种相对小的、型面高度不大的可处理高功率(例如，大于150瓦)且具有高绝缘电压(例如，大于6000伏)的变压器。而且，该变压器高度可靠并可在一宽的温度范围上工作。

本发明的实施例可包括一个或多个以下特征。第一线圈是一多匝线圈。第一和第二线圈被粘着地结合在一起。各金属带状导线可在一引线框部件上形成。这些绝缘片部件为聚酰亚胺而这些金属带状导线为铜。

在一变压器实施例中，该平面线圈组件还包括一配置在第一和第二线圈之间并具有一金属带状导线的第三线圈。该第一和第二线圈被互连以提供一平面变压器的初级而该第三线圈提供该变压器的次级。

在该变压器的优选实施例中，各第一、第二和第三线圈的各对绝缘片中的至少一个包括有一孔。第一和第二线圈中形成的这些孔暴露出与具有该孔的绝缘片相关联的金属带状导线的一部分以使可通过第一、第二和第三线圈的这些孔进行这些金属带状导线的电连接。该第一、第二和第三线圈被粘着地结合在一起。

这些孔为通常为多匝平面线圈且已被单独地密封在叠压的绝缘片之间的该第一和第二线圈的电互连提供了一方便路径。例如，该第一和第二线圈可形成一变压器的一初级线圈，该第三线圈是一对称地定位在各半个初级之间的一次级。该第三线圈既不与第一线圈也不与第二线圈电互连。然而，第三线圈中形成的该孔可允许第一和第二线圈通过其被电互连。该用于单独地互连密封的线圈的方案具有许多优点。本发明的互连方案允许使用多匝平面结构。相对厚的金属带状导线被叠压在一对相对薄的绝缘片线圈之间以确保线圈之间的高压绝缘以及当线圈在高温下(例如高达120℃)工作时高度可靠的密封。而且，其内使用这些变压器的组件(例如电路板)经常被暴露至高压“水洗”的过程。这些线圈被单独密封以确保它们在这些清洁程序期间是密封防水的。

而且，这些线圈可在一高度可重复的制造过程中被构成和密封。单独地密封各线圈还允许这些线圈被组合以提供多种变压器或其他的磁线圈元件构造。也就是说，简单地通过以不同方法叠压和互连这些线圈可从一有限数量的线圈构造构成大量的变压器或磁线圈元件。还有，由于这些线圈被单独地密封，不需要依靠在将这些线圈结合在一起中所使用的粘结剂来提供线圈的防水密封。

该变压器实施例可还包括一铁淦氧磁心部件，该第一和第二线圈的绝缘片部件具有一孔径，该孔径大小可接收该铁淦氧磁心部件。

通过以下对优选实施例的描述及自权利要求，本发明的其他特征和优点将显见。

图1为本发明的一平面变压器的透视图。

图2为图1的平面变压器的分解视图。

图3为沿图1的线3-3的该变压器的截面侧视图。

图4A-4C为图1的该平面变压器的线圈部件的平面视图。

图5为说明用于构成图1的平面变压器的一方案的流程图。

图6A和6B为在分别结合金属带状导线的接头端之前及之后的，图1的变压器的一部分的截面侧视图。

图7为在分别结合金属带的接头端之前及之后的，图1的变压器的一可替换实施例的一部分的截面侧视图。

图8A和8B为图7的线圈部件的平面视图。

图9为一变压器的一可替换实施例的截面侧视图。

图10为图9的变压器的线圈部件的平面视图。