專利名稱：變壓器的無接縫繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及變壓器的繞組，并更具體涉及用單片導(dǎo)電材料配置而成的繞組。
背景技術(shù)：
此部分的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，并且可不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
變壓器的繞組有時通過折疊和焊接多個導(dǎo)電材料帶而制成。處于這些帶材被焊接在一起的位置處的點，是作為焊點而為人們所知的。
具有焊點的繞組表現(xiàn)出若干缺點。例如，流過焊點的電流一般會遇到比繞組中沒有焊點的部分更高的電阻率。更高的電阻率使功率損耗增大從而導(dǎo)致繞組性能更差。另外，焊點增加了這些繞組的制造過程的復(fù)雜度和成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這些和其它需求，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)在設(shè)計尤其是用導(dǎo)電材料環(huán)配置而成的繞組方面取得了成功。
根據(jù)本公開的一個方面，變壓器包括至少兩個繞組。每個繞組具有至少一匝，并且繞組用導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
根據(jù)本公開的另一方面，矩陣變壓器包括初級繞組和次級繞組。繞組中的至少一個用單個導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
根據(jù)本公開的又一方面，平面矩陣變壓器包括形成于印刷電路板上的初級繞組以及次級繞組。次級繞組用導(dǎo)電材料環(huán)配置而成并且沒有焊點。初級和次級繞組共同形成平面矩陣變壓器的一部分。
根據(jù)本公開的又一方面，平面矩陣變壓器包括具有初級和次級繞組的第一變壓器，以及具有初級和次級繞組的第二變壓器。每個初級繞組形成于印刷電路板上，每個次級繞組具有兩匝并且用單個導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種制造矩陣變壓器的繞組的方法，該方法包括提供導(dǎo)電材料環(huán)；以及折疊該環(huán)以形成矩陣變壓器的至少兩個繞組。
根據(jù)本文中提供的描述，其它適用領(lǐng)域?qū)⒆兊蔑@而易見。應(yīng)該理解，此描述和具體實例僅用于說明的目的，而并非旨在限制本公開的范圍。


無論如何，本文中描述的附圖僅出于說明的目的，而并非旨在限制本公開的范圍。
圖1是根據(jù)本公開的一個實施例的導(dǎo)電材料環(huán)的透視圖；圖2A-D示出了用于將圖1所示的環(huán)配置成繞組的一系列折疊步驟；圖3是流過圖2D的繞組的電流流動的圖例；圖4是根據(jù)本公開的另一實施例的變壓器的分解透視圖；圖5是圖4的變壓器的電路圖；圖6A是N-1個導(dǎo)電材料環(huán)的透視圖；圖6B是用N-1個導(dǎo)電材料環(huán)配置而成的N個繞組的透視圖。
具體實施例方式
下面將對本發(fā)明的說明性實施例進行描述。為清楚起見，在本說明書中并沒有描述實際實現(xiàn)方案的所有特征。應(yīng)該理解的是，在任何實際實施例的發(fā)展中，必須做出許多實施方案所特定的決定以實現(xiàn)諸如性能目標的具體目標以及與系統(tǒng)相關(guān)約束、業(yè)務(wù)相關(guān)約束和/或環(huán)境約束的一致性。此外，應(yīng)該理解的是，為這種發(fā)展所進行的努力盡管可能是復(fù)雜和耗時的，但是，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，它們是在受益于本公開的情況下采取的例行程序。
根據(jù)本公開的一個實施例，變壓器包括至少兩個繞組。每個繞組具有至少一匝，并且繞組用無接縫導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
現(xiàn)在將參考圖1對總體以附圖標記100表示的包含上面剛剛描述的實施例的繞組的示例性導(dǎo)電材料環(huán)進行描述。環(huán)100由單片導(dǎo)電材料形成。另外，在一個方面中，環(huán)100可以包括突出部102和104。
環(huán)100沒有焊點并且可被配置成初級或次級變壓器繞組。以下將更詳細地對將環(huán)配置成繞組進行描述。由于環(huán)100沒有焊點，因此與具有焊點的已知繞組相比，用環(huán)100配置而成的繞組具有更低的電阻率，而且更易于制造且制造成本更低。
可以使用圖2A-D所示的折疊步驟將環(huán)100配置成繞組。如圖2A所示，環(huán)包括四部分200、202、204和206，其中每個部分通常由線201、203和205界定。在第一折疊步驟中，如圖2B所示，將部分202、204和206折疊在部分200之上。在第二折疊步驟中，如圖2C所示，將部分204和206折疊在部分202和200之上。在第三折疊步驟中，如圖2D所示，將部分206折疊在被折疊的部分200、202和204之上。
使用上述折疊步驟可以得到總體由附圖標記208所示的圖2D的成品繞組。然而，可以理解的是，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以采用其它的折疊步驟。
在一個實施例中，繞組208包括第一繞組210和第二繞組212。另外，有利地，每個繞組210和212包括用導(dǎo)電材料環(huán)配置而成的兩匝。
盡管繞組208包括第一和第二繞組210和212，但是應(yīng)該理解的是，在不脫離本公開的范圍的情況下，繞組208可以包括多于兩個繞組。此外，在不脫離本公開的范圍的情況下，每個繞組210和212可以包括多于或者少于兩匝。
在一個實施例中，繞組208可被設(shè)置成使得電流在繞組中以并聯(lián)結(jié)構(gòu)流動。圖3以圖的形式示出了電流流過繞組208從突出部102到104的路徑。
優(yōu)選地，環(huán)100的導(dǎo)電材料為銅。然而，應(yīng)該理解的是，導(dǎo)電材料可以是包括能夠?qū)щ姷钠渌饘俚钠渌牧稀?br> 盡管圖1將環(huán)100圖解為總體是矩形，但是本公開不限于該形狀。例如，在不脫離本公開的范圍的情況下，環(huán)100可以呈圓形、正方形或者其它形狀。
突出部102和104可以形成在環(huán)100的一部分上并用于各種目的，包括作為用于把(配置成繞組以后的)環(huán)100電耦合到另一個繞組的電觸點。例如，環(huán)100可被配置成次級繞組，然后通過突出部102和104電耦合到初級繞組。在其它實施例中，環(huán)100可以包括多于或少于兩個突出部，或者可以根本不包括突出部。
圖4是根據(jù)本公開的另一實施例的平面矩陣變壓器400的分解透視圖。變壓器400包括形成于印刷電路板(PCB)層上的初級繞組402。一種優(yōu)選的初級繞組402可以按照標題為“Low Noise PlanarTransformer”的共同未決的美國專利申請第10/837,398號所教導(dǎo)的方法來形成，在此引用該申請的全部公開內(nèi)容作為參考。變壓器400還包括次級繞組404以及鐵心406和408。次級繞組404可用如上所述的導(dǎo)電材料環(huán)配置而成，或者也可以使用其它適合的環(huán)。在一些實施例中，次級繞組404采用以上參考圖1-3所述的環(huán)。初級和次級繞組共同形成平面矩陣變壓器400的一部分。
變壓器400的示例性電路圖在圖5中示出并總體以附圖標記500表示。具體地，變壓器500包括第一變壓器502和第二變壓器504。每個變壓器502和504分別包括初級繞組506和508。因此，變壓器500包括兩個初級繞組。然而在其它實施例中，在不脫離本公開的范圍的情況下，變壓器500可以包括多于兩個初級繞組。
初級繞組506包括與繞組506a′、506b′和506c′并聯(lián)設(shè)置的繞組506a、506b和506c。而且，初級繞組508包括與繞組508a′、508b′和508c′并聯(lián)設(shè)置的繞組508a、508b和508c。初級繞組506和508對應(yīng)于圖4的初級繞組402。
每個變壓器502和504還包括分別耦合到初級繞組506和508的次級繞組510和512。次級繞組510包括并聯(lián)的繞組510a和510b，并且次級繞組512包括并聯(lián)的繞組512a和512b。次級繞組510和512對應(yīng)于圖4的次級繞組402。
圖6A示出了根據(jù)本公開的另一實施例的N-1個導(dǎo)電材料環(huán)。N為大于1的整數(shù)，并且N-1個環(huán)的每個可以是如上所述的環(huán)，或者可以是其它適合的環(huán)。
圖6B示出了配置成N個繞組的N-1個導(dǎo)電材料環(huán)。
返回來參考圖4，盡管初級繞組形成于PCB上，從而使其成為平面變壓器，但是應(yīng)該理解的是，本發(fā)明不限于此。例如，上述環(huán)的各種實施例可以用于矩陣變壓器或者具有單個鐵心的常規(guī)變壓器，以及不具有PCB繞組的變壓器中。
而且，采用上述環(huán)的各種實施例的變壓器可以具有若干設(shè)備，包括DC至DC、AC至AC以及AC至DC功率變換器。而且，這些變壓器可以用在窄板(low profile)功率變換器中。
權(quán)利要求
1.一種變壓器，包括至少兩個繞組；并且其中，每個所述繞組具有至少一匝，所述繞組用無接縫導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其中，所述變壓器包括初級繞組和次級繞組，所述次級繞組被耦合到所述初級繞組。
3.如權(quán)利要求2所述的變壓器，其中，所述次級繞組用所述導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
4.如權(quán)利要求3所述的變壓器，其中，每個所述繞組包括至少兩匝。
5.如權(quán)利要求4所述的變壓器，其中，所述次級繞組具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的變壓器，其中，所述初級繞組包括多個初級繞組。
7.如權(quán)利要求6所述的變壓器，其中，所述多個初級繞組包括兩個初級繞組。
8.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其中，所述導(dǎo)電材料為銅。
9.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其中，所述變壓器包括用N-1個無接縫導(dǎo)電材料環(huán)配置而成的N個繞組，其中N為大于1的整數(shù)。
10.一種矩陣變壓器，包括初級繞組；次級繞組；并且所述繞組中的至少一個用單個無接縫導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
11.如權(quán)利要求10所述的矩陣變壓器，其中，所述次級繞組用單個導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
12.如權(quán)利要求11所述的矩陣變壓器，其中，所述次級繞組包括多個繞組。
13.如權(quán)利要求12所述的矩陣變壓器，其中，所述多個繞組包括第一繞組和第二繞組。
14.如權(quán)利要求13所述的矩陣變壓器，其中，所述第一繞組和所述第二繞組中的每個包括至少兩匝。
15.如權(quán)利要求14所述的矩陣變壓器，其中，所述次級繞組具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的矩陣變壓器，其中，所述矩陣變壓器為平面變壓器并且所述初級繞組形成于印刷電路板上。
17.一種功率變換器，包括如權(quán)利要求1所述的矩陣變壓器。
18.一種制造用于矩陣變壓器的繞組的方法，所述方法包括提供無接縫導(dǎo)電材料環(huán)；以及折疊所述環(huán)以形成矩陣變壓器的至少兩個繞組。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述折疊包括至少三個折疊步驟。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述折疊包括折疊所述環(huán)以制成至少兩個繞組。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，每個所述繞組包括至少兩匝。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述次級繞組具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變壓器，其包括至少兩個繞組。每個繞組具有至少一匝，并且繞組用導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
文檔編號H01F41/04GK101055788SQ20071008838
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者C·C·C·杰, K·S·W·齊, F·L·C·恒 申請人:雅達電子國際有限公司