一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法，本發(fā)明先在PCB板上開有兩個平行排列的磁芯柱安裝通孔和多個金屬化孔焊盤；整板串聯(lián)繞組的首、尾端均從PCB板的其中兩個金屬化孔焊盤引出；以雙面覆銅基材走線，并形成圍繞兩個芯柱孔的四個繞組；每個芯柱孔邊緣通過多個銅面走線過孔，使圍繞于同一芯柱的覆銅走線形成繞向相同的“雙層串聯(lián)繞組”串聯(lián)得到多層平面繞組線圈；最后在相鄰PCB板之間設(shè)置絕緣層；在雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈的頂層和底層設(shè)置絕緣層。本發(fā)明一改傳統(tǒng)印刷電路板制作平面變壓器單柱繞組的技術(shù)局限，在相同繞組載流密度的條件下，可獲得單層板面兩倍的繞線匝數(shù)和四倍的繞組電感量。
【專利說明】
一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種平面繞組線圈設(shè)計方法，尤其涉及一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器是電子產(chǎn)品供電的重要組件?，F(xiàn)有變壓器體積高大，無法滿足產(chǎn)品向小型、薄型化發(fā)展要求。平面變壓器尤其是平面板式變壓器，它是在多層印刷電路板(Printedcircuit board，PCB)上布設(shè)銅箔等導(dǎo)電箔片作為繞組，堆棧而成的變壓器，這種平面結(jié)構(gòu)的繞組可大大縮小變壓器的厚度。平面變壓器廣泛應(yīng)用于通信、計算機、工業(yè)控制、航空工程、醫(yī)療設(shè)備等產(chǎn)品中。不過，由于印刷電路板加工工藝和覆銅層厚度的局限，單層銅箔所形成的繞組匝數(shù)和導(dǎo)流截面都十分有限，僅適合一些小功率低壓DC/DC變換器的運用條件。對于要求繞組匝數(shù)較多(如:具有高電壓輸入的AC/DC)或要求較大電流密度的運用場合，只能通過多層的電路板的串、并來達到匝數(shù)和電流密度的要求，這樣一來平面變壓器就需要使用相當多層數(shù)的電路板來疊成，使平板變壓器小、薄的結(jié)構(gòu)特色蕩然無存。同時，使繞組設(shè)計、電路板層間過線都形成了技術(shù)難度和制造成本飆升;過厚的繞組反而造成變壓器漏磁升高、效率降低、噪聲干擾等一系列的問題。由此可見，現(xiàn)有的板式平面變壓器其實用性是相當局限的。如何在保持印刷板式平面變壓器薄型化、低漏磁、高效率等諸多技術(shù)特色的條件下，有效解決上述行業(yè)亟待克服的技術(shù)難題。正是本項技術(shù)投入研發(fā)的技術(shù)背景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種適用于。
[0004]—種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法，該方法具體包括以下步驟:
[0005]步驟一:在PCB板上開有兩個平行排列的磁芯柱安裝通孔；
[0006]步驟二:在PCB板上外邊沿設(shè)有多個金屬化孔焊盤；
[0007]步驟三:整板串聯(lián)繞組的首、尾端均從PCB板的其中兩個金屬化孔焊盤引出；
[0008]步驟四:以雙面覆銅基材走線，并形成圍繞兩個芯柱孔的四個繞組;每個芯柱孔邊緣通過多個銅面走線過孔，使圍繞于同一芯柱的覆銅走線形成繞向相同的“雙層串聯(lián)繞組”；使圍繞于不同芯柱的兩個“雙層串聯(lián)繞組”按繞向相反地進行串聯(lián)即可構(gòu)成雙柱、四繞組串聯(lián)的整板繞組。
[0009]步驟五:將多個步驟四得到的單層PCB板繞組線圈通過外邊沿設(shè)有的多個金屬化孔焊盤串接，得到適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈。
[0010]步驟六:在相鄰PCB板之間設(shè)置絕緣層；
[0011]步驟七:在雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈的頂層和底層設(shè)置絕緣層。
[0012]所述的PCB板兩個面按照投影軌跡進行走線。
[0013]有益效果:
[0014]1、本發(fā)明一改傳統(tǒng)印刷電路板制作平面變壓器單柱繞組的技術(shù)局限，在相同繞組載流密度的條件下，可獲得單層板面兩倍的繞線匝數(shù)和四倍的繞組電感量；
[0015]2、與單柱結(jié)構(gòu)的板式繞組相比，在相同繞組匝數(shù)的條件下可成倍的減少板式繞組的總層數(shù)，大大降低了板式變壓器的總厚度，是實現(xiàn)板式平面變壓器薄型話的關(guān)鍵技術(shù)；
[0016]3、該技術(shù)創(chuàng)新推出的雙柱間8字型串繞連接，于柱中心層間過線的繞組連接方法，使印刷電路線圈繞組的設(shè)計變得十分簡單，使相同層數(shù)印刷電路線圈實現(xiàn)繞線匝數(shù)最大化；
[0017]4、該技術(shù)將印刷電路繞組設(shè)計為“雙面繞組基礎(chǔ)板”的標準化結(jié)構(gòu)系列。依各種電源拓撲所要求的變壓器參數(shù)選配相應(yīng)磁芯和基礎(chǔ)板，通過串、并繞組板層來獲得所需繞組匝數(shù)和繞組電流，即可配組成各種不同類型和規(guī)格的變壓器。一改傳統(tǒng)電路板繞組只能專用的局限；同時，大大降低了印刷電路繞組制作的技術(shù)難度和較高的加工成本。使標準化基礎(chǔ)板配組變壓器的靈活工藝變成現(xiàn)實；
[0018]5、該印刷電路繞組基礎(chǔ)板繞組涉及成雙柱匝數(shù)均分的對稱結(jié)構(gòu)，保證了雙柱間磁動勢的平衡，使磁電電磁的規(guī)范和漏磁通的減少取得極好的效果；
[0019]6、與該項基礎(chǔ)板配組變壓器同時采用的絕緣隔離膜片可按不同抗電強度配疊繞組間絕緣、隔離物理層使高密度配組各種拓撲的隔離型AC/DC，DC/DC都成為了方便工藝和技術(shù)；
[0020]7、采用本項技術(shù)與傳統(tǒng)和繞線制作高頻變壓器相比可直接省去占傳統(tǒng)工藝繞線耗費約50%的加工成本，及無法保證和制作變壓器的質(zhì)量品質(zhì)和工藝方式的局限性，也是傳統(tǒng)高頻變壓器自動化生產(chǎn)的重要前提。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明PCB板正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明PCB板反面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為多層平面繞組線圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]—種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的平面板式繞組線圈設(shè)計方法，該方法具體包括以下步驟:
[0025]步驟一:在PCB板上開有兩個平行排列的磁芯柱安裝通孔；
[0026]步驟二:在PCB板上外邊沿設(shè)有多個金屬化孔焊盤；
[0027]步驟三:整板串聯(lián)繞組的首、尾端均從PCB板的其中兩個金屬化孔焊盤引出；
[0028]步驟四:以雙面覆銅基材走線，并形成圍繞兩個芯柱孔的四個繞組;每個芯柱孔邊緣通過多個銅面走線過孔，使圍繞于同一芯柱的覆銅走線形成繞向相同的“雙層串聯(lián)繞組”；使圍繞于不同芯柱的兩個“雙層串聯(lián)繞組”按繞向相反地進行串聯(lián)即可構(gòu)成雙柱、四繞組串聯(lián)的整板繞組；
[0029]步驟五:將多個步驟四得到的單層PCB板串接，得到適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈；
[0030]步驟六:在相鄰PCB板之間設(shè)置絕緣層；
[0031]步驟七:在雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈的頂層和底層設(shè)置絕緣層。
[0032]如圖1、圖2、圖3所示，平面繞組線圈，包括一張PCB板，PCB板邊上開有金屬化孔焊盤I用于連接串聯(lián)繞組覆銅走線的首、尾端，PCB板上開有兩個安裝通孔2用于安放磁芯，串聯(lián)繞組覆銅走線3首端連接金屬化孔焊盤中的其中一個焊盤，圍繞其中第一安裝通孔從外往內(nèi)繞行多圈后，通過金屬化過孔4引到PCB板反面開始圍繞第一個安裝通孔從內(nèi)往外繞行多圈，到最外圈后再從外往內(nèi)圍繞第二個安裝通孔從外往內(nèi)繞行多圈；繞行完后通過金屬化過孔引到PCB板正面開始圍繞第二個安裝通孔從內(nèi)往外繞行多圈后，尾端接到PCB板邊上開有金屬化孔焊盤中的另一個焊盤;覆銅走線始端、尾端分別與PCB板邊上開有金屬化孔焊盤中的其中一個焊盤連接形成了一個PCB板平面繞組線圈5，將單層平面繞組線圈串接，得到適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈；在相鄰PCB板之間設(shè)置絕緣層;最后在雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈的頂層和底層設(shè)置絕緣層6。
[0033]PCB板同一個平面內(nèi)覆銅走線，兩個安裝通孔繞線方向相反;PCB板同一個安裝孔的正反兩個面的覆銅走線按照投影軌跡進行走線。
【主權(quán)項】
1.一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟: 步驟一:在PCB板上開有兩個平行排列的磁芯柱安裝通孔； 步驟二:在PCB板上外邊沿設(shè)有多個金屬化孔焊盤； 步驟三:整板串聯(lián)繞組的首、尾端均從PCB板的其中兩個金屬化孔焊盤引出； 步驟四:以雙面覆銅基材走線，并形成圍繞兩個芯柱孔的四個繞組;每個芯柱孔邊緣通過銅面走線過孔，使圍繞于同一芯柱的覆銅走線形成繞向相同的“雙層串聯(lián)繞組”；使圍繞于不同芯柱的兩個“雙層串聯(lián)繞組”按繞向相反地進行串聯(lián)即可構(gòu)成雙柱、四繞組串聯(lián)的整板繞組； 步驟五:將多個步驟四得到的單層PCB板繞組線圈通過外邊沿設(shè)有的多個金屬化孔焊盤串接，得到適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈； 步驟六:在相鄰PCB板之間設(shè)置絕緣層； 步驟七:在雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈的頂層和底層設(shè)置絕緣層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法，其特征在于:步驟四中每個芯柱孔邊緣通過多個銅面走線過孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于雙柱磁芯結(jié)構(gòu)的多層平面繞組線圈設(shè)計方法，其特征在于:雙面覆銅基材走線時，PCB板兩個面按照投影軌跡進行走線;兩個安裝通孔繞線方向相反。
【文檔編號】H01F41/04GK106067372SQ201610339284
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月20日 公開號201610339284.6, CN 106067372 A, CN 106067372A, CN 201610339284, CN-A-106067372, CN106067372 A, CN106067372A, CN201610339284, CN201610339284.6
【發(fā)明人】舒靖文, 宋衡, 王連根
【申請人】浙江求缺科技有限公司