CN116666076A - 变压器、和用于制造变压器的方法 - Google Patents

变压器、和用于制造变压器的方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供了一种变压器和一种用于制造变压器的方法。所述变压器包括磁芯和绕组，所述磁芯包括相对设置的顶部基板和底部基板、位于所述顶部基板与所述底部基板之间的多个绕线柱，所述绕组包括原边绕组和副边绕组。所述原边绕组绕所述多个绕线柱绕制，包括并联的两个子绕组，每个子绕组包括：主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，所述至少两个绕线柱具有单一磁通方向；和附加匝，包括绕制在另一子绕组的所述主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，所述至少一个额外绕线柱具有与所述单一磁通方向相反的磁通方向。

Description

变压器、和用于制造变压器的方法
技术领域
本公开涉及变压器技术领域，具体涉及一种变压器和一种用于制造变压器的方法(特别是其中绕制变压器的绕组的方法)。更特别地，本公开涉及一种具有所需奇数或偶数匝数比的-变压器和用于绕制具有所需奇数或偶数匝数比的-变压器中的原边绕组的方法。
背景技术
变压器是一种利用电磁互感应，实现变换电压，电流和阻抗的器件。变压器由磁芯和绕组组成，绕组分为原边绕组和副边绕组。其中，变压比K＝原边绕组匝数Np/副边绕组匝数Ns，K>0，即变压比也通常称为(原边绕组相比于副边绕组的)匝数比。在设计变压器时，根据输入输出电压的要求，变压比K选择不同的值。即，在设计变压器时，K值是由设计需求确定的。基于K值，在选择绕组的匝数时，原边绕组的匝数Np和副边绕组的匝数Ns的选择是多样的。
随着磁集成技术的不断进步突破，使得关于具备绕制线圈的绕组的变压器(特别是平面变压器)的相关应用和技术研究越来越受到广泛关注。具备绕制线圈的绕组的变压器特别是平面变压器与传统的变压器相比最大的区别包括绕组的不同。通常情况下，平面变压器的绕组采用多层覆有导电箔(通常为铜箔)的印刷电路板(PCB)堆叠而成。具体地，例如，具备绕制线圈的绕组的变压器特别是平面变压器是采用印刷电路板制造工艺，在多层板上形成螺旋式线圈，通过将不同层的螺旋式线圈连接以形成初级绕组(即原边绕组)或次级绕组(即副边绕组)。平面变压器因为特殊的平面结构和绕组的紧密耦合，利用多层PCB内部的铜箔走线作为绕组，具有绕组设计灵活、组装简单等优点，极大地减小了变压器的体积和高度，改善了高功率密度，使电源模块得以小型化、平面化；也使得高频寄生参数大大降低，极大地改进了开关电源的工作状态。
具备绕制线圈的绕组的变压器的绕组匝数是影响变压器性能的重要因素，目前，具备绕制线圈的绕组的变压器中形成初级绕组或次级绕组的连接方式比较单一，常见的绕组匝数特别是原边和副边绕组匝数、以及相应地匝数比例如为偶数。因此，如何实现具备绕制线圈的绕组的变压器中的奇数绕组匝数、以及奇数匝数比/变压比是亟待解决的技术问题；或者换言之，亟需解决问题在于如何按需实现预期的原边绕组匝数，或原边-副边等效匝数比，无论期望值是奇数还是偶数。另外，变压器的损耗会导致在电源功率增加时、电源热耗密度增大，从而相应需要高功率电源满足散热要求，从而制约电源功率密度的提升。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面，本公开的目的在于提供一种变压器、和一种用于制造变压器的方法。
为了实现上述目的，本公开的技术方案通过以下方式来实现：
根据本公开的第一方面，提供一种变压器，包括磁芯和绕组，所述磁芯包括相对设置的顶部基板和底部基板、位于所述顶部基板与所述底部基板之间的多个绕线柱，所述绕组包括原边绕组和副边绕组。所述原边绕组绕所述多个绕线柱绕制，包括至少一对子绕组，每对子绕组包括并联的两个子绕组，每对子绕组中的每个子绕组包括：主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，流经所述主匝的电流在所述至少两个绕线柱上形成沿第一磁通方向的主匝磁通；和附加匝，包括相对于所述主匝反向绕制在该对子绕组中的另一子绕组的相应主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，流经所述附加匝的电流在所述至少一个额外绕线柱上形成沿与所述第一磁通方向相反的第二磁通方向的附加匝磁通；在每对子绕组中，每个子绕组的至少一个主匝的电流分流至同一子绕组的至少一个附加匝，并且每个子绕组的主匝上的由电流分流而导致的磁通损失由该对子绕组中的另一子绕组的绕所述至少一个主匝绕制的相应附加匝产生的磁通来补偿。
在根据本公开的实施例中，所述多个绕线柱包括4T个绕线柱，T为正整数。并且所述原边绕组包括仅一对子绕组，它们各自的主匝分别绕制于彼此不同的2T个绕线柱上；或者所述原边绕组包括至少两对子绕组，所述至少两对子绕组中各自主匝限定相同磁通方向的子绕组彼此并联，且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝分别绕制于彼此不同的2个绕线柱上。
在根据本公开的实施例中，每个子绕组的主匝绕制奇数匝，且每个子绕组的附加匝在与主匝所绕制于的绕线柱不同的至少一个绕线柱上绕制奇数匝。
在根据本公开的实施例中，所述至少两个绕线柱包括成对的非相邻的绕线柱，每对子绕组中的每个子绕组包括分别在所述成对的非相邻的绕线柱上绕制的至少一匝，以及在与所述成对的非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱上绕制的所需奇数或偶数匝，每对非相邻的绕线柱上的磁通方向相同，与所述至少两个非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱磁通方向是相反的。
在根据本公开的实施例中，所述多个绕线柱可以为四个绕线柱，所述四个绕线柱的中心点连线呈虚拟四边形，其中具备所述单一磁通方向的绕线柱设置于所述虚拟四边形的一条对角线上的两顶点处，且具备与所述单一磁通方向相反的磁通方向的绕线柱位于所述虚拟四边形的另一对角线上的两顶点处。
在根据本公开的实施例中，所述多个绕线柱设置于所述底部基板和所述顶部基板之一上且朝向所述底部基板和所述顶部基板中另一个延伸，每个绕线柱包括黏接在一起的上磁芯和下磁芯、或被一体形成为单一的磁柱。
在根据本公开的实施例中，在每对子绕组中的两个子绕组各自的对称设置且具备相等电位的点的之间设置短路连接。
在根据本公开的实施例中，所述原边绕组与副边绕组间隔布置在所述变压器的多层上，且所述原边绕组和所述副边绕组各自的设置于不同层上的部分经由穿过形成于至少一层中的过孔中的飞线、或联接于不同层之间的铜柱，采取串联或并联的方式实现在层间电连通为整体线圈。
在根据本公开的实施例中，所述副边绕组绕所述多个绕线柱中的至少一个绕线柱绕制，且所述副边绕组的位于同一个绕线柱上的部分间隔地绕制。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱的横截面为圆形、椭圆形或方形。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱的磁阻相同。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱的横截面积相同。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱由铁氧体制成。
根据本公开的第二方面，又提供一种用于制造变压器的方法，所述变压器包括磁芯和绕组，所述磁芯包括相对设置的顶部基板和底部基板、和位于所述顶部基板与所述底部基板之间的多个绕线柱，所述绕组包括原边绕组和副边绕组，所述方法包括：制备所述磁芯；和绕制所述变压器的绕组。绕制所述变压器的绕组包括：绕所述多个绕线柱绕制所述原边绕组、和绕所述多个绕线柱中的至少一个绕制所述副边绕组。绕所述多个绕线柱绕制所述原边绕组包括绕制至少一对子绕组，每对子绕组包括并联的两个子绕组，绕制至少一对子绕组包括：绕制主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，流经所述主匝的电流在所述至少两个绕线柱上形成沿第一磁通方向的主匝磁通；和绕制附加匝，包括相对于所述主匝反向绕制在该对子绕组中的另一子绕组的相应主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，流经所述附加匝的电流在所述至少一个额外绕线柱上形成沿与所述第一磁通方向相反的第二磁通方向的附加匝磁通；每对子绕组绕制成使得每个子绕组的至少一个主匝的电流分流至同一子绕组的至少一个附加匝，并且每个子绕组的主匝上的由电流分流而导致的磁通损失由该对子绕组中的另一子绕组的绕所述至少一个主匝绕制的相应附加匝产生的磁通来补偿。由于其形成前述变压器，从而具有类似优点，在此不再赘述。
在根据本公开的实施例中，所述变压器被制备成使得所述多个绕线柱包括4T个绕线柱，并且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝绕制于彼此不同的2T个绕线柱上，其中T为正整数。
在根据本公开的实施例中，所述至少两个绕线柱包括成对的非相邻的绕线柱，每对子绕组中的每个子绕组包括分别在所述成对的非相邻的绕线柱上绕制的至少一匝，以及在与所述成对的的绕线柱之一相邻的绕线柱上绕制的所需奇数或偶数匝，每对非相邻的绕线柱上的磁通方向相同，与所述至少两个非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱磁通方向是相反的。
在根据本公开的实施例中，所述多个绕线柱为四个绕线柱，所述四个绕线柱的中心点连线呈虚拟四边形，且具备所述单一磁通方向的绕线柱设置于所述虚拟四边形的一条对角线上的两顶点处，且具备与所述单一磁通方向相反的磁通方向的绕线柱位于所述虚拟四边形的另一对角线上的两顶点处。
在根据本公开的实施例中，所述多个绕线柱设置于所述底部基板和所述顶部基板之一上且朝向所述底部基板和所述顶部基板中另一个延伸，每个绕线柱包括黏接在一起的上磁芯和下磁芯、或被一体形成为单一的磁柱。
在根据本公开的实施例中，在每对子绕组中的两个子绕组各自的对称设置且具备相等电位的点的之间设置短路连接。
在根据本公开的实施例中，所述原边绕组与副边绕组间隔布置在所述变压器的多层上，且所述原边绕组和所述副边绕组各自的设置于不同层上的部分经由穿过形成于至少一层中的过孔中的飞线、或联接于不同层之间的铜柱，采取串联或并联的方式实现在层间电连通为整体线圈。
在根据本公开的实施例中，所述副边绕组绕所述多个绕线柱中的至少一个绕线柱绕制，且所述副边绕组的位于同一个绕线柱上的部分间隔地绕制。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱被制造成具备圆形、椭圆形或方形的横截面。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱被制造成具备相同的磁阻。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱被制造成具备相同的横截面积。
在根据本公开的实施例中，每个绕线柱由铁氧体制成。
本公开提供的技术方案具备以下优点：本公开的实施例所实现的变压器及用于制造变压器的方法，特别是其原边绕组的绕制方法，能够通过如上的设置，实现在具备绕制线圈的绕组的变压器例如平面变压器中的所需的奇数或偶数绕组匝数、以及所需的奇数或偶数匝数比/变压比。另外，通过沿对角方向来交叉地设置(例如呈电气并联关系)的彼此对称布置的至少两个子绕组，每个绕线柱上的磁通向相邻两个绕线柱分流(典型地例如均分)，且磁通的AC部分至少部分地相互抵消，便利于整体厚度即高度的减少例如减半；并且例如通过在物理结构上分隔开的电气网络各自的等电位点处设置短路连接，能够增大覆铜面积从而改善热行为和整体散热性能。由此，能够在改善功率密度同时改善散热，减少高度等尺寸，以更紧凑的构造实现设计参数。且这种紧凑的结构使得空间占用最小化，且简单的构造和联接关系便利了装配和拆卸。
附图说明
图1示意性示出根据本公开的一种实施例的平面变压器的立体结构分解视图；
图2(a)图示了根据本公开的一种实施例的平面变压器的磁芯的结构示意图，为清楚起见省略了绕制于磁芯上的绕组；
图2(b)图示了根据本公开的另一种实施例的平面变压器的磁芯的结构示意图，为清楚起见省略了绕制于磁芯上的绕组；
图3图示了根据本公开的另一种实施例的平面变压器的单层上的绕组的走线、以及供实现层间电联接的过孔的示意图；
图4(a)图示了根据本公开的一种实施例的具备绕制线圈的绕组的变压器(典型地例如平面变压器)的原边绕组的示意性绕线布置图，原边绕组包括仅一对子绕组，其便于实现奇数的原边绕组匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比；
图4(b)图示了基于图4(a)所图示实施例的拓展实施例的变压器的原边绕组的示意性绕线布置图，
图5(a)图示了根据本公开的另一种实施例的具备绕制线圈的绕组的变压器(典型地例如平面变压器)的原边绕组的示意性绕线布置图，原边绕组包括仅一对子绕组，其便于实现奇数的原边绕组匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比；
图5(b)图示了基于图5(a)所图示实施例的拓展实施例的变压器的原边绕组的示意性绕线布置图，
图6图示了根据实施例的如图4(a)至图(b)所示实施例的一种变型，其中原边绕组仍旧包括仅一对子绕组，各自的主匝分别绕制于彼此不同的偶数个绕线柱上。
图7图示了根据实施例的如图4(a)至图(b)所示实施例的一种变型，其中原边绕组包括至少两对子绕组，至少两对子绕组中各自主匝限定相同磁通方向的子绕组彼此并联，且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝分别绕制于彼此不同的2个绕线柱上。
图8图示了根据本发明实施例的平面变压器的仿真热效应的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图对本公开的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号表示功能相同或相似的部件。下述参照附图对本公开实施方式的说明旨在对本公开的总体构思进行解释，而不应当理解为对本公开的一种限制。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或更多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。
图1示意性示出根据本公开的一种实施例的平面变压器的立体结构分解视图。
更具体地，图2(a)图示了根据本公开的一种实施例的平面变压器100的磁芯的结构示意图，为清楚起见省略了绕制于磁芯1上的绕组；图2(b)图示了根据本公开的另一种实施例的平面变压器100的磁芯1的结构示意图，为清楚起见省略了绕制于磁芯1上的绕组；图3图示了根据本公开的另一种实施例的平面变压器100的单层上的绕组的走线、以及供实现层间电联接的过孔的示意图。
根据本公开实施例的一个总体技术构思，例如，如图1至3所示，提供了一种平面变压器100，所述平面变压器100包括磁芯1和绕组2，所述磁芯1包括相对设置的顶部基板15和底部基板16、位于所述顶部基板15与所述底部基板16之间的多个绕线柱10，所述绕组2包括原边绕组20和副边绕组30，所述原边绕组20例如绕所述多个绕线柱10绕制。例如，如图1所示，平面变压器的多个层PCB叠置构成整体的绕组2。如图3所示，平面变压器每层PCB例如包括用于供绕线柱10穿过的绕线柱窗口17，绕组在每层PCB上的部分在所述绕线柱窗口17周围绕制，且同层的这些绕线部分彼此间隔开。
图4(a)图示了根据本公开的一种实施例的具备绕制线圈的绕组的变压器(典型地例如平面变压器100)的原边绕组20的示意性绕线布置图，其便于实现奇数的原边绕组20匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比；图4(b)图示了基于图4(a)所图示实施例的拓展实施例的变压器的原边绕组20的示意性绕线布置图。图4(a)中示意性示出了副边绕组30，而图4(b)为简洁起见省略了副边绕组。
图5(a)图示了根据本公开的另一种实施例的具备绕制线圈的绕组的变压器(典型地例如平面变压器100)的原边绕组20的示意性绕线布置图，其便于实现奇数的原边绕组20匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比；图5(b)图示了基于图5(a)所图示实施例的拓展实施例的变压器的原边绕组20的示意性绕线布置图。图5(a)和图5(b)为简洁起见省略了副边绕组。
在根据本公开的示例性实施例中，关于根据本公开实施例的所述平面变压器100的绕组(特别是原边绕组20)的具体绕线布置，为了便于用户实现平面变压器100的奇数绕组匝数、以及奇数匝数比/变压比，作为示例，如图4(a)至4(b)和图5(a)至5(b)所示，所述原边绕组20绕所述多个绕线柱10绕制，包括例如至少一对子绕组，每对子绕组包括并联的两个子绕组；进一步地，每对子绕组中的每个子绕组包括：主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，流经所述主匝的电流在所述至少两个绕线柱上形成沿第一磁通方向的主匝磁通；和附加匝，包括相对于所述主匝反向绕制在该对子绕组中的另一子绕组的相应主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，流经所述附加匝的电流在所述至少一个额外绕线柱上形成沿与所述第一磁通方向相反的第二磁通方向的附加匝磁通。
并且，在每对子绕组中，每个子绕组的至少一个主匝的电流分流至同一子绕组的至少一个附加匝，并且每个子绕组的主匝上的由电流分流而导致的磁通损失由该对子绕组中的另一子绕组的绕所述至少一个主匝绕制的相应附加匝产生的磁通来补偿。
通过上述设置，实质上，在所述原边绕组20所包括的彼此并联的两个子绕组中，对于一个当前子绕组，其不仅提供绕制于其至少两个绕线柱上的至少一匝作为主匝，还额外地提供绕通过在该子绕组内部以并联方式绕制到不同于当前子绕组的另一子绕组所绕制于的额外绕线柱上的奇数匝来作为附加匝；反之亦然。由此，所述另一个子绕组的相应附加匝实质上绕制于所述当前子绕组的主匝所绕制于的绕线柱之一上，由此基于本领域中已知的法拉第电磁感应定律以及变压器的绕组的电压计算可知，所述另一子绕组中的附加匝向所述当前子绕组提供额外的附加磁通，以供与主匝的磁通叠加，便于实现变压比和原边-副边等效匝数比的改变，由此也便利了按需实现预期的原边绕组20匝数，或原边-副边等效匝数比，无论期望值是奇数还是偶数。具体地，例如，原边绕组20匝数变为奇数，或原边-副边等效匝数比变为奇数。
换言之，在本公开的示例性实施例中，具体地例如，如图所示，在原边绕组20的并联的两个子绕组中，原边绕组20的干路电流IP分为第一子电流IP1和第二子电流IP2，它们具备相等的量值(IP1＝IP2＝IP/2)，所述第一子电流IP1例如顺时针流入第一子绕组21、且所述第二子电流例如逆时针流入第二子绕组22。由此，如图所示，作为示例，所述第一子绕组21的相应的第一主匝所绕制于的至少两个绕线柱(例如图4(a)和图4(b)的第二绕线柱12和第四绕线柱14)上形成单一的第一磁通方向(例如图示为垂直指向纸面内的方向)，则所述第二子绕组22的相应的第二主匝绕制在所述多个绕线柱10中的不同于所述至少两个绕线柱以外的其他的绕线柱(例如图4(a)和图4(b)的第三绕线柱13和第一绕线柱11)上且形成相反的单一的第二磁通方向(例如图示为垂直指向纸面外的方向)。
同时，如图所示，所述第二子绕组22的相应的第二附加匝实质上通过顺时针流过所述第一子绕组21的相应第一主匝所绕制于的绕线柱(如前所述，第二绕线柱12和第四绕线柱14)中至少一个上(例如图4(a)和图4(b)所示的第二绕线柱12)来形成了与所述第一子绕组21的第一主匝的绕线柱(如前所述，第二绕线柱12和第四绕线柱14)的第一磁通方向相同的磁通方向，从而所述第二子绕组22的第二附加匝实质上为第一子绕组21的第一主匝所绕制于的绕线柱提供额外的磁通(此处例如称为第一附加磁通)，以供与所述第一主匝的磁通叠加，便于实现变压比和原边-副边等效匝数比的改变，由此也便利了按需实现预期的原边绕组20匝数，或原边-副边等效匝数比，无论期望值是奇数还是偶数。具体地，例如，原边绕组20匝数变为奇数，或原边-副边等效匝数比变为奇数。
同时，如图所示，所述第一子绕组21的相应的第一附加匝实质上通过逆时针流过所述第二子绕组22的相应第二主匝所绕制于的绕线柱(如前所述，第三绕线柱13和第一绕线柱11)中至少一个上(例如，如图4(a)和图4(b)所示的第三绕线柱13)来形成了与所述第二子绕组22的第二主匝的绕线柱(如前所述，第二绕线柱12和第四绕线柱14)的第二磁通方向相同的磁通方向，从而所述第一子绕组21的第一附加匝实质上为第二子绕组22的第二主匝所绕制于的绕线柱提供额外的磁通(此处例如称为第二附加磁通)，以供与所述第二主匝的磁通叠加，便于实现变压比和原边-副边等效匝数比的改变，由此也便利了按需实现预期的原边绕组20匝数，或原边-副边等效匝数比，无论期望值是奇数还是偶数。具体地，例如，原边绕组20匝数变为奇数，或原边-副边等效匝数比变为奇数。
换言之，在根据本公开实施例的变压器的原边绕组中，作为示例，一个子绕组的附加匝绕制于另一个子绕组的主匝所绕制于的绕线柱(例如此处简称为所述另一个子绕组的主绕线柱)上。由此，流经所述一个子绕组的附加匝的励磁电流的相应部分产生于所述另一个子绕组的主绕线柱上的磁通，具有与所述一个子绕组自身的主匝所绕制于的绕线柱(即所述一个子绕组的主绕线柱)上的磁通相反的磁通方向，即实质上具有与所述另一个子绕组的主匝中的励磁电流的相应部分产生于所述另一个子绕组的主绕线柱上的磁通相同的磁通方向。由此，流经所述一个子绕组的附加匝的励磁电流的相应部分产生于所述另一个子绕组的主绕线柱上的磁通实质上贡献于所述另一个子绕组的主绕线柱上的磁通，继而贡献于所述另一个子绕组的主绕线柱上的电压值；并且，反之亦然，即：具体地，同时，流经所述另一个子绕组的附加匝的的励磁电流的相应部分产生于所述一个子绕组的主绕线柱上的磁通实质上贡献于所述一个子绕组的主绕线柱上的磁通，继而也贡献于所述一个子绕组的主绕线柱上的电压值。
作为示例，实现作为奇数的原边绕组20匝数，或作为奇数的原边-副边等效匝数比/变压比的工作原理简要地分析如下。
所述平面变压器100的磁芯1例如包括四个绕线柱，所述四个绕线柱例如，如图所示沿顺时针方向布置，则根据法拉第电磁感应定律可知，在绕组例如原边绕组20中，对于每个绕线柱，流经其的励磁电流所产生的磁通大小的计算公式典型地形如：
其中是Φ是单个绕线柱上的磁通大小，N是绕制于该单个绕线柱上的励磁电流的匝数，I是流经该绕线柱中的具体匝中的电流，R是该绕线柱的磁阻。相应地，例如，四个绕线柱例如分别表示为A1、A2、A3、A4，它们的磁阻分别表示为R1、R2、R3、R4，且所述原边绕组20在所述四个绕线柱上所产生的磁通例如分别表示为Φ1、Φ2、Φ3、Φ4。
并且，进一步地，原边绕组20的电压的计算中，其包绕于的单个绕线柱上的电压的计算例如典型地遵循公式：
其中，即对于绕组例如原边绕组20的单个绕线柱上的电压的计算，其实质上是该单个绕线柱的磁通对于时间求导。
显然可知，由于分流关系，每个绕线柱上的单匝绕线中通过的分支电流必然为干路电流IP的分数，例如为其中Q为子绕组数目，在如图4(a)、图4(b)和图5(a)、图5(b)所示为Q＝2；且MQ为单个子绕组中并列的分支数目即子绕组进一步分流路径数目(即下文称为的次级分支的数目，与单个子绕组中分支电流并行绕制于的绕线柱的数目对应)，并且例如在如图4(a)、图4(b)和图5(a)、图5(b)所示每次电流发生分支处都是被均分的情况下，更具体地，图示的一次分支处。以此类推，在此不再赘述。在如图4(a)、图4(b)和图5(a)、图5(b)所示典型示例中，Q＝2，N为最小值为1的正整数，R的最小值例如为常数，则对于原边绕组20的单个绕线柱而言，其上磁通Φ的最小值应为U的最小值应为/>。且由此可知，原边绕组20中的任一绕线柱上的磁通量值为最小值Φmin的整数倍；相应地，原边绕组20中的任一绕线柱上的电压值为最小值Umin的整数倍。
基于此可知，实质上，通过针对成对子绕组中的单个当前子绕组，在另外的子绕组中额外地绕制针对该单个子绕组的主匝所绕制于的绕线柱上的额外的附加匝、且例如在所述另外的子绕组中的这种附加匝为奇数的情况下，则导致该当前子绕组的至少一个主匝绕线柱上的磁通量增加最小值Φmin的奇数倍，其上的电压值增加最小值Umin的奇数倍。
由此，为了预期实现原边绕组上的奇数匝数，例如，在其主匝为奇数的前提下，即每个子绕组的主匝绕制奇数匝，则每个子绕组的附加匝需要在与主匝所绕制于的绕线柱不同的至少一个绕线柱上绕制奇数匝。
根据本公开的示例性实施例中，以例如如图4(a)所示实施例为例来阐述每对子绕组中，一个子绕组中的主匝由于电流分流而导致的磁通损失由另一子绕组中的附加匝来补偿，子绕组21的主匝绕制于绕线柱12和14上，产生如图所示沿着纸面指向内的磁通，具体地，假设原边绕组的干路电流为IP，则初始进入子绕组21的电流为第一子电流IP1，且IP1＝IP/2。如图所示，子绕组21的主匝在绕线柱12上绕制2匝，其中电流为第一子电流IP1；子绕组21的主匝在绕线柱14上绕制3匝，其中存在有绕制于绕线柱14上的主匝中的电流被分流至该子绕组的附加匝(其反向绕制到该对子绕组中另一子绕组22的相应主匝所绕制于的绕线柱13)的情况，由此，对应次绕制于绕线柱14上的主匝中的电流为IP1/2＝IP/4。作为合计，这个子绕组21的主匝中供产生沿着纸面指向内的磁通的电流为4*(IP/2)+1*(IP/4)＝9IP/4。然而，若欲实现原边绕组中的奇数匝数例如5，实际上主匝磁通应为5*(IP/2)，因此，存在等于二者之间的差值的待补偿的磁通损失。
因此，虽然按照对主匝进行如图直接计数的方式，主匝绕制了总共5匝，但实际上，需考虑到某单次绕制于绕线柱14上的主匝中由于电流分流而存在磁通损失，因此，继而考虑同一对子绕组中的另一子绕组22的相应附加匝在绕线柱12上的绕制所产生的补偿磁通。具体地，如图所示，同一对子绕组中的另一子绕组22的相应附加匝在绕线柱12上也产生沿着纸面指向内的磁通，起到对于如前所述的子绕组21中绕制于绕线柱14上的主匝中由于电流分流而存在磁通损失的补偿作用。具体地，该另一子绕组22绕制于子绕组12的主匝所在绕线柱14上的附加匝绕制匝数为一匝，其产生与子绕组21的主匝的磁通方向相同的磁通，即沿着纸面指向内。而该另一子绕组的供磁通补偿的该附加匝中的电流为第一子电流IP2的一半即IP2/2＝IP1/2＝IP/4。
由此，实际上，子绕组21的主匝所绕制于的绕线柱12、14上的可供产生沿着纸面指向内方向的磁通的电流总和为9IP/4+IP2/2＝9IP/4+IP/4＝5*(IP/2)，即通过同一对子绕组中另一子绕组22的附加匝的磁通补偿来实现了原边绕组的等效的奇数匝即5匝，由此实现了在每对子绕组中，每个子绕组的至少一个主匝的电流分流至同一子绕组的至少一个附加匝，并且每个子绕组的主匝上的由电流分流而导致的磁通损失由该对子绕组中的另一子绕组的绕所述至少一个主匝绕制的相应附加匝产生的磁通来补偿。
由此，基于上述设置，通过按需地在原边绕组20中，针对单个当前子绕组，灵活选择在针对该当前子绕组的主匝绕线柱上增设的在另一子绕组中的附加匝所绕制于的具体绕线柱、具体匝数和具体绕线方式，便利了按需实现预期的原边绕组20匝数，或原边-副边等效匝数比，无论期望值是奇数还是偶数。
在本公开的示例性实施例中，所述多个绕线柱例如包括4T个绕线柱，T为正整数。并且作为示例，T＝1的情况下，所述两个子绕组各自的主匝绕制于彼此不同的2个绕线柱上，例如如图4(a)至图5(b)所示。
随着T的具体取值的增大，在具体的绕组绕制布置中，可以实现每个子绕组的实际布置的变化方式越多。例如后文图6和图7所示的拓展实施例。
在本公开的进一步的示例性实施例中，例如，所述两个子绕组各自的附加匝在与各自的主匝所绕制于的绕线柱不同的至少一个绕线柱上绕制奇数匝。考虑到如上所述，流经所述一个子绕组的附加匝的励磁电流的相应部分产生于所述另一个子绕组的主绕线柱上的磁通实质上贡献于所述另一个子绕组的主绕线柱上的磁通，继而贡献于所述另一个子绕组的主绕线柱上的电压值；并且，反之亦然，即同时，流经所述另一个子绕组的附加匝的的励磁电流的相应部分产生于所述一个子绕组的主绕线柱上的磁通实质上贡献于所述一个子绕组的主绕线柱上的磁通，继而也贡献于所述一个子绕组的主绕线柱上的电压值。由此，作为示例，可以通过每个子绕组的附加匝在不同的另一子绕组的至少一个主绕线柱上绕制奇数匝，来实现奇数的原边绕组的匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比。
作为具体示例，图4(a)示意性示出了根据本公开实施例的一种实施例的平面变压器100的原边绕组20的示意性绕线布置图，其便于实现奇数的原边绕组20匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比。图5(a)示意性示出了根据本公开实施例的另一种实施例的平面变压器100的原边绕组20的示意性绕线布置图，其便于实现奇数的原边绕组20匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比。
在本公开的一个具体的示例性实施例中，例如，如图4(a)所示，在原边绕组中，第一子绕组21的第一附加匝在第二子绕组22的一个主绕线柱13上绕制奇数匝例如图示为1匝，则流经第一子绕组21的第一附加匝的励磁电流的相应部分产生于第二子绕组22的主绕线柱13上的磁通实质上贡献于所述第二子绕组的主绕线柱13上的磁通，继而贡献于所述第二子绕组22的主绕线柱13上的电压值；并且，反之亦然，即同时，第二子绕组22的第二附加匝在第一子绕组21的一个主绕线柱12上绕制奇数匝例如图示为1匝，流经所述第二子绕组22的第二附加匝的的励磁电流的相应部分产生于所述第一子绕组21的主绕线柱12上的磁通实质上贡献于所述第一子绕组21的主绕线柱12上的磁通，继而也贡献于所述第一子绕组21的主绕线柱12上的电压值。由此，作为示例，可以通过每个子绕组的附加匝在不同的另一子绕组的主绕线柱上绕制奇数匝，来实现奇数的原边绕组的匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比。
在本公开的另一个具体的示例性实施例中，例如，如图5(a)所示，在原边绕组中，由于每个子绕组在绕制于其对角布置的主绕线柱上之前，先绕制经过相邻的一个另外的绕线柱(充当另一子绕组的主绕线柱)再过渡到其主绕线柱上，并且一旦完成在其主绕线柱上的绕制之后又绕制经过再一个另外的绕线柱(也充当另一子绕组的主绕线柱)而过渡并且继而电连接至干路，由此，第一子绕组21的第一主匝实质上绕制于其主绕线柱13和11上，而第二子绕组22的第二主匝实质上绕制于其主绕线柱12和14上，即图5(a)所示的每个子绕组的各自主绕线柱不同于图5(a)所示的情况。
进而，如图5(a)所示，在原边绕组中，第一子绕组21的第一附加匝例如在第二子绕组22的主绕线柱12和14中至少一个上绕制奇数匝(例如，如图所示，在第二子绕组22的主绕线柱12上绕制奇数匝例如图示为1匝，在第二子绕组22的另一主绕线柱14上绕制偶数匝例如图示为2匝)，则流经第一子绕组21的第一附加匝的励磁电流的相应部分产生于第二子绕组22的主绕线柱上的磁通实质上贡献于所述第二子绕组的主绕线柱上的磁通，继而贡献于所述第二子绕组22的主绕线柱上的电压值；并且，反之亦然，即同时，第二子绕组22的第二附加匝例如在第一子绕组21的主绕线柱13和11中的至少一个上绕制奇数匝(例如，如图所示，在第一子绕组21的主绕线柱13上绕制奇数匝例如图示为1匝，在第一子绕组21的另一主绕线柱11上绕制偶数匝例如图示为2匝)，流经所述第二子绕组22的第二附加匝的的励磁电流的相应部分产生于所述第一子绕组21的主绕线柱上的磁通实质上贡献于所述第一子绕组21的主绕线柱上的磁通，继而也贡献于所述第一子绕组21的主绕线柱上的电压值。由此，作为示例，可以通过每个子绕组的附加匝在不同的另一子绕组的至少一个主绕线柱(例如奇数个主绕线柱，典型地例如一个主绕线柱)上绕制奇数匝，来实现奇数的原边绕组的匝数和奇数的变压比/等效原副边匝数比。
在根据本公开的示例性实施例中，如图4(a)和图5(a)所示，作为示例，所述多个绕线柱10图示为四个绕线柱，所述四个绕线柱的中心点连线呈虚拟四边形，其中具备所述单一磁通方向的绕线柱设置于所述虚拟四边形的一条对角线上的两顶点处，且具备与所述单一磁通方向相反的磁通方向的绕线柱位于所述虚拟四边形的另一对角线上的两顶点处。
在本公开的实施例中，例如，所述多个绕线柱10设置于所述底部基板16和所述顶部基板15之一上且朝向所述底部基板16和所述顶部基板15中另一个延伸，作为示例，每个绕线柱包括黏接在一起的上磁芯1和下磁芯1、或被一体形成为单一的磁柱。并且作为示例，所述绕线柱例如由铁氧体制成。
在根据本公开的示例性实施例中，如图4(a)所示，作为示例，在这种包括限定了虚拟四边形的四个绕线柱的原边绕组20情况下，具体绕线方式例如实施如下。第一绕线柱11、第二绕线柱12、第三绕线柱13、第四绕线柱14的中心点连线呈四边形，所述第二绕线柱12和所述第四绕线柱14位于该四边形的第一对角线(右上至左下)上的两个顶点处、且充当原边绕组20的第一子绕组21的主匝绕线柱；且所述第三绕线柱13和所述第一绕线柱11位于该四边形的第一对角线(右下至左上)上的两个顶点处、且充当原边绕组20的第二子绕组22的主匝绕线柱。
在根据本公开的一种更具体的实施例中，作为示例，如图4(a)和4(b)所示，原边绕组20始于节点A处，并且从该处分为两个分支，即并联的第一子绕组21和第二子绕组22，分别用实线路径和虚线路径示出，并且最终合并至节点B。
在本公开的示意性实施例中，如图所示，作为示例，第一子绕组21和第二子绕组22的绕线方向如图所示。例如，第一子绕组21始于节点A，首先在所述第一对角线方向(右上至左下)上沿着顺时针方向绕过所述第二绕线柱12和所述第四绕线柱14各一匝，继而再沿顺时针方向绕过所述第二绕线柱12另一匝，随后分为两个并联的次级分支，分别是沿着顺时针方向再绕过所述第四绕线柱14一匝、以及沿逆时针方向绕过第三绕线柱13一匝(来充当所述第一子绕组21的附加匝，且切换到所述第二对角线方向上，以供增加充当与所述第一子绕组21不同的第二子绕组22的主匝绕线柱之一的该第三绕线柱13上的磁通，即该附加匝主要起到换向作用)。最后这两个并联的次级分支重新汇合并且电连接于作为终点的节点B处。可见，所述第一子绕组21的主匝绕线柱包括第二绕线柱12和第四绕线柱14，这两个绕线柱上的磁通方向为垂直于纸面向内。
类似地，例如，第二子绕组22也始于节点A，首先在所述第二对角线方向(右下至左上)上在沿着逆时针方向绕过所述第三绕线柱13和所述第一绕线柱11各一匝，继而再沿逆时针方向绕过所述第三绕线柱13另一匝，随后分为两个并联的次级分支，分别是沿着逆时针方向再绕过所述第一绕线柱11一匝、以及沿顺时针方向绕过第二绕线柱12一匝(来充当所述第二子绕组22的附加匝，且切换到所述第一对角线方向上，以供增加充当所述第一子绕组21的主匝绕线柱之一的该第二绕线柱12上的磁通)。最后这两个并联的次级分支重新汇合且电连接于作为终点的节点B处。可见，所述第二子绕组22的主匝绕线柱包括第三绕线柱13和第一绕线柱11，这两个绕线柱上的磁通方向为垂直于纸面向外。
由此可见，如图4(a)和图4(b)所示的设置中，原边绕组20中的第一子绕组21和第二子绕组22实质上是彼此对称的设置；通过上述在虚拟四边形的对角线方向上的绕线设置，实现了例如原边绕组20侧的五匝。
通过上述具体设置，在包括呈四边形布置的四个绕线柱绕制的原边绕组20布置中，便利了实现针对单个当前子绕组，灵活选择在针对该当前子绕组的主匝绕线柱上增设的在另一子绕组中的附加匝所绕制于的具体绕线柱、具体匝数和具体绕线方式，便利了按需实现预期的原边绕组20匝数，或原边-副边等效匝数比，例如典型地为图示的原边侧的五匝。
在根据本公开的另一种更具体的替代实施例中，作为示例，如图5(a)和5(b)所示，原边绕组20始于节点A处，并且从该处分为两个分支，即并联的第一子绕组21和第二子绕组22，分别用实线路径和虚线路径示出，并且最终合并至节点B。
在本公开的示意性实施例中，如图5(a)和5(b)所示，作为示例，第一子绕组21和第二子绕组22的绕线方向如图所示。例如，第一子绕组21始于节点A，首先在第一对角线方向上沿着顺时针方向绕过所述第二绕线柱12，随后切换到第二对角线方向上沿着逆时针方向绕过所述第三绕线柱13和所述第一绕线柱11，之后分为两个并联的次级分支，分别是沿着再切换回第一对角线方向沿着顺时针方向绕过所述第四绕线柱14、以及继续再第二对角线方向上沿着逆时针方向绕过第三绕线柱13(来充当所述第一子绕组21的附加匝，以供增加充当与所述第一子绕组21不同的第二子绕组22的主匝绕线柱上的磁通)。最后这两个并联的次级分支重新汇合并且电连接于作为终点的节点B处。
如图5(a)和5(b)所示，作为示例，第一子绕组21和第二子绕组22的绕线方向如图所示，第二子绕组22也始于节点A、终于节点B处，且其绕线布置实质上与第一子绕组21的绕线布置对称，在此不再赘述。
由此可见，如图5(a)和图5(b)所示的设置中，原边绕组20中的第一子绕组21和第二子绕组22实质上是彼此对称的设置；通过上述在虚拟四边形的对角线方向上的绕线设置，实现了例如原边绕组20侧的五匝。
通过上述具体设置，在包括呈四边形布置的四个绕线柱绕制的原边绕组20布置中，便利了实现针对单个当前子绕组，灵活选择在针对该当前子绕组的主匝绕线柱上增设的在另一子绕组中的附加匝所绕制于的具体绕线柱、具体匝数和具体绕线方式，便利了按需实现预期的原边绕组20匝数，或原边-副边等效匝数比，例如典型地为图示的原边侧的五匝。
图8图示了根据本发明实施例的平面变压器100的仿真热效应的示意图。其中的(a)、(b)分别为在相邻方向(即间距最小化的绕线柱的布置方向)而非对角方向上绕制的两种不同情况的仿真情形、而情形(c)为如图4(a)和图4(b)以及5(a)和图5(b)所示的在对角方向上绕制而成的奇数原边绕组匝数的仿真情形。
在本公开的示例性实施例中，在相邻而非对角方向上进行绕制得到如图8(a)、图8(b)所示的仿真结果，在这种绕制方式情况下，例如上下两个子绕组的布置一致且厚度一致，每个绕线柱上的磁通仅指向相邻的绕线柱而不存在磁通分流。与在相邻而非对角方向上进行绕制得到如图8(a)、图8(b)所示的仿真结果相比，基于如图4(a)和图4(b)以及5(a)和图5(b)所示的在对角方向上绕制方式得到如图8(c)所示的仿真结果，如图可见，每个绕线柱上的磁通向相邻两个绕线柱分流(典型地例如均分)，且磁通的AC部分至少部分地相互抵消，由此实现了与在相邻而非对角方向上进行绕制而得到的如图8(a)、图8(b)所示的仿真结果相比厚度即整体高度的减少例如减半。例如在原边绕组20中，通过沿对角方向来交叉地设置(例如呈电气并联关系)的彼此对称布置的两个子绕组，且在不同于当前子绕组的另外子绕组中，提供绕制于当前子绕组的主匝绕线柱上的(但基于电气连接关系)属于所述另外子绕组的附加匝，由此两个主匝磁通方向相反的子绕组彼此配合工作，由此减少了针对绕线柱的磁芯1损失，从而可以减少所需的整体高度。
在本公开的示例性实施例中，例如，如图4(b)和图5(b)所示，在成对子绕组中的两个子绕组各自的对称设置且具备相等电位的点的之间设置短路连接40，实际上，是将物理结构上(除了电气入口和出口之外的其它部位处)彼此分隔开设置的两个电气网络各自的等电位点相连接，从而在不改变实质电气连接关系的情况下增大了覆铜面积(即更大的铜敷设面积)，由此改善了热行为，实现了与未设置短路连接40的如图4(a)和图5(a)的情况相比更佳的整体散热。由于电位相等，不会影响实际绕线匝数和变压比，但是，这样的设置便利于不同层之间的热导通和优化热分布，以便于实现更紧凑的结构和更小的变压器高度。
在本公开的示例性实施例中，例如，所述原边绕组20与副边绕组间隔布置在所述平面变压器100的多层上，且所述原边绕组20和所述副边绕组各自的设置于不同层上的部分经由穿过形成于至少一层中的过孔中的飞线、或联接于不同层之间的铜柱，采取串联或并联的方式实现在层间电连通为整体线圈。由此，原边绕组20形成为整体线圈。
在优选实施例中，例如，如图所示，每个绕线柱的横截面选择为圆形、椭圆形或方形，但不限于此。
在优选的实施例中，例如，每个绕线柱的磁阻相同，但不限于此。并且，在优选的实施例中，例如，每个绕线柱的横截面积相同，但不限于此。基于具备相同磁阻和相同横截面积的多个绕线柱进行变压器绕组特别是原边绕组的线圈绕制，便利于实现在沿对角方向来交叉地设置(例如呈电气并联关系)的呈对称布置的两个子绕组中的磁势均衡。
通过这样的优选设置，便利了简化例如变压比计算、或通过变压比即等效的原边-副边绕组匝数比的换算来计算例如原边绕组20的匝数。
作为示例，所述副边绕组绕所述多个绕线柱10中的至少一个绕线柱绕制，且所述副边绕组的位于同一绕线柱上的部分间隔地绕制。
图6图示了根据实施例的如图4(a)至图(b)所示实施例的一种变型，其中原边绕组仍旧包括仅一对子绕组，各自的主匝分别绕制于彼此不同的偶数个绕线柱上。
图7图示了根据实施例的如图4(a)至图(b)所示实施例的一种变型，其中原边绕组包括至少两对子绕组，至少两对子绕组中各自主匝限定相同磁通方向的子绕组彼此并联，且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝分别绕制于彼此不同的2个绕线柱上。
如图6和图7所示，基于图4(a)至图(b)所示实施例，进一步拓展了本发明的实施例的应用，特别是针对所述多个绕线柱包括4T个绕线柱，T为大于等于2的正整数的情形。这两个图都图示了8个绕线柱即T＝2的情况。
根据本公开的一种拓展实施例，例如如图6所示，所述原边绕组包括仅一对子绕组，它们各自的主匝分别绕制于彼此不同的2T即8个绕线柱上。为便于理解，仅示出了成对子绕组中的一个子绕组，而省略了另一个子绕组，实质上，另一个子绕组是相对于图示子绕组对称布置的。图示的单个子绕组相比于例如如图4(a)中子绕组21的情形，绕制方法略有改变，主匝增加绕制于第一行的从左向右第二个绕线柱上，以及第二行的从左向右第三个绕线柱上，且附加匝增加绕制于第二行的从左向右第二个和第四个绕线柱上，且实质上，与图4(a)的绕线柱12等效的绕线柱为第一行的从左向右第四个绕线柱，且原边绕组的匝数比仍旧实现为奇数。在具体的实施例中，例如，针对单个子绕组，次级分支例如在第二行实现为并列的四个支路，分别绕制于第二行的四个绕线柱上。
根据本公开的另一种拓展实施例，例如如图7所示，所述原边绕组包括至少两对子绕组。这种绕制方法实际上是将如图4(a)至图(b)中每个图的成对子绕组置于虚线框中(即以黑箱法示出)，然后所述至少两对子绕组中各自主匝限定相同磁通方向的子绕组彼此并联(虚线示出两个A端之间直接连接，虚线示出两个B端之间直接连接)，且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝分别绕制于彼此不同的2个绕线柱上。由此，同时可以减小每对子绕组中的电流，从而改善发热并且便利于控制变压器的尺寸。
以上示例仅阐述关于电流分支情况为至多分流至单个子绕组的次级分支的情况；然而，在进一步的拓展实施例中，作为示例，可选地，例如单个子绕组中还存在基于次级分支的电流进一步细分的高阶次分支，诸如第三级分支的情况，最小的分支电流对应地产生最小磁通量单位、以及最小电压值单位。由此，原边绕组20中的任一绕线柱上的磁通量值为最小磁通量单位的整数倍；相应地，原边绕组20中的任一绕线柱上的电压值为最小电压值单位的整数倍。基于此可以选择性地确定作为特定奇数或偶数的原边绕组主匝数，以及特定奇数或偶数的原边和副边绕组的匝数比和变压比。在此不再赘述。
根据本公开实施例的另一方面，又提供了一种用于制造变压器(具备绕制线圈的绕组的变压器，典型地例如平面变压器100)的原边绕组20的方法，所述平面变压器100包括磁芯1和绕组，所述磁芯1包括相对设置的顶部基板15和底部基板16、和位于所述顶部基板15与所述底部基板16之间的多个绕线柱10，所述绕组包括原边绕组20和副边绕组，所述方法包括：制备所述磁芯；和绕制所述变压器的绕组。绕制所述变压器的绕组包括：绕所述多个绕线柱10绕制所述原边绕组20；和绕所述多个绕线柱10中的至少一个绕制所述副边绕组。其中，绕所述多个绕线柱10绕制所述原边绕组20包括绕制至少一对子绕组，每对子绕组包括并联的两个子绕组，绕制至少一对子绕组包括：绕制主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，流经所述主匝的电流在所述至少两个绕线柱上形成沿第一磁通方向的主匝磁通；和绕制附加匝，包括相对于所述主匝反向绕制在该对子绕组中的另一子绕组的相应主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，流经所述附加匝的电流在所述至少一个额外绕线柱上形成沿与所述第一磁通方向相反的第二磁通方向的附加匝磁通。
在本公开的实施例中，所述多个绕线柱例如包括4T个绕线柱，并且作为示例，所述两个子绕组各自的主匝绕制于彼此不同的成对绕线柱上，其中T为正整数。
作为拓展实施例，例如，如图6所示，所述原边绕组包括仅一对子绕组，它们各自的主匝分别绕制于彼此不同的2T个绕线柱上。
作为另一拓展实施例，例如，如图7所示，所述原边绕组包括至少两对子绕组，所述至少两对子绕组中各自主匝限定相同磁通方向的子绕组彼此并联，且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝分别绕制于彼此不同的2个绕线柱上。
在本公开的实施例中，所述至少两个绕线柱包括成对的非相邻的绕线柱，每对子绕组中的每个子绕组包括分别在所述成对的非相邻的绕线柱上绕制的至少一匝，以及在与所述成对的非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱上绕制的所需奇数或偶数匝，每对非相邻的绕线柱上的磁通方向相同，与所述至少两个非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱磁通方向是相反的。
在本公开的实施例中，在制造变压器的示例性方法中，例如，所述多个绕线柱10如图所示制备为四个绕线柱，所述四个绕线柱的中心点连线呈虚拟四边形，其中具备所述单一磁通方向的绕线柱设置于所述虚拟四边形的一条对角线上的两顶点处，且具备与所述单一磁通方向相反的磁通方向的绕线柱位于所述虚拟四边形的另一对角线上的两顶点处。
在本公开的示例性实施例中，在制造变压器的示例性方法中，例如，如图4(b)和图5(b)所示，在成对子绕组中的两个子绕组各自的对称设置且具备相等电位的点的之间设置短路连接40，由此将物理结构上(除了电气入口和出口之外的其它部位处)彼此分隔开设置的两个电气网络各自的等电位点相连接，从而在不改变实质电气连接关系的情况下增大了覆铜面积，由此实现了与未设置短路连接40的如图4(a)和图5(a)的情况相比更佳的整体散热。
在本公开的示例性实施例中，在制造变压器的示例性方法中，例如，所述原边绕组20与副边绕组被具体地绕制成间隔布置在所述平面变压器100的多层上，且所述原边绕组20和所述副边绕组各自的设置于不同层上的部分经由穿过形成于至少一层中的过孔中的飞线、或联接于不同层之间的铜柱，采取串联或并联的方式实现在层间电连通为整体线圈。由此，原边绕组20形成为整体线圈。
在本公开的示例性实施例中，在制造变压器的示例性方法中，例如，所述副边绕组绕所述多个绕线柱中的至少一个绕线柱绕制，且所述副边绕组的位于同一个绕线柱上的部分间隔地绕制。
在优选实施例中，在制造变压器的示例性方法中，例如，如图所示，每个绕线柱被制造成具备圆形、椭圆形或方形的横截面。
在优选的实施例中，例如，每个绕线柱被制造成具备相同的磁阻，但不限于此。并且，在优选的实施例中，例如，每个绕线柱被制造成具备相同的横截面积，但不限于此。基于被制备成具备相同磁阻和相同横截面积的多个绕线柱进行变压器绕组特别是原边绕组的线圈绕制，便利于实现在沿对角方向来交叉地设置(例如呈电气并联关系)的呈对称布置的两个子绕组中的磁势均衡。
在本公开的实施例中，例如，所述多个绕线柱10设置于所述底部基板16和所述顶部基板15之一上且朝向所述底部基板16和所述顶部基板15中另一个延伸，作为示例，每个绕线柱包括黏接在一起的上磁芯1和下磁芯1、或被一体形成为单一的磁柱。并且作为示例，所述绕线柱例如由铁氧体制成。
关于这种方法，由于其形成前述变压器，例如前述的平面变压器100，由此具有前述平面变压器100的所有优点，在此不再赘述。
虽然结合附图对本公开进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本公开优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本公开的一种限制。
虽然本公开总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本公开的范围以权利要求和它们的等同物限定。

Claims (18)

1.一种变压器，包括：
磁芯，包括：
相对设置的顶部基板和底部基板；和
多个绕线柱，位于所述顶部基板与所述底部基板之间，和
绕组，包括原边绕组和副边绕组，
其中，所述原边绕组绕所述多个绕线柱绕制，包括至少一对子绕组，每对子绕组包括并联的两个子绕组，每对子绕组中的每个所述子绕组包括：
主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，流经所述主匝的电流在所述至少两个绕线柱上形成沿第一磁通方向的主匝磁通；和
附加匝，包括相对于所述主匝反向绕制在该对子绕组中的另一子绕组的相应主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，流经所述附加匝的电流在所述至少一个额外绕线柱上形成沿与所述第一磁通方向相反的第二磁通方向的附加匝磁通，
其中，在每对子绕组中，每个子绕组的至少一个主匝的电流分流至同一子绕组的至少一个附加匝，并且每个子绕组的主匝上的由电流分流而导致的磁通损失由该对子绕组中的另一子绕组的绕所述至少一个主匝绕制的相应附加匝产生的磁通来补偿。
2.根据权利要求1所述的变压器，
其中，所述多个绕线柱包括4T个绕线柱，T为正整数；并且
其中，
所述原边绕组包括仅一对子绕组，它们各自的主匝分别绕制于彼此不同的2T个绕线柱上，或者
所述原边绕组包括至少两对子绕组，所述至少两对子绕组中各自主匝限定相同磁通方向的子绕组彼此并联，且每对子绕组中的两个子绕组各自的主匝分别绕制于彼此不同的2个绕线柱上。
3.根据权利要求1或2所述的变压器，其中，每个子绕组的主匝绕制奇数匝，且每个子绕组的附加匝在与主匝所绕制于的绕线柱不同的至少一个绕线柱上绕制奇数匝。
4.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述至少两个绕线柱包括成对的非相邻的绕线柱，每对子绕组中的每个子绕组包括分别在所述成对的非相邻的绕线柱上绕制的至少一匝，以及在与所述成对的非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱上绕制的所需奇数或偶数匝，每对非相邻的绕线柱上的磁通方向相同，与所述至少两个非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱磁通方向是相反的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的变压器，其中，所述多个绕线柱为四个绕线柱，所述四个绕线柱的中心点连线呈虚拟四边形，其中具备所述单一磁通方向的绕线柱设置于所述虚拟四边形的一条对角线上的两顶点处，且具备与所述单一磁通方向相反的磁通方向的绕线柱位于所述虚拟四边形的另一对角线上的两顶点处。
6.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述多个绕线柱设置于所述底部基板和所述顶部基板的至少其中之一上且朝向所述底部基板和所述顶部基板中另一个延伸，每个绕线柱包括黏接在一起的上磁芯和下磁芯、或被一体形成为单一的磁柱。
7.根据权利要求1所述的变压器，其中，在每对子绕组中的两个子绕组各自的对称设置且具备相等电位的点的之间设置短路连接。
8.根据权利要求1所述的变压器，其中，所述原边绕组与副边绕组间隔布置在所述变压器的多层上，且所述原边绕组和所述副边绕组各自的设置于不同层上的部分经由穿过形成于至少一层中的过孔中的飞线、或联接于不同层之间的铜柱，采取串联或并联的方式实现在层间电连通为整体线圈。
9.根据权利要求8所述的变压器，其中，所述副边绕组绕所述多个绕线柱中的至少一个绕线柱绕制，且所述副边绕组的位于同一个绕线柱上的部分间隔地绕制。
10.根据权利要求1所述的变压器，其中，每个绕线柱的横截面为圆形、椭圆形或方形。
11.根据权利要求1所述的变压器，其中，每个绕线柱的磁阻相同。
12.根据权利要求1所述的变压器，其中，每个绕线柱的横截面积相同。
13.一种用于制造变压器的方法，所述变压器包括磁芯和绕组，所述磁芯包括相对设置的顶部基板和底部基板、和位于所述顶部基板与所述底部基板之间的多个绕线柱，所述绕组包括原边绕组和副边绕组，所述方法包括：
制备所述磁芯；和
绕制所述变压器的绕组，包括：
绕所述多个绕线柱绕制所述原边绕组；和
绕所述多个绕线柱中的至少一个绕制所述副边绕组，
其中，绕所述多个绕线柱绕制所述原边绕组包括绕制至少一对子绕组，每对子绕组包括并联的两个子绕组，绕制至少一对子绕组包括：
绕制主匝，包括分别绕制于至少两个绕线柱上的各自至少一匝，流经所述主匝的电流在所述至少两个绕线柱上形成沿第一磁通方向的主匝磁通；和
绕制附加匝，包括相对于所述主匝反向绕制在该对子绕组中的另一子绕组的相应主匝所绕制于的至少一个额外绕线柱上的至少一匝，流经所述附加匝的电流在所述至少一个额外绕线柱上形成沿与所述第一磁通方向相反的第二磁通方向的附加匝磁通，
其中，每对子绕组绕制成使得每个子绕组的至少一个主匝的电流分流至同一子绕组的至少一个附加匝，并且每个子绕组的主匝上的由电流分流而导致的磁通损失由该对子绕组中的另一子绕组的绕所述至少一个主匝绕制的相应附加匝产生的磁通来补偿。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少两个绕线柱包括成对的非相邻的绕线柱，每对子绕组中的每个子绕组包括分别在所述成对的非相邻的绕线柱上绕制的至少一匝，以及在与所述成对的非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱上绕制的所需奇数或偶数匝，每对非相邻的绕线柱上的磁通方向相同，与所述至少两个非相邻的绕线柱之一相邻的绕线柱磁通方向是相反的。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述多个绕线柱为四个绕线柱，所述四个绕线柱的中心点连线呈虚拟四边形，且具备所述单一磁通方向的绕线柱设置于所述虚拟四边形的一条对角线上的两顶点处，且具备与所述单一磁通方向相反的磁通方向的绕线柱位于所述虚拟四边形的另一对角线上的两顶点处。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，在每对子绕组中的两个子绕组各自的对称设置且具备相等电位的点的之间设置短路连接。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述原边绕组与副边绕组间隔布置在所述变压器的多层上，且所述原边绕组和所述副边绕组各自的设置于不同层上的部分经由穿过形成于至少一层中的过孔中的飞线、或联接于不同层之间的铜柱，采取串联或并联的方式实现在层间电连通为整体线圈。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述副边绕组绕所述多个绕线柱中的至少一个绕线柱绕制，且所述副边绕组的位于同一个绕线柱上的部分间隔地绕制。
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