CN204390863U - 一种基于pcb的电感或变压器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PCB的电感或变压器装置，包括PCB制作的电感或变压器绕组，通过设定串、并联连接焊盘，可以方便地完成绕组的串、并联，如果采用铜板做副边绕组，则更适合低压大电流应用。本实用新型具有用材较少、体积小、电阻小、损耗低、成品率高、制造成本低的优点，其适用范围更广。

Description

一种基于PCB的电感或变压器装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于PCB的电感或变压器装置组结构。

背景技术

由于功率半导体技术飞速的发展，单只功率电子开关器件频率、电流和电压得到飞速提升，各类大电流开关电源应用中，在高电压输入，低电压输出或者低电压输入，高电压输出时，由于变压器计算的伏/匝数是实际的几分之一，这就要求在相同的窗口条件下，绕下更多的匝数，而电流不变，现有的PCB绕组方式，不能很方便的做串并联连接，导致电流相同时匝数或匝数比不能做得很大。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种PCB的电感、变压器串、并联绕组结构，它具有用材较少、体积小、电阻小、损耗低、成品率高、制造成本低的优点，其适用范围更广。

为达到上述目的，本实用新型的PCB的电感、变压器串、并联绕组结构，包括一片以上的PCB和一副以上的磁芯，PCB包括依次相连的金属导线层和绝缘基板，金属导线层包括一组以上的导电金属导线，在PCB绕组接线端两面分别设有两个串联接线焊盘，需要做串联连接时，通过此焊盘，可以方便的连接到第二片绕组。在串联接线的两侧，设有绕组的两输出焊盘，在中间设有绕组连接焊盘，也是预留的中心抽头；

作为本实用新型的进一步改进，在对称的一侧，设有四个相应的连接焊盘，做变压器时，原、副边都为PCB绕组，可以方便的连接到下一层，而不需要其它的连接物料；

作为本实用新型的进一步改进，副边绕组用铜板时，特别适合低压大电流；

如下：

一种基于PCB的电感或变压器装置，包括至少两个双面螺旋PCB板，所述双面螺旋PCB板的A面包括第一铜层，所述双面螺旋PCB板的另一面B面包括第二铜层；

在第一铜层的上，包括第一螺旋铜箔，第一螺旋铜箔螺旋线***部位第二引出焊盘P_2A，在第一螺旋铜箔螺旋线中心部位，包括连接通孔H_4AB，所述连接通孔与第一铜层与第二铜层的螺旋铜箔电连接；

在第二铜层包括第二螺旋铜箔，第二螺旋铜箔螺旋线***部位包括第二引出焊盘P_2B；

A面螺旋形的第一螺旋铜箔与B面螺旋形的第二螺旋铜箔形成PCB制作的电感绕组，第二引出焊盘P_2B或P_2A可以与其它双面螺旋PCB板的第二焊盘P_2B或P_2A串接，串联时双面螺旋PCB板重叠放置，串接的第二焊盘P_2B或第二焊盘P_2A正好相对对应放置，铜箔之间为绝缘材料；

双面螺旋PCB板的中心，包括一空心开口，所述空心开口用于放置磁芯。

为了方便引出连线，同时联通A面与B面，在PCB板的A面上，所述连接通孔H_4AB上有连接焊盘P_4A；

在PCB板的B面上，所述连接通孔H_4AB上有连接焊盘P_4B；

所述连接焊盘P_4B可以作为中间抽头。

作为变压器的时候，所述双面螺旋PCB板分为至少两组，所述分组中包括至少一个初级线圈组与次级线圈组，所述的螺旋形铜层形成圈组绕组；

每组至少一块双面螺旋PCB板，每一组的双面螺旋PCB板通过引出焊盘P_2B或P_2A相互串联或者通过焊盘1和焊盘3并联。

在作为变压器的时候，次级线圈如果要求线圈数量小，可以并联连接，并联连接可以增大电流的承受能力。

分组中的次级线圈组中的多块双面螺旋PCB板为并联连接，次级线圈组中的中间抽头连接焊盘P_4A或P_4B也并联，进一步的减少线圈的圈数。

在做变压器用途时，如果次级或者初级要求的线圈圈数少，可以采用将两个U型的铜箔串联或者并联，形成线圈，因此可以用两块U型PCB板，将U型PCB板上的U型铜箔串联或者并联；

两块以上的U型PCB板，U型PCB板包括一空心开口，空心开口用于放置磁芯，U型PCB板包括正面与反面，至少一面放置铜箔；

铜箔为U型铜箔，U型铜箔由中心开口处到外缘有中缝，将U型铜箔分割为U型开口端一与U型开口端二，U型开口端一位于边缘位置，U型开口端二位于中心位置；

U型开口端一上包括连接螺钉孔一；U型开口端二上包括连接螺钉孔二；

两块U型PCB板为一组，两块U型PCB板其中一块的正面与另一块的正面正对放置，所述两块U型PCB板的U型开口端二正好重叠，通过所述连接螺钉孔二电连接，两块U型PCB板的U型铜箔形成电感绕组。

为了便于引出铜箔，特别是被夹在中间层的铜箔的电连接，在上述双面螺旋PCB板的第一铜层，包括第一铜层第一引出焊盘P_1A，在焊盘P_1A内部，包括连接通孔H_1AB，引出焊盘P_1A与所述第一螺旋铜箔没有电连接；在上述的第二铜层的第二螺旋铜箔，包括第一引出焊盘P_1B，焊盘P_1B与焊盘P_1A通过连接通孔H_1AB电连接，这样在A面也能够引出B面铜箔的电信号。

为了安装紧固多块双面螺旋PCB板，在上述的第一铜层，包括第一铜层紧固焊盘P_6A，在焊盘P_6A内部，包括连接通孔H_6AB，引出焊盘P_6A与所述第一螺旋铜箔没有电连接；

在上述的第二铜层的第二螺旋铜箔，包括紧固焊盘P_6B，焊盘P_6B与焊盘P_6A通过连接通孔H_6AB电连接，引出焊盘P_6B与所述第二螺旋铜箔没有电连接。

综上所述，本实用新型具有用材较少、体积小、电阻小、损耗低、成品率高、制造成本低的优点，其适用范围更广。

附图说明

图1A为优选实施例双面螺旋PCB板绕组原理图。

图1B为优选实施例双面螺旋PCB板绕组A面结构图。

图2为优选实施例双面螺旋PCB板绕组B面结构图。

图3为优选实施例双面螺旋PCB板电感绕组原理图。

图4为优选实施例双面螺旋PCB板电感绕组结构图。

图5A为优选实施例变压器原、副边都为双面螺旋PCB板绕组原理图。

图5B为优选实施例变压器原、副边都为双面螺旋PCB板绕组原理图。

图6为优选实施例变压器原、副边都为双面螺旋PCB板绕组结构图。

图7为优选实施例U型PCB板绕组原理图。

图8为优选实施例U型PCB板绕组结构图。

图9为优选实施例变压器原边双面螺旋PCB板绕组副边U型PCB绕组原理图。

图10为优选实施例变压器原边双面螺旋PCB板绕组副边U型PCB绕组结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明(实例以双层3匝绕组为例，其它类似)，本实用新型不需要连接之两面重叠处，均设置绝缘漆或者其它绝缘材料，本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。

如图1A所示，该基于PCB的电感或变压器装置组结构，2A和2B为绕组两端头，4A和4B连接在一起，接在中心抽头上。

实物结构如图2与图3所示，该基于PCB的电感或变压器装置组结构，包括依次相连的金属导线层和绝缘基板，金属导线层包括一组三匝的导电金属导线，其特征在于：在PCB绕组接线端两面中间对称位置分别设有两个串联接线焊盘P_2A对应原理图1A中的2A和焊盘P_2B对应原理图1A中的2B，焊盘P_2A和焊盘P_2B中间有绝缘，不直接相连接，在上下的中心，这样在做串联连接时，其中一片焊盘P_2A和另外一片的焊盘P_2B完全重合，通过焊接，很方便连接到其它片绕组。在串联接线的上下两侧，设有绕组的两输出焊盘P_1A和焊盘P_3A，焊盘P_1A、P_1B、H_31B和焊盘P_2B直接连通，焊盘P_3A、P_3B、H_3AB和焊盘P_2A直接连通，在中间设有绕组连接焊盘P_4A，也是预留的中心抽头。在对称的一侧，设有四个相应的连接焊盘分别为焊盘P_5A、焊盘P_6A、焊盘P_7A和焊盘P_8A，做电感时，可以做固定和定位孔，做变压器绕组，原、副边都为PCB绕组时，可以方便的连接到下一层，而不需要其它的连接物料；

如图1B与图2，为一双面螺旋PCB板的A面与B面，A面包括第一铜层101，所述双面螺旋PCB板的另一面B面包括第二铜层111；

在第一铜层的上，包括第一螺旋铜箔102，第一螺旋铜箔螺旋线***部位第二引出焊盘P_2A，在第一螺旋铜箔螺旋线中心部位，包括连接通孔H_4AB，所述连接通孔与第一铜层与第二铜层的螺旋铜箔电连接；

在第二铜层包括第二螺旋铜箔112，第二螺旋铜箔螺旋线***部位包括第二引出焊盘P_2B；

A面螺旋形的第一螺旋铜箔与B面螺旋形的第二螺旋铜箔形成PCB制作的电感绕组，第二引出焊盘P_2B或P_2A可以与其它双面螺旋PCB板的第二焊盘P_2B或P_2A串接，串联时双面螺旋PCB板重叠放置，串接的第二焊盘P_2B或第二焊盘P_2A正好相对对应放置；

双面螺旋PCB板的中心，包括一空心开口，如图磁芯中柱开孔，所述空心开口用于放置磁芯。

为了方便引出连线，同时联通A面与B面，在PCB板的A面上，所述连接通孔H_4AB上有连接焊盘P_4A；

在PCB板的B面上，所述连接通孔H_4AB上有连接焊盘P_4B；

所述连接焊盘P_4B可以作为中间抽头。

为了便于引出铜箔，特别是被夹在中间层的铜箔的电连接，在上述双面螺旋PCB板的第一铜层，包括第一铜层第一引出焊盘P_1A，在焊盘P_1A内部，包括连接通孔H_1AB，引出焊盘P_1A与所述第一螺旋铜箔没有电连接；在上述的第二铜层的第二螺旋铜箔，包括第一引出焊盘P_1B，焊盘P_1B与焊盘P_1A通过连接通孔H_1AB电连接，这样在A面也能够引出B面铜箔的电信号。

为了安装紧固多块双面螺旋PCB板，在上述的第一铜层，包括第一铜层紧固焊盘P_6A，在焊盘P_6A内部，包括连接通孔H_6AB，引出焊盘P_6A与所述第一螺旋铜箔没有电连接；

在上述的第二铜层的第二螺旋铜箔，包括紧固焊盘P_6B，焊盘P_6B与焊盘P_6A通过连接通孔H_6AB电连接，引出焊盘P_6B与所述第二螺旋铜箔没有电连接。

如图3所示为优选实施例双面螺旋PCB板电感绕组应用原理图。三片绕组，通过串联组成18匝的电感。实物结构如图4所示，做电感器绕组时，电感1绕组A面的焊盘3(2A)，做电感输入的一端，电感1绕组B面焊盘2B焊接在电感2绕组焊盘2A上，电感2绕组焊盘2B焊接在电感绕组3A上，电感3绕组B面焊盘1(2B)，做电感输出的另一端。

作为变压器的时候，所述双面螺旋PCB板分为至少两组，所述分组中包括至少一个初级线圈组与次级线圈组，所述的螺旋形铜层形成圈组绕组；

每组至少一块双面螺旋PCB板，每一组的双面螺旋PCB板通过引出焊盘P_2B或P_2A相互串联或者P_2B或P_2A所连接的引出焊盘1和焊盘3并联并引出,分别如图5A与图5B所示。

如图5A所示，该基于PCB的电感或变压器装置组结构，变压器原、副边都为PCB绕组的变压器；如图5A，变压器原边匝数串联，副边匝数串联，变压器原边构成18匝，变压器副边构成12匝，组成3：2的一个变压器；

如图5B，变压器原边构成18匝，变压器副边两组并联，构成3+3绕组，则组成6：1+1的全波输出变压器模式；

实物结构如图6所示，构成如图5A所示的模式，变压器原边1绕组A面的焊盘3，做变压器原边输入的一端，变压器原边1绕组B面焊盘2B通过变压器副边1绕组焊盘7焊接变压器原边2绕组焊盘2A，变压器原边2绕组焊盘2B通过变压器副边2绕组焊盘7焊接变压器原边3绕组焊盘2A，变压器原边3绕组焊盘1做变压器原边输入的另一端，变压器原边1绕组焊盘6连通变压器副边1绕组3焊盘，做变压器输出的一端，变压器副边1绕组焊盘2B通过变压器原边2绕组焊盘7焊接变压器副边2绕组焊盘2A，变压器副边2绕组焊盘1通过变压器原边3绕组焊盘8，做变压器输出的另一端；

在作为变压器的时候，次级线圈如果要求线圈数量小，可以并联连接，并联连接可以增大电流的承受能力。

分组中的次级线圈组中的多块双面螺旋PCB板为并联连接，次级线圈组中的中间抽头连接焊盘P_4A或P_4B也并联，进一步的减少线圈的圈数。

如图6所示，构成如图5B所示的模式，变压器原边连接同如图5B方式，变压器副边连接，变压器原边1绕组焊盘6，变压器副边1绕组焊盘3，变压器原边2绕组焊盘6，变压器副边2绕组焊盘3，变压器原边1绕组焊盘6，全部焊接在一起，做变压器副边输出的一端，变压器原边1绕组焊盘5，变压器副边1绕组焊盘4，变压器原边2绕组焊盘5，变压器副边2绕组焊盘4，变压器原边3绕组焊盘5，焊接在一起，做变压器副边输出的中心抽头，变压器原边1绕组焊盘8，变压器副边1绕组焊盘1，变压器原边2绕组焊盘8，变压器副边2绕组焊盘1，变压器原边3绕组焊盘8，全部焊接在一起，做变压器副边输出的另一端。

在做变压器用途时，如果次级或者初级要求的线圈圈数少，可以采用将两个U型的铜箔串联，形成线圈，因此可以用两块U型PCB板，将U型PCB板上的U型铜箔串联；

如图7所示，该基于PCB的电感或变压器装置组结构，变压器副边为一匝铜板原理；

两块以上的U型PCB板，U型PCB板包括一空心开口，空心开口用于放置磁芯，U型PCB板包括正面与反面，至少一面放置铜箔；

实物结构如图8所示，铜板绕组中间设有磁芯开孔，铜板绕组右侧中间有一斜着的切断，铜板绕组右侧上边为输出端1，设有两个压接螺孔，右侧中间为铜板绕组中心抽头。

实物结构如图8所示，铜板绕组中间设有磁芯开孔，铜箔为U型铜箔，U型铜箔由中心开口处到外缘有中缝，右侧中间有一斜着的切断，将U型铜箔分割为U型开口端一即图中输出端1与U型开口端二即图中输出抽头端2，U型开口端一位于边缘位置，U型开口端二位于中心位置；

U型开口端一上包括连紧定螺钉孔一；U型开口端二上包括连接螺钉孔二；

两块U型PCB板为一组，两块U型PCB板其中一块的正面与另一块的正面正对放置，所述两块U型PCB板的U型开口端二正好重叠，通过所述连接螺钉孔二电连接，两块U型PCB板的U型铜箔形成电感绕组。

如图9所示，该基于PCB的电感或变压器装置组结构，变压器原边组成串联结构，变压器副边包括两块U型PCB板,组成带中心抽头的1匝结构，变压器变比为18：1+1，实物结构如图10所示，变压器原边1绕组A面的焊盘3，做变压器原边输入的一端，变压器原边1绕组B面焊盘2B通过焊锡或金属填料焊接变压器原边2绕组焊盘2A(输出铜板绕组比原边小，则可以直接填充焊接)，变压器原边2绕组焊盘2B通过焊锡或金属填料焊接变压器原边3绕组焊盘2A，变压器原边3绕组焊盘1做变压器原边输入的另一端，变压器副边3绕组1端(伸出变压器原边4、5、6绕组之外)做变压器副边绕组一端，变压器副边3绕组2端压接变压器副边4绕组2端，做变压器中心抽头，变压器副边4绕组2端做变压器副边绕组另一端(多片副边绕组结构，多个叠加即可)。

以上实施方式仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此,凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于，包括至少两个双面螺旋PCB板，所述双面螺旋PCB板的A面包括第一铜层(101)，所述双面螺旋PCB板的另一面B面包括第二铜层(111)；

在所述的第一铜层的上，包括第一螺旋铜箔(102)，第一螺旋铜箔螺旋线***部位第二引出焊盘(P_2A)，在第一螺旋铜箔螺旋线中心部位，包括连接通孔(H_4AB)，所述连接通孔与第一铜层与第二铜层的螺旋铜箔电连接；

在所述的第二铜层包括第二螺旋铜箔，第二螺旋铜箔螺旋线***部位包括第二引出焊盘(P_2B)；

所述的A面螺旋形的第一螺旋铜箔与B面螺旋形的第二螺旋铜箔形成PCB制作的电感绕组，所述的第二引出焊盘(P_2B)或(P_2A)可以与其它双面螺旋PCB板的第二焊盘(P_2B)或(P_2A)串接，串联时双面螺旋PCB板重叠放置，铜箔之间为绝缘材料，串接的第二焊盘(P_2B)或第二焊盘(P_2A)正好相对对应放置；

所述双面螺旋PCB板的中心，包括一空心开口，所述空心开口用于放置磁芯。

2.如权利要求1所述基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于：

在PCB板的A面上，所述连接通孔(H_4AB)上有连接焊盘(P_4A)；

在PCB板的B面上，所述连接通孔(H_4AB)上有连接焊盘(P_4B)；

所述连接焊盘(P_4B)可以作为中间抽头。

3.如权利要求1或权利要强求2所述基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于：

所述双面螺旋PCB板分为至少两组，所述分组中包括至少一个初级线圈组与次级线圈组，所述的螺旋形铜层形成圈组绕组；

每组至少一块双面螺旋PCB板，每一组的双面螺旋PCB板通过引出焊盘(P_2B)或(P_2A)相互串联或者并联。

4.如权利要求3所述基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于：

所述分组中的次级线圈组中的多块双面螺旋PCB板为并联连接，所述次级线圈组中的中间抽头连接焊盘(P_4A)或(P_4B)也并联。

5.如权利要求1或权利要强求2所述基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于：

还包括两块以上的U型PCB板，所述U型PCB板包括一空心开口，所述空心开口用于放置磁芯，U型PCB板包括正面与反面，至少一面放置铜箔；

所述铜箔为U型铜箔，U型铜箔由中心开口处到外缘有中缝，将U型铜箔分割为U型开口端一与U型开口端二，U型开口端一位于边缘位置，U型开口端二位于中心位置；

U型开口端一上包括连接螺钉孔一；

U型开口端二上包括连接螺钉孔二；

两块U型PCB板为一组，所述两块U型PCB板其中一块的正面与另一块的正面正对放置,U型铜箔之间为绝缘材料，所述两块U型PCB板的U型开口端二正好重叠，通过所述连接螺钉孔二电连接，所述的两块U型PCB板的U型铜箔形成电感绕组。

6.如权利要求1或权利要求2所述基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于：

在所述的第一铜层，包括第一铜层第一引出焊盘(P_1A)，在焊盘(P_1A)内部，包括连接通孔(H_1AB)，引出焊盘(P_1A)与所述第一螺旋铜箔没有电连接；

在所述的第二铜层的第二螺旋铜箔，包括第一引出焊盘(P_1B)，焊盘(P_1B)与焊盘(P_1A)通过连接通孔(H_1AB)电连接。

7.如权利要求1或权利要强求2所述基于PCB的电感或变压器装置，其特征在于：

在所述的第一铜层，包括第一铜层紧固焊盘(P_6A)，在焊盘(P_6A)内部，包括连接通孔(H_6AB)，引出焊盘(P_6A)与所述第一螺旋铜箔没有电连接；

在所述的第二铜层的第二螺旋铜箔，包括紧固焊盘(P_6B)，焊盘(P_6B)与焊盘(P_6A)通过连接通孔(H_6AB)电连接，引出焊盘(P_6B)与所述第二螺旋铜箔没有电连接。