專(zhuān)利名稱：變壓器的無(wú)接縫繞組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)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(kāi)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(shí)通過(guò)折疊和焊接多個(gè)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(diǎn)，是作為焊點(diǎn)而為人們所知的。
具有焊點(diǎn)的繞組表現(xiàn)出若干缺點(diǎn)。例如，流過(guò)焊點(diǎn)的電流一般會(huì)遇到比繞組中沒(méi)有焊點(diǎn)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(diǎn)增加了這些繞組的制造過(guò)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(jì)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(kāi)的一個(gè)方面，變壓器包括至少兩個(gè)繞組。每個(gè)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(kāi)的另一方面，矩陣變壓器包括初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。繞組中的至少一個(gè)用單個(gè)導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
根據(jù)本公開(kāi)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(jí)繞組以及次級(jí)繞組。次級(jí)繞組用導(dǎo)電材料環(huán)配置而成并且沒(méi)有焊點(diǎn)。初級(jí)和次級(jí)繞組共同形成平面矩陣變壓器的一部分。
根據(jù)本公開(kāi)的又一方面，平面矩陣變壓器包括具有初級(jí)和次級(jí)繞組的第一變壓器，以及具有初級(jí)和次級(jí)繞組的第二變壓器。每個(gè)初級(jí)繞組形成于印刷電路板上，每個(gè)次級(jí)繞組具有兩匝并且用單個(gè)導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
根據(jù)本公開(kāi)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(gè)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(jiàn)。應(yīng)該理解，此描述和具體實(shí)例僅用于說(shuō)明的目的，而并非旨在限制本公開(kāi)的范圍。


無(wú)論如何，本文中描述的附圖僅出于說(shuō)明的目的，而并非旨在限制本公開(kāi)的范圍。
圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)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(guò)圖2D的繞組的電流流動(dòng)的圖例；圖4是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)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(gè)導(dǎo)電材料環(huán)的透視圖；圖6B是用N-1個(gè)導(dǎo)電材料環(huán)配置而成的N個(gè)繞組的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明性實(shí)施例進(jìn)行描述。為清楚起見(jiàn)，在本說(shuō)明書(shū)中并沒(méi)有描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)方案的所有特征。應(yīng)該理解的是，在任何實(shí)際實(shí)施例的發(fā)展中，必須做出許多實(shí)施方案所特定的決定以實(shí)現(xiàn)諸如性能目標(biāo)的具體目標(biāo)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(jìn)行的努力盡管可能是復(fù)雜和耗時(shí)的，但是，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，它們是在受益于本公開(kāi)的情況下采取的例行程序。
根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，變壓器包括至少兩個(gè)繞組。每個(gè)繞組具有至少一匝，并且繞組用無(wú)接縫導(dǎo)電材料環(huán)配置而成。
現(xiàn)在將參考圖1對(duì)總體以附圖標(biāo)記100表示的包含上面剛剛描述的實(shí)施例的繞組的示例性導(dǎo)電材料環(huán)進(jìn)行描述。環(huán)100由單片導(dǎo)電材料形成。另外，在一個(gè)方面中，環(huán)100可以包括突出部102和104。
環(huán)100沒(méi)有焊點(diǎn)并且可被配置成初級(jí)或次級(jí)變壓器繞組。以下將更詳細(xì)地對(duì)將環(huán)配置成繞組進(jìn)行描述。由于環(huán)100沒(méi)有焊點(diǎn)，因此與具有焊點(diǎn)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(gè)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(biāo)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(kāi)的范圍的情況下，可以采用其它的折疊步驟。
在一個(gè)實(shí)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(gè)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(kāi)的范圍的情況下，繞組208可以包括多于兩個(gè)繞組。此外，在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，每個(gè)繞組210和212可以包括多于或者少于兩匝。
在一個(gè)實(shí)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(dòng)。圖3以圖的形式示出了電流流過(guò)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(kāi)不限于該形狀。例如，在不脫離本公開(kāi)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(gè)繞組的電觸點(diǎn)。例如，環(huán)100可被配置成次級(jí)繞組，然后通過(guò)突出部102和104電耦合到初級(jí)繞組。在其它實(shí)施例中，環(huán)100可以包括多于或少于兩個(gè)突出部，或者可以根本不包括突出部。
圖4是根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)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(jí)繞組402。一種優(yōu)選的初級(jí)繞組402可以按照標(biāo)題為“Low Noise PlanarTransformer”的共同未決的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10/837,398號(hào)所教導(dǎo)的方法來(lái)形成，在此引用該申請(qǐng)的全部公開(kāi)內(nèi)容作為參考。變壓器400還包括次級(jí)繞組404以及鐵心406和408。次級(jí)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(shí)施例中，次級(jí)繞組404采用以上參考圖1-3所述的環(huán)。初級(jí)和次級(jí)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(biāo)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(gè)變壓器502和504分別包括初級(jí)繞組506和508。因此，變壓器500包括兩個(gè)初級(jí)繞組。然而在其它實(shí)施例中，在不脫離本公開(kāi)的范圍的情況下，變壓器500可以包括多于兩個(gè)初級(jí)繞組。
初級(jí)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(jí)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(jí)繞組506和508對(duì)應(yīng)于圖4的初級(jí)繞組402。
每個(gè)變壓器502和504還包括分別耦合到初級(jí)繞組506和508的次級(jí)繞組510和512。次級(jí)繞組510包括并聯(lián)的繞組510a和510b，并且次級(jí)繞組512包括并聯(lián)的繞組512a和512b。次級(jí)繞組510和512對(duì)應(yīng)于圖4的次級(jí)繞組402。
圖6A示出了根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施例的N-1個(gè)導(dǎo)電材料環(huán)。N為大于1的整數(shù)，并且N-1個(gè)環(huán)的每個(gè)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(gè)繞組的N-1個(gè)導(dǎo)電材料環(huán)。
返回來(lái)參考圖4，盡管初級(jí)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(shí)施例可以用于矩陣變壓器或者具有單個(gè)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(shí)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(gè)繞組；并且其中，每個(gè)所述繞組具有至少一匝，所述繞組用無(wú)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(jí)繞組和次級(jí)繞組，所述次級(jí)繞組被耦合到所述初級(jí)繞組。
3.如權(quán)利要求2所述的變壓器，其中，所述次級(jí)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(gè)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(jí)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(jí)繞組包括多個(gè)初級(jí)繞組。
7.如權(quán)利要求6所述的變壓器，其中，所述多個(gè)初級(jí)繞組包括兩個(gè)初級(jí)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(gè)無(wú)接縫導(dǎo)電材料環(huán)配置而成的N個(gè)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(jí)繞組；次級(jí)繞組；并且所述繞組中的至少一個(gè)用單個(gè)無(wú)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(jí)繞組用單個(gè)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(jí)繞組包括多個(gè)繞組。
13.如權(quán)利要求12所述的矩陣變壓器，其中，所述多個(gè)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(gè)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(jí)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(jí)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(wú)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(gè)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(gè)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(gè)繞組。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，每個(gè)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(jí)繞組具有并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種變壓器，其包括至少兩個(gè)繞組。每個(gè)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(hào)H01F41/04GK101055788SQ20071008838
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:雅達(dá)電子國(guó)際有限公司