專利名稱：柔性電路板實(shí)現(xiàn)的llc諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無源元件集成結(jié)構(gòu)，具體涉及柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，消費(fèi)類電子產(chǎn)品“輕、薄、小”的發(fā)展趨勢(shì)使得電力電子變換器追求越來越高的功率密度。為了實(shí)現(xiàn)高的功率密度，如何減小無源元件的體積是關(guān)鍵，因?yàn)樵陔娏﹄娮幼儞Q器中無源元件占到了總體積的大部分。高頻化是減小無源元件體積的一個(gè)重要方向。
另外一個(gè)方向就是無源元件集成。ZL02801543.6中提出了一種金屬箔繞制的矮型電感-電容功率處理器，實(shí)現(xiàn)了電感和電容的集成。
但電力電子變換器，尤其是應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的電力電子變換器，出于安全性的考慮，通常需要采用變壓器隔離。因此，如果能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器、電感和電容的集成，將是一種更廣范圍的無源元件集成，會(huì)更有意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，包括由第一磁芯和第二磁芯形成的閉合磁路，在閉合磁路的磁芯柱上自里向外依次同軸線套有筒狀雙面柔性電路板、筒狀磁性材料層和筒狀單面柔性電路板，筒狀雙面柔性電路板由第一絕緣層、第一銅箔、絕緣介質(zhì)層、第二銅箔和第二絕緣層依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，第一銅箔的首端和第二銅箔的末端分別焊接有與外電路連接的焊盤，筒狀單面柔性電路板由第三絕緣層、第三銅箔和第四絕緣層依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，第三銅箔的兩端分別焊有與外電路連接的焊盤。
本發(fā)明的無源元件集成結(jié)構(gòu)中，筒狀雙面柔性電路板的第一銅箔、絕緣介質(zhì)層和第二銅箔構(gòu)成LLC諧振變換器中諧振電容，第一銅箔、第二銅箔和第一、第二磁芯構(gòu)成LLC諧振變換器中并聯(lián)電感，第一銅箔和第二銅箔同時(shí)構(gòu)成變壓器原邊繞組，筒狀單面柔性電路板的第三銅箔構(gòu)成變壓器副邊繞組，由筒狀雙面柔性電路板、筒狀單面柔性電路板和第一、第二磁芯構(gòu)成的變壓器的漏感為L(zhǎng)LC諧振變換器中諧振電感，通過調(diào)節(jié)磁性材料層的厚度可以調(diào)節(jié)LLC諧振變換器中諧振電感的大小。
本發(fā)明的無源元件集成結(jié)構(gòu)利用柔性電路板實(shí)現(xiàn)了LLC諧振變換器中諧振電容、諧振電感、并聯(lián)電感和變壓器的集成。柔性電路板是印刷電路板的一種，特點(diǎn)是柔軟性能很好，可以彎折卷曲，因此可以方便的繞制在磁芯柱上。通過本發(fā)明的無源元件集成結(jié)構(gòu)有利于進(jìn)一步提高電力電子變換器功率密度。


圖1是本發(fā)明的一種具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是構(gòu)成雙面柔性電路板的板材的橫截面；圖3是筒狀雙面柔性電路板的俯視圖；圖4是構(gòu)成單面柔性電路板的板材的橫截面；圖5是筒狀單面柔性電路板的俯視圖；圖6是雙面柔性電路板兩面銅箔與外電路連接時(shí)的集中參數(shù)等效電路圖；圖7是LLC諧振變換器電路圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，包括由第一磁芯1和第二磁芯2形成的閉合磁路，圖示實(shí)例中，閉合磁路由均呈“E”形的第一磁芯1和第二磁芯2構(gòu)成，具有三磁芯柱，在閉合磁路的中間的磁芯柱上自里向外依次同軸線套有筒狀雙面柔性電路板3，筒狀磁性材料層5和筒狀單面柔性電路板4。閉合磁路或者也可以由均呈“U”形的第一磁芯1和第二磁芯2構(gòu)成，具有兩磁芯柱，筒狀雙面柔性電路板3，筒狀磁性材料層5和筒狀單面柔性電路板4同軸線套在其中的一個(gè)磁芯柱上。這里的磁性材料層5可以是鐵氧體聚合物。
筒狀雙面柔性電路板3由第一絕緣層6、第一銅箔7、絕緣介質(zhì)層8、第二銅箔9和第二絕緣層10依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，該板材的截面如圖2所示，筒狀雙面柔性電路板的俯視圖如圖3所示，其中，絕緣介質(zhì)層8可采用聚酰亞胺。在第一銅箔7的首端和第二銅箔9的末端分別焊接有與外電路連接的焊盤11和12。筒狀單面柔性電路板4由第三絕緣層13、第三銅箔14和第四絕緣層15依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，該板材的截面如圖4所示，筒狀單面柔性電路板的俯視圖如圖5所示，在第三銅箔14的兩端分別焊有與外電路連接的焊盤16、17。實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要筒狀雙面柔性電路板3可為一圈或?yàn)橥氖嚼@制一圈以上，筒狀單面柔性電路板4可為一圈或?yàn)橥氖嚼@制一圈以上。
根據(jù)需要也可采用多個(gè)原邊繞組和多個(gè)副邊繞組。
圖6是筒狀雙面柔性電路板利用焊接在第一銅箔首端的焊盤11和焊接在第二銅箔末端的焊盤12與外電路相連的集中參數(shù)等效電路圖，圖中24為L(zhǎng)LC諧振變換器中的諧振電容24，25為L(zhǎng)LC諧振變換器中并聯(lián)電感。
圖7是LLC諧振變換器電路圖。圖中功率器件S1及其體二極管D1和功率器件S2及其體二極管D2形成了半橋逆變電路，整流二極管D3、D4、D5、D6以及電容C1形成了全橋整流濾波電路。變換器原邊電路除了半橋外還可以用全橋等，副邊整流電路除了全橋整流外還可以用全波整流等。圖中大虛線框內(nèi)為圖1所示無源元件集成結(jié)構(gòu)的等效電路圖。筒狀雙面柔性電路板的第一銅箔、絕緣介質(zhì)層和第二銅箔構(gòu)成LLC諧振變換器中諧振電容24，第一銅箔、第二銅箔、第一磁芯和第二磁芯構(gòu)成LLC諧振變換器中并聯(lián)電感25，第一銅箔和第二銅箔同時(shí)構(gòu)成變壓器28的原邊繞組26，筒狀單面柔性電路板的第三銅箔構(gòu)成變壓器28的副邊繞組27，由筒狀雙面柔性電路板、筒狀單面柔性電路板、第一磁芯和第二磁芯構(gòu)成的變壓器28的漏感為L(zhǎng)LC諧振變換器中諧振電感29，通過調(diào)節(jié)磁性材料層的厚度可以調(diào)節(jié)LLC諧振變換器中諧振電感29的大小，圖中11、12分別為焊接在第一銅箔首端和第二銅箔末端的與外電路連接的焊盤，16、17分別為焊接在第三銅箔兩端的與外電路連接的焊盤。
權(quán)利要求
1.柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于包括由第一磁芯(1)和第二磁芯(2)形成的閉合磁路，在閉合磁路的磁芯柱上自里向外依次同軸線套有筒狀雙面柔性電路板(3)，筒狀磁性材料層(5)和筒狀單面柔性電路板(4)，筒狀雙面柔性電路板(3)由第一絕緣層(6)、第一銅箔(7)、絕緣介質(zhì)層(8)、第二銅箔(9)和第二絕緣層(10)依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，第一銅箔(7)的首端和第二銅箔(9)的末端分別焊接有與外電路連接的焊盤(11、12)，筒狀單面柔性電路板(4)由第三絕緣層(13)、第三銅箔(14)和第四絕緣層(15)依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，第三銅箔(14)的兩端分別焊接有與外電路連接的焊盤(16、17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于第一磁芯(1)和第二磁芯(2)均呈“E”形，構(gòu)成三磁芯柱的閉合磁路，筒狀雙面柔性電路板(3)，筒狀磁性材料層(5)和筒狀單面柔性電路板(4)套在中間的磁芯柱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于第一磁芯(1)和第二磁芯(2)均呈“U”形，構(gòu)成兩磁芯柱的閉合磁路，筒狀雙面柔性電路板(3)，筒狀磁性材料層(5)和筒狀單面柔性電路板(4)套在其中的一個(gè)磁芯柱上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于筒狀雙面柔性電路板(3)為一圈或?yàn)橥氖嚼@制一圈以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于筒狀單面柔性電路板(4)為一圈或?yàn)橥氖嚼@制一圈以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于絕緣介質(zhì)層(8)是聚酰亞胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)，其特征在于磁性材料層(5)是鐵氧體聚合物。
全文摘要
本發(fā)明公開的柔性電路板實(shí)現(xiàn)的LLC諧振變換器中無源元件集成結(jié)構(gòu)包括由第一磁芯和第二磁芯形成的閉合磁路，在閉合磁路的磁芯柱上自里向外依次同軸線套有筒狀雙面柔性電路板、筒狀磁性材料層和筒狀單面柔性電路板，筒狀雙面柔性電路板由第一絕緣層、第一銅箔、絕緣介質(zhì)層、第二銅箔和第二絕緣層依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成，筒狀單面柔性電路板由第三絕緣層、第三銅箔和第四絕緣層依次迭置形成的板材繞制構(gòu)成。本發(fā)明利用柔性電路板實(shí)現(xiàn)了LLC諧振變換器中諧振電容、諧振電感、并聯(lián)電感和變壓器的集成。通過本發(fā)明的無源元件集成結(jié)構(gòu)有利于進(jìn)一步提高電力電子變換器功率密度。
文檔編號(hào)H01F27/24GK101051549SQ200710067069
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者徐德鴻, 張艷軍, 陳怡 , 三野和明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 富士電機(jī)系統(tǒng)株式會(huì)社