電源裝置、磁性元件及其繞組單元的制作方法
【專利摘要】本公開提供了一種電源裝置、磁性元件及繞組單元。該繞組單元包括平行設(shè)置的多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈；其中，至少一層繞組中至少一所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一所述線圈的寬度不同。本公開可以有效的減少繞組單元的寄生電容，進(jìn)而提升電源裝置的效率。
【專利說明】
電源裝置、磁性元件及其繞組單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開涉及磁性元件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種繞組單元，應(yīng)用該繞組單元的磁性 元件以及應(yīng)用該磁性元件的電源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁性元件是應(yīng)用于各式電子產(chǎn)品的重要元件。隨著電子產(chǎn)品朝著小尺寸、大電流 與多功能性的方向發(fā)展，電源裝置也朝著小型化及高功率密度的方向發(fā)展。隨著電源裝置 對功率密度以及小型化的追求，工作頻率更高、體積更小的磁性元件應(yīng)用越來越廣泛。
[0003] 對于高頻電源裝置而言，開關(guān)元件Sw的導(dǎo)通時刻損耗為電源裝置損耗的一個重 要部分，其導(dǎo)通時刻損耗?_1。11=1/2$(：￡^14^:^，其中（^為開關(guān)元件^兩端的等效電 容，其為影響導(dǎo)通時刻損耗Ptumin的一個重要因素，的大小和電源裝置中與開關(guān)元件相連 的元器件有關(guān)，如磁性元件。因此減小磁性元件的繞組單元的寄生電容，以減小(；q，進(jìn)而減 小導(dǎo)通時刻損耗提升電源效率成為業(yè)界需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本公開的目的在于提供一種繞組單元，應(yīng)用該繞組單元的磁性元件以及應(yīng)用該磁 性元件的電源裝置，用于減少繞組單元的寄生電容。
[0005] 本公開的其他特性和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過本公開 的實踐而習(xí)得。
[0006] 根據(jù)本公開的第一方面，提供一種繞組單元，包括：
[0007] 平行設(shè)置的多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈；
[0008] 其中，至少一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一匝所述 線圈的寬度不同。
[0009] 在本公開一種示例實施方式中，所述多層繞組包括：
[0010] 一第一層繞組，包括至少一匝線圈；
[0011] -第二層繞組，包括至少一匝線圈，且所述第一層繞組與所述第二層繞組相對設(shè) 置；
[0012] 其中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與所述第二層繞組中至少一匝 所述線圈的寬度不同。
[0013] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的投影至少 部分位于所述第二層繞組中所述線圈之外。
[0014] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的投影完全 位于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈之內(nèi)，且所述第一層繞組中至少一匝所述線圈 的寬度小于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈的寬度。
[0015] 在本公開一種示例實施方式中，所述線圈包括依次連接的Ν匝所述線圈；
[0016] 所述第一層繞組包括第1匝至第Ν/2匝所述線圈，第1匝所述線圈用于連接至一 母線電容；
[0017] 所述第二層繞組包括第N/2+1匝至第N匝所述線圈，第N匝所述線圈用于連接至 一開關(guān)元件。
[0018] 在本公開一種示例實施方式中，所述線圈包括依次連接的N匝線圈；
[0019] 第1匝所述線圈用于連接至一母線電容，且包含于一第三層繞組；
[0020] 第2匝所述線圈包含于一第四層繞組；
[0021] 第3匝至第N/2+1匝所述線圈包含于所述第一層繞組；
[0022] 第N/2+2匝至第N匝所述線圈包含于所述第二層繞組，所述第N匝線圈用于連接 至一開關(guān)元件。
[0023] 在本公開一種示例實施方式中，相鄰各層繞組中，相對的線圈之間的相對壓差按 一預(yù)設(shè)規(guī)則分布。
[0024] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組及第二層繞組位于所述第三層繞 組及第四層繞組之間，且所述第一層繞組與所述第三層繞組相鄰，所述第二層繞組與所述 第四層繞組相鄰。
[0025] 在本公開一種示例實施方式中，所述多層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向繞組層 間壓差最小的線圈所在方向。
[0026] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向所述 第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向。
[0027] 在本公開一種示例實施方式中，所述第二層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向所述 第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。
[0028] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向所述 第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向，所述第二層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向 所述第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。
[0029] 在本公開一種示例實施方式中，所述第第3至N匝線圈的繞線方式為C型繞法。
[0030] 根據(jù)本公開的第二方面，提供一種磁性元件，包括：
[0031] 至少一繞組單元，包括：
[0032] 平行設(shè)置的多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈；
[0033] 其中，至少一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一匝所述 線圈的寬度不同。
[0034] 在本公開一種示例實施方式中，所述多層繞組包括：
[0035] 一第一層繞組，包括至少一匝線圈；
[0036] 一第二層繞組，包括至少一匝線圈，且所述第一層繞組與所述第二層繞組相對設(shè) 置；
[0037] 其中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與所述第二層繞組中至少一匝 所述線圈的寬度不同。
[0038] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的投影至少 部分位于所述第二層繞組中所述線圈之外。
[0039] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的投影完全 位于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈之內(nèi)，且所述第一層繞組中至少一匝所述線圈 的寬度小于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈的寬度。
[0040] 在本公開一種示例實施方式中，所述線圈包括依次連接的N匝所述線圈；
[0041] 所述第一層繞組包括第1匝至第N/2匝所述線圈，第1匝所述線圈用于連接至一 母線電容；
[0042] 所述第二層繞組包括第N/2+1匝至第N匝所述線圈，第N匝所述線圈用于連接至 一開關(guān)元件。
[0043] 在本公開一種示例實施方式中，所述線圈包括依次連接的N匝線圈；
[0044] 第1匝所述線圈用于連接至一母線電容，且包含于一第三層繞組；
[0045] 第2匝所述線圈包含于一第四層繞組；
[0046] 第3匝至第N/2+1匝線圈包含于所述第一層繞組；
[0047] 第N/2+2匝至第N匝線圈包含于所述第二層繞組，所述第N匝線圈用于連接至一 開關(guān)元件。
[0048] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組及第二層繞組位于所述第三層繞 組及第四層繞組之間，且所述第一層繞組與所述第三層繞組相鄰，所述第二層繞組與所述 第四層繞組相鄰。
[0049] 在本公開一種示例實施方式中，所述多層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向繞組層 間壓差最小的線圈所在方向。
[0050] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向所述 第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向。
[0051] 在本公開一種示例實施方式中，所述第二層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向所述 第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。
[0052] 在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向所述 第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向，所述第二層繞組中所述線圈的布設(shè)位置偏向 所述第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。
[0053] 在本公開一種示例實施方式中，所述磁性元件還包括：
[0054] 至少一副邊繞組，位于所述磁性元件的副邊側(cè)；
[0055] 其中所述至少一繞組單元位于所述磁性元件的原邊側(cè)。
[0056] 在本公開一種示例實施方式中，所述磁性元件還包括：
[0057] 至少一副邊繞組，位于所述磁性元件的副邊側(cè)；
[0058] 其中所述至少一繞組單元位于所述磁性元件的原邊側(cè)，所述第三層繞組及第四層 繞組分別用作所述繞組單元與副邊繞組之間的屏蔽層。
[0059] 在本公開一種示例實施方式中，所述磁性元件為一電感。
[0060] 在本公開一種示例實施方式中，所述第第3至N匝線圈的繞線方式為C型繞法。
[0061] 根據(jù)本公開的第三方面，提供一種電源裝置，包括上述的任意一種繞組單元。
[0062] 在本公開的一種示例實施方式中，一方面通過減少繞組單元各層繞組之間的相對 面積，更進(jìn)一步通過對各層繞組中線圈的布設(shè)進(jìn)行了優(yōu)化，減小各層繞組層之間的壓差；從 而最終可以有效的減少繞組單元的寄生電容，進(jìn)而提升電源裝置的效率。
【附圖說明】
[0063] 通過參照附圖詳細(xì)描述其示例實施方式，本公開的上述和其它特征及優(yōu)點(diǎn)將變得 更加明顯。
[0064] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一種磁性元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0065] 圖2為本公開示例實施方式中一種繞組單元的示意圖；
[0066] 圖3為本公開示例實施方式中又一種繞組單元的示意圖；
[0067] 圖4為本公開示例實施方式中又一種繞組單元的示意圖；
[0068] 圖5為現(xiàn)有技術(shù)中又一種磁性元件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0069] 圖6為本公開示例實施方式中又一種繞組單元的示意圖；
[0070] 圖7為本公開示例實施方式中又一種繞組單元的示意圖；
[0071] 圖8為本公開示例實施方式中又一種繞組單元的示意圖；
[0072] 圖9為一種典型的反激式變換器的電路示意圖；
[0073] 圖10為一種典型的升壓變換器的電路示意圖。
[0074] 附圖標(biāo)記說明：
[0075] 1 繞組單元
[0076] 111 第一層繞組
[0077] 112 第二層繞組
[0078] 113 第三層繞組
[0079] 114 第四層繞組
[0080] 121、122 屏蔽層
[0081] 131、132 副邊繞組
[0082] Lp 繞組單元
[0083] Ls 副邊繞組
[0084] Lk 漏感
[0085] Sw 開關(guān)元件
[0086] Db 二極管
[0087] Ds 肖特基二極管
[0088] Cw 寄生電容
[0089] Cbus 母線電容
[0090] Coss 開關(guān)元件等效輸出電容
[0091] Cout 輸出電容
[0092] Cs 肖特基二極管等效電容
[0093] Ceq 等效電容
[0094] Req、Resr、Rlcad 電阻
【具體實施方式】
[0095] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實施方式。然而，示例實施方式能夠以多種形 式實施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本公開將 全面和完整，并將示例實施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，為了清 晰，夸大了區(qū)域和層的厚度。在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它 們的詳細(xì)描述。
[0096] 此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施 例中。在下面的描述中，提供許多具體細(xì)節(jié)從而給出對本公開的實施例的充分理解。然而， 本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以實踐本公開的技術(shù)方案而沒有所述特定細(xì)節(jié)中的一個或更 多，或者可以采用其它的結(jié)構(gòu)、方法、組元、材料等。在其它情況下，不詳細(xì)示出或描述公知 結(jié)構(gòu)、材料或者操作以避免模糊本公開的各方面。
[0097] 參考圖1中所示，在現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用的磁性元件的繞組單元1的兩層繞組中，各匝線 圈的寬度基本相同，而且兩層繞組中各匝線圈完全正對。這種常規(guī)的布線，由于繞組間的相 對面積較大，造成繞組單元的寄生電容偏大，在高頻工作的開關(guān)元件上會產(chǎn)生較大的導(dǎo)通 時刻損耗，降低電源效率。
[0098] 因此，本示例實施方式中首先提供了一種繞組單元。該繞組單元包括平行設(shè)置的 多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈；其中，至少一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與 其相鄰層繞組中至少一匝所述線圈的寬度不同，從而可以通過減小繞組間的相對面積來降 低寄生電容。例如：
[0099] 如圖2中所示，所述繞組單元1包括一相對設(shè)置的第一層繞組111以及一第二層 繞組112。所述第一層繞組111以及第二層繞組112均包括至少一匝線圈，例如，在本示例 實施方式中，所述線圈可以包括依次連接的N匝（圖中以10匝為例）所述線圈，所述線圈 分別布設(shè)在所述第一層繞組111以及第二層繞組112。當(dāng)然，在本公開的其他示例實施方式 中，所述繞組單元也可以包括更多層繞組，并不以本示例實施方式中為限。
[0100] 在本示例實施方式中，所述第二層繞組112中至少一所述線圈的寬度與所述第一 層繞組111中所述線圈的寬度不同，例如使得所述第二層繞組112中至少一匝線圈的投影 至少部分位于所述第一層繞組111中所述線圈之外，即使得所述第一層繞組111中線圈和 第二層繞組112中線圈不是完全正對重疊，或所述第二層繞組112中至少一匝線圈的投影 完全位于所述第一層繞組111中與之相對的線圈之內(nèi)，且所述第二層繞組112中所述至少 一匝線圈的寬度小于所述第一層繞組111中與之相對的所述線圈的寬度，從而減少所述第 一層繞組111與第二層繞組112之間的相對面積，進(jìn)而減少了第一層繞組111和第二層繞 組112之間的寄生電容。下面對其進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0101] 例如，如圖2中所示，所述第一層繞組111可以包括第1匝至第5匝所述線圈，所述 第二層繞組112可以包括第6匝至第10匝所述線圈。第1匝所述線圈可用于連接至一母 線電容（可參考圖9或10中所示的C bus)，第10匝所述線圈可用于連接至一開關(guān)元件（可 參考圖9或10中所示的Sw)。所述第一層繞組111中，各匝線圈的寬度一致；所述第二層 繞組112中，各線圈的寬度均小于所述第一層繞組111中各匝線圈的寬度，且如第6匝線圈 的投影完全位于與之相對的第5匝線圈之內(nèi)，第8匝線圈的投影部分位于第3匝線圈之外。 對比圖1可知，圖2中通過調(diào)整第二層繞組112中各匝線圈的寬度，使得第一層繞組111和 第二層繞組112之間的相對面積降低，進(jìn)而減少了第一層繞組111和第二層繞組112之間 的寄生電容。
[0102] 進(jìn)一步的，在第二層繞組112中，各匝線圈的寬度可以都不相同、不完全相同或都 相同。只要所述第二層繞組112中至少一匝所述線圈的寬度與所述第一層繞組111中所述 線圈的寬度不同，從而使得第一層繞組111和第二層繞組112之間的相對面積降低，進(jìn)而減 少了第一層繞組111和第二層繞組112之間的寄生電容即可。
[0103] 又例如，如圖3中所示，所述第一層繞組111可以包括第1匝至第5匝所述線圈， 所述第二層繞組112可以包括第6匝至第10匝所述線圈。第1匝所述線圈可用于連接至 一母線電容（可參考圖9或10中所示的C bus)，第10匝所述線圈可用于連接至一開關(guān)元件 (可參考圖9或10中所示的Sw)。所述第二層繞組112中，各匝線圈的寬度一致；所述第 一層繞組111中各線圈的寬度均小于所述第二層繞組112中各匝線圈的寬度。對比圖1可 知，圖3中通過調(diào)整第一層繞組111中各匝線圈的寬度，使得第一層繞組111和第二層繞組 112之間的相對面積降低，進(jìn)而減少了第一層繞組111和第二層繞組112之間的寄生電容。
[0104] 進(jìn)一步的，在第一層繞組111中，各匝線圈的寬度可以都不相同、不完全相同或都 相同。
[0105] 再例如，如圖4中所示，所述第一層繞組111可以包括第1匝至第5匝所述線圈， 所述第二層繞組112可以包括第6匝至第10匝所述線圈。第1匝所述線圈可用于連接至 一母線電容（可參考圖9或10中所示的C bus)，第10匝所述線圈可用于連接至一開關(guān)元件 (可參考圖9或10中所示的Sw)。所述第一層繞組111中，部分線圈的寬度小于所述第二 層繞組112中線圈的寬度，部分線圈的寬度大于所述第二層繞組112中線圈的寬度；相應(yīng) 的，所述第二層繞組112中，部分線圈的寬度小于所述第一層繞組111中線圈的寬度，部分 線圈的寬度大于所述第一層繞組111中線圈的寬度。對比圖1可知，圖4中通過分別調(diào)整 第一層繞組111和第二層繞組112中各匝線圈的寬度，使得第一層繞組111和第二層繞組 112之間的相對面積降低，進(jìn)而減少了第一層繞組111和第二層繞組112之間的寄生電容。
[0106] 需要注意的是，在本發(fā)明一實施例中，可以根據(jù)實際工程的需要選擇需要減小寬 度的線圈寬度的個數(shù)，如也可以為其中一層繞組中的一個線圈的寬度小于其相鄰層線圈的 寬度，即可達(dá)到減小寄生電容的目的。另外，根據(jù)各匝線圈的電壓分布，可以首先考慮減小 分布電壓較高的線圈的寬度，如在圖2中，第二層繞組112中各匝線圈的寬度從第6匝至第 10匝依次減小。在圖3中，第一層繞組111中各匝線圈的寬度從第1匝至第5匝依次減小。 在圖4中，第一層繞組111中各匝線圈的寬度從第1匝至第5匝依次減小，第二層繞組112 中各匝線圈的寬度從第6匝至第10匝依次減小。從而進(jìn)一步減少第一層繞組111和第二 層繞組112之間的寄生電容。在調(diào)整各匝線圈寬度的同時，還需要考量其對線圈寬度阻抗 的影響以及相鄰線圈之間的安規(guī)距離，避免顧此失彼。此外，所述第一層繞組111以及第二 層繞組112也可以包括其他匝數(shù)的所述線圈，并不以上述實施例為限。
[0107] 本示例實施方式中還提供了一種包含上述繞組單元1的磁性元件，如圖2和4中 所示為包含至少一上述繞組單元1的變壓器，其中至少一上述繞組單元1位于該磁性元件 的原邊側(cè)，作為該變壓器的原邊繞組；該變壓器還包含至少一副邊繞組131、132,位于該磁 性元件的副邊側(cè)。在本公開的一種示例實施方式中，所述變壓器還可以包括一屏蔽層121、 122,分別位于所述繞組單元與副邊繞組131、132之間。如圖4中所示為包含至少一上述繞 組單元1的電感。該繞組單元均包括平行設(shè)置的多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈； 其中，至少一層繞組中至少一所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一所述線圈的寬度不 同。舉例而言，該繞組單元可以包括：一第一層繞組111，包括至少一匝線圈；一第二層繞 組112,包括至少一匝線圈，且所述第一層繞組111與所述第二層繞組112相對設(shè)置；其中， 所述第一層繞組111中至少一所述線圈的寬度與所述第二層繞組112中所述線圈的寬度不 同，使得在本公開的一種示例實施方式中，所述第一層繞組111中至少一所述線圈的投影 至少部分位于所述第二層繞組112中線圈之外，或第一層繞組111中至少一所述線圈的投 影完全位于所述第二層繞組112中與之相對的線圈之內(nèi)。在本發(fā)明一實施例中，上述變壓 器為平面變壓器，例如上述變壓器的繞組單元可印制在一 PCB板中。在本發(fā)明一實施例中， 上述電感的繞組單元可印制在一 PCB板中。
[0108] 在本公開的一種示例實施方式中，所述繞組單元包括依次連接的N匝所述線圈； 所述第一層繞組111包括第1匝至第N/2匝所述線圈，第1匝所述線圈可用于連接至一母 線電容；所述第二層繞組112包括第N/2+1匝至第N匝所述線圈，第N匝所述線圈可用于連 接至一開關(guān)元件。或者，所述第一層繞組111包括第N/2+1匝至第N匝所述線圈，第N匝所 述線圈用于連接至一開關(guān)元件；所述第二層繞組112包括第1匝至第N/2匝所述線圈，第1 匝所述線圈可用于連接至一母線電容。
[0109] 關(guān)于上述的磁性元件，其【具體實施方式】已經(jīng)在有關(guān)繞組單元的示例實施方式中進(jìn) 行了詳細(xì)描述，此處將不做詳細(xì)闡述說明。
[0110] 對于多層繞組來說，繞組層與繞組層之間相對的線圈之間的壓差越大，則各層繞 組間總的寄生電容就越大。因此減小各層繞組之間相對的線圈之間的相對壓差也能夠有效 地減小各層繞組間總的寄生電容。因此，如圖2中，在減小第二層繞組112中線圈的寬度 的同時可考慮將其向分布電壓低的線圈所在的位置移動，即向第6匝的線圈所在的位置移 動，因第6匝線圈所在位置的線圈和第一層繞組111線圈之間的壓差較小，因此向第6匝的 線圈所在的位置移動可減小各層繞組之間相對的線圈之間的相對壓差也能夠有效地減小 各層繞組間總的寄生電容。如圖4中，將第一層繞組111中的線圈向分布電壓高的線圈所 在的位置移動，即向第5匝的線圈所在的位置移動，將第二層繞組112中的線圈向分布電壓 低的線圈所在的位置移動，即向第6匝的線圈所在的位置移動。同時，如圖3中，也可以考 慮將第一層繞組111中的線圈向第5匝的線圈所在的位置移動。如此可減小各層繞組之間 相對的線圈之間的相對壓差，進(jìn)而進(jìn)一步減小繞組單元間的寄生電容。另，在一示例實施方 式中，繞組層與繞組層之間相對的線圈之間的相對壓差優(yōu)選按一預(yù)設(shè)規(guī)則分布，從而使各 層繞組間的寄生電容較小。下面對其進(jìn)行進(jìn)一步的說明。
[0111] 參考圖5中所示，所述繞組單元包括第1匝至第N匝線圈（圖示中為N為12)線 圈。其中，第1匝線圈可用于連接至一母線電容（可參考圖9或10中所示的C bus)，第12匝 所述線圈可用于連接至一開關(guān)元件（可參考圖9或10中所示的Sw)。因母線電容的電壓可 以認(rèn)為是穩(wěn)定的，因此在實際工程中，也可以把繞組單元中連接母線電容的第1匝、第2匝 線圈作為屏蔽層，即圖示中的第三層繞組113以及第四層繞組114。鄰近原邊側(cè)開關(guān)元件的 線圈的分布電壓均較高，以圖中的第12匝線圈為例，其直接連接原邊側(cè)開關(guān)元件，分布電 壓最高，從第12匝到第1匝，線圈上的分布電壓依次減弱。圖5中所示為現(xiàn)有技術(shù)中各層 繞組的布設(shè)方式，第3匝至第7匝線圈布設(shè)在第一層繞組111，第8至第12匝線圈布設(shè)在第 二層繞組112,第一層繞組111與第四層繞組114相鄰，第二層繞組112與第三層繞組113 相鄰。因第二層繞組112的分布電壓最高，第三層繞組113的分布電壓最低，因此第二層繞 組112與第三層繞組113之間的壓差較大，因此繞組間的分布電容較大。
[0112] 如圖6所示，在本示例實施方式中，可以將第一層繞組111和第二層繞組112位置 相對于圖5對調(diào)，即第一層繞組111與第三層繞組113相鄰，第二層繞組112與第四層繞組 114相鄰。這種布設(shè)方式減小了各層繞組間的相對壓差，因此可以減小繞組單元的寄生電 容。
[0113] 在一較佳示例實施方式中，可以在上述示例實施方式減小繞組間的相對面積的基 礎(chǔ)上，同時如圖6中所示優(yōu)化線圈的布設(shè)，即如圖7中所示，在優(yōu)化線圈的布設(shè)的同時減小 繞組間的相對面積。另在一實施例中，如圖7中所示，第12匝線圈的分布電壓最高，與它對 應(yīng)的是第2匝線圈和第3匝線圈，它們之間的相對壓差也很高，如果減小第12匝線圈的寬 度，則能夠有效的減小繞組單元的寄生電容。在對線圈阻抗影響不大的情況下，可以調(diào)整每 個線圈的寬度，減小繞組單元的寄生電容。
[0114] 此外，在保證線圈間的安規(guī)距離的同時，所述第二層繞組112中各線圈的布設(shè)位 置可以偏向所述第二層繞組112中分布電壓較低的線圈所在方向調(diào)整?；蛩龅谝粚永@組 111中各線圈的布設(shè)位置可以偏向所述第一層繞組111中分布電壓較高的線圈所在方向調(diào) 整。即各層繞組的線圈向可以減小繞組層間壓差的方向調(diào)整。例如，如圖8所示，在減小繞 組單元1的繞組層間相對面積的同時，又可以減小各層繞組間的相對壓差，從而更能有效 的減小繞組單元的寄生電容。經(jīng)過試驗驗證，圖8中繞組單元的寄生電容比圖5中繞組單 元的寄生電容能夠減小3倍以上。
[0115] 當(dāng)然，在上述示例實施方式中，所述第3匝至第N匝線圈的繞線方式為C型繞法， 在其他示例實施方式中，其還可以為Z型繞法、累進(jìn)式繞法、分段式繞法等等，但最終可以 減小繞組單元的寄生電容。
[0116] 進(jìn)一步的，本示例實施方式中還提供了包含上述繞組單元1的一種變壓器，如圖6 至圖8中所示，其包括至少一繞組單元1，位于該磁性元件的原邊側(cè)，作為變壓器的原邊繞 組；以及至少一副邊繞組，位于該磁性元件的副邊側(cè)。該繞組單元包括平行設(shè)置的多層繞 組，例如包括第一至第四層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈；其中，至少一層繞組中至少 一匝所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一匝所述線圈的寬度不同。例如，所述線圈包 括依次連接的N匝線圈；第1匝所述線圈可用于連接至一母線電容，且包含于第三層繞組 113 ;第2匝所述線圈包含于第四層繞組114 ;所述第一層繞組111包括第3匝至第N/2+1 匝線圈；所述第二層繞組112包括第N/2+2匝至第N匝線圈，所述第N匝線圈可用于連接 至一開關(guān)元件，所述第三層繞組113及第四層繞組114分別用作所述繞組單元與副邊繞組 13U132之間的屏蔽層。相鄰各層繞組中，相對的線圈之間的相對壓差按一預(yù)設(shè)規(guī)則分布。 例如，在本公開一種示例實施方式中，所述第一層繞組111及第二層繞組112位于所述第三 層繞組113及第四層繞組114之間，且所述第一層繞組111與所述第三層繞組113相鄰，所 述第二層繞組112與所述第四層繞組114相鄰。又例如，在本公開又一種示例實施方式中， 所述第二層繞組中各線圈的布設(shè)位置偏向所述第二層繞組中分布電壓較低的線圈所在方 向等等。
[0117] 在本發(fā)明一實施方式中，上述繞組單元1還可應(yīng)用于一電感繞組中，即在減小繞 組層間相對面積的同時，又減小各層繞組間的相對壓差，從而更能有效的減小繞組單元的 寄生電容。
[0118] 關(guān)于上述的磁性元件，其【具體實施方式】已經(jīng)在有關(guān)繞組單元的示例實施方式中進(jìn) 行了詳細(xì)描述，此處將不做詳細(xì)闡述說明。
[0119] 本示例實施方式中還提供一種電源裝置，該電源裝置包括上述的任意一種繞組單 元或者磁性元件。例如，該電源裝置可以為如圖9中所示的反激式變換器，或其它的隔離變 換器，該電源裝置中的變壓器由于應(yīng)用的繞組單元的寄生電容得到了有效的減少，因此該 電源裝置的效率可以得到進(jìn)一步的提升。另例如，該電源裝置可以為如圖10中所示的升壓 變換器，或其它變換器，該電源裝置中的電感由于應(yīng)用的繞組單元的寄生電容得到了有效 的減少，因此該電源裝置的效率可以得到進(jìn)一步的提升。
[0120] 綜上所述，本公開示例實施方式中，一方面通過減少繞組單元各層繞組之間的相 對面積，更進(jìn)一步的對各層繞組中線圈的布設(shè)進(jìn)行了優(yōu)化，減小各層繞組層之間的壓差；因 此，本公開示例實施方式中可以有效的減少繞組單元的寄生電容，進(jìn)而提升電源裝置的效 率。
[0121] 本公開已由上述相關(guān)實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本公開的范例。 必需指出的是，已揭露的實施例并未限制本公開的范圍。相反地，在不脫離本公開的精神和 范圍內(nèi)所作的更動與潤飾，均屬本公開的專利保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種繞組單元，其特征在于，包括： 平行設(shè)置的多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈； 其中，至少一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一匝所述線圈 的寬度不同。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的繞組單元，其特征在于，所述多層繞組包括： 一第一層繞組，包括至少一匝線圈； 一第二層繞組，包括至少一匝線圈，且所述第一層繞組與所述第二層繞組相對設(shè)置； 其中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與所述第二層繞組中至少一匝所述 線圈的寬度不同。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組單元，其特征在于，所述第一層繞組中至少一匝所述線 圈的投影至少部分位于所述第二層繞組中所述線圈之外。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組單元，其特征在于，所述第一層繞組中至少一匝所述線 圈的投影完全位于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈之內(nèi)，且所述第一層繞組中至少 一匝所述線圈的寬度小于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈的寬度。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組單元，其特征在于，所述線圈包括依次連接的N匝所述線 圈； 所述第一層繞組包括第1匝至第N/2匝所述線圈，第1匝所述線圈用于連接至一母線 電容； 所述第二層繞組包括第N/2+1匝至第N匝所述線圈，第N匝所述線圈用于連接至一開 關(guān)元件。6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的繞組單元，其特征在于，所述線圈包括依次連接的N匝線圈； 第1匝所述線圈用于連接至一母線電容，且包含于一第三層繞組； 第2匝所述線圈包含于一第四層繞組； 第3匝至第N/2+1匝所述線圈包含于所述第一層繞組； 第N/2+2匝至第N匝所述線圈包含于所述第二層繞組，所述第N匝線圈用于連接至一 開關(guān)元件。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的繞組單元，其特征在于，相鄰各層繞組中相對的線圈之間的 相對壓差按一預(yù)設(shè)規(guī)則分布。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的繞組單元，其特征在于，所述第一層繞組及第二層繞組位于 所述第三層繞組及第四層繞組之間，且所述第一層繞組與所述第三層繞組相鄰，所述第二 層繞組與所述第四層繞組相鄰。9. 根據(jù)權(quán)利要求2-8任意一項所述的繞組單元，其特征在于，所述多層繞組中所述線 圈的布設(shè)位置偏向繞組層間壓差最小的線圈所在方向。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的繞組單元，其特征在于，所述第一層繞組中所述線圈的布設(shè) 位置偏向所述第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的繞組單元，其特征在于，所述第二層繞組中所述線圈的布設(shè) 位置偏向所述第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的繞組單元，其特征在于，所述第一層繞組中所述線圈的布設(shè) 位置偏向所述第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向，所述第二層繞組中所述線圈的 布設(shè)位置偏向所述第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的繞組單元，其特征在于，所述第3匝至N匝線圈的繞線方式 為C型繞法。14. 一種磁性元件，其特征在于，包括： 至少一繞組單元，包括： 平行設(shè)置的多層繞組，每層繞組包括至少一匝線圈； 其中，至少一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與其相鄰層繞組中至少一匝所述線圈 的寬度不同。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁性元件，其特征在于，所述多層繞組包括： 一第一層繞組，包括至少一匝線圈； 一第二層繞組，包括至少一匝線圈，且所述第一層繞組與所述第二層繞組相對設(shè)置； 其中，所述第一層繞組中至少一匝所述線圈的寬度與所述第二層繞組中至少一匝所述 線圈的寬度不同。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述第一層繞組中至少一匝所述 線圈的投影至少部分位于所述第二層繞組中所述線圈之外。17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述第一層繞組中至少一匝所述 線圈的投影完全位于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈之內(nèi)，且所述第一層繞組中至 少一匝所述線圈的寬度小于所述第二層繞組中與之相對的所述線圈的寬度。18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述線圈包括依次連接的N匝所述 線圈； 所述第一層繞組包括第1匝至第N/2匝所述線圈，第1匝所述線圈用于連接至一母線 電容； 所述第二層繞組包括第N/2+1匝至第N匝所述線圈，第N匝所述線圈用于連接至一開 關(guān)元件。19. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述線圈包括依次連接的N匝線 圈； 第1匝所述線圈用于連接至一母線電容，且包含于一第三層繞組； 第2匝所述線圈包含于一第四層繞組； 第3匝至第N/2+1匝線圈包含于所述第一層繞組； 第N/2+2匝至第N匝線圈包含于所述第二層繞組，所述第N匝線圈用于連接至一開關(guān) 元件。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的磁性元件，其特征在于，所述第一層繞組及第二層繞組位 于所述第三層繞組及第四層繞組之間，且所述第一層繞組與所述第三層繞組相鄰，所述第 二層繞組與所述第四層繞組相鄰。21. 根據(jù)權(quán)利要求15-19任意一項所述的磁性元件，其特征在于，所述多層繞組中所述 線圈的布設(shè)位置偏向繞組層間壓差最小的線圈所在方向。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁性元件，其特征在于，所述第一層繞組中所述線圈的布 設(shè)位置偏向所述第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁性元件，其特征在于，所述第二層繞組中所述線圈的布 設(shè)位置偏向所述第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁性元件，其特征在于，所述第一層繞組中所述線圈的布 設(shè)位置偏向所述第一層繞組中分布電壓最高的線圈所在方向，所述第二層繞組中所述線圈 的布設(shè)位置偏向所述第二層繞組中分布電壓最低的線圈所在方向。25. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁性元件，其特征在于，還包括： 至少一副邊繞組，位于所述磁性元件的副邊側(cè)； 其中所述至少一繞組單元位于所述磁性元件的原邊側(cè)。26. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的磁性元件，其特征在于，還包括： 至少一副邊繞組，位于所述磁性元件的副邊側(cè)； 其中所述至少一繞組單元位于所述磁性元件的原邊側(cè)，所述第三層繞組及第四層繞組 分別用作所述繞組單元與副邊繞組之間的屏蔽層。27. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁性元件，其特征在于，所述磁性元件為一電感。28. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的磁性元件，其特征在于，所述第3匝至N匝線圈的繞線方式 為C型繞法。29. -種電源裝置，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1-13任意一項所述的繞組單元。
【文檔編號】H02M3/315GK105896985SQ201510038259
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月26日
【發(fā)明人】程瑋, 傅琦, 焦德智
【申請人】臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司