大功率开关电源平面磁性元件制作方法

摘要

本发明公开了一种大功率开关电源平面磁性元件的制作方法。本发明是通过将起头端铜片、绕组铜片、末头端铜片顺序对齐叠加、焊接，组成绕组单元；起头端铜片、绕组铜片、中芯抽头端铜片、绕组铜片、末头端铜片顺序对齐叠加、焊接，组成绕组单元。在每匝绕组单元间垫有绝缘垫片，每个垫有绝缘垫片的绕组单元之间及绕组单元与磁芯之间垫有绝缘垫片，从而实现了大功率开关电源平面磁性元件的制作。由于铜片较PCB铜箔厚，特别适合打电流场合。铜片层间绝缘层比较薄，提高了窗口利用率。另外，铜片制作简单、成本低廉，铜片之间只需一条焊缝连接，并且焊缝处在绕组体内，保持了外观一致。

说明书

技术领域

本发明涉及一种大电流、高功率平面磁性元件的制作方法，尤其涉及到一种叠片式绕组大功率开关电源平面磁性元件制作方法。

背景技术

平面磁性元件技术是开关电源小型化的关键技术。当前已知的平面磁性元件绕组大多采用PCB工艺腐蚀印制，这种绕组的铜箔厚度最大70μm，因此单层载流量有限，对于大电流磁性元件，绕组需要多层结构PCB工艺制作，因此，工艺复杂，成本高昂。同时，为了支撑铜箔，PCB基板必须具有一定厚度，使得窗口利用率较低，一般在30％。另外，绕组往往采用引出端上下错位连接的办法实现串、并联，焊点外露绕组体外，工艺复杂。另一种制作绕组方法是在铜带上按照特定形状剪切绕组，然后反复折叠，形成连续绕组，无需焊接。但是，这种方法的不足是绕组形状设计困难，结构复杂，铜带浪费较大。

发明内容

1、本发明所要解决的技术问题：

提供一种工艺简单、成本较低、窗口利用率更高的叠片绕组大功率开关电源平面磁性元件制作方法。

2、技术方案：

本发明是通过将起头端铜片1、绕组铜片3、末头端铜片2顺序对齐叠加、焊接，组成绕组单元7；起头端铜片1、绕组铜片3、中芯抽头端铜片4、绕组铜片3、末头端铜片2顺序对齐叠加、焊接，组成绕组单元8。在每匝绕组单元间垫有绝缘垫片5，每个垫有绝缘垫片5的绕组单元之间及绕组单元与磁芯之间垫有绝缘垫片6，从而实现了大功率开关电源平面磁性元件的制作。

3、有益效果：

由于铜片较PCB铜箔厚，特别适合打电流场合。铜片层间绝缘层比较薄，提高了窗口利用率。另外，铜片制作简单、成本低廉，铜片之间只需一条焊缝连接，并且焊缝处在绕组体内，保持了外观一致。

附图说明

下面参照附图描述本发明的实施方案

图1-a为起头端铜片；

图1-b为末头端铜片；

图1-c为绕组铜片；

图1-d为中心抽头端铜片；

图2-a为匝间绝缘垫片；

图2-b为绕组单元之间绝缘垫片；

图3-a为绕组单元；

图3-b为绕组单元；

图4-a为磁芯主视图；

图4-b为磁芯侧视图；

图4-c为磁芯俯视图；

图5-a为大功率开关电源平面磁性元件的主视图。

图5-b为大功率开关电源平面磁性元件的左视图。

图5-c为大功率开关电源平面磁性元件的俯视图。

具体实施方式

大功率磁性元件通常选用EE型铁氧体磁芯。这里以EE型磁芯为例，附图说明组成绕组的不同形状铜片元件、绝缘垫片、磁芯以及平面磁性元件。

图1-a至图1-d，1-起头端铜片，2-末头端铜片，3-绕组铜片，4-中芯抽头端铜片；11、21、31、43-起头，13、22、33-末头，12、32、42-剪切口，41-中芯抽头。

图2-a、图2-b，5-绝缘垫片，6-绝缘垫片，51-起头，52-剪切口，53-末头。

图3-a、图3-b，7-绕组单元，8-绕组单元；71、81-起头，72、82-末头，83-中芯抽头。

图4，111-中柱，112-窗口，113-端面。

图5-a至图5-c，142-磁芯，143-绕组，101、102-原边引出头，103、104、105-副边引出头。

1、绕组单元制作说明：

根据需要，将铜片单元按照起头端铜片1、绕组铜片3、末头端铜片2顺序或者起头端铜片1、绕组铜片3、中芯抽头端铜片4、绕组铜片3、末头端铜片2顺序(具有中芯抽头绕组)对齐叠加(根据匝数要求确定绕组铜片数量)。在铜片单元剪切口12、32、42处上下交错对齐焊接(例如，将起头端铜片的末头13与绕组铜片的起头31焊接，再将绕组铜片的末头33与末头端铜片的起头21焊接)，形成自起头端铜片起头11至末头端铜片末头22的螺旋形原边绕组单元7。用同样方式可制成副边绕组单元8。为了绝缘，在上下层铜片之间插入匝间绝缘垫片5，上下层绝缘垫片的起头51与末头52对齐吻合、粘牢，即可制成具有绝缘层的绕组单元7、8。

2、装配说明：

具有绝缘层的绕组单元7、8制成后，分别从磁芯窗口112嵌入中柱111，具有绝缘层的绕组单元之间以及与磁芯142的接触面之间根据绝缘要求，垫入若干层绝缘垫片6。绕组单元7，8嵌入磁芯后，把上下磁芯端面113对齐吻合、粘结，再根据电流、电压要求把多个绕组单元7进行串、并联，绕组单元8同样根据电流、电压要求进行并联。

例如，制作大功率、大电流开关电源平面磁性元件。要求原边8匝，副边2匝，有中芯抽头。

根据要求，原边绕组可以按照起头端铜片1、绕组铜片3、末头端铜片2顺序叠加、焊接，制作4组4匝的绕组单元7。其中每2组起头71、末头72并联，以满足电流要求，再把并联后的2组绕组串联，组成8匝原边绕组，以满足电压要求。

副边绕组有中芯抽头，按照起头端铜片1、绕组铜片3、中芯抽头端铜片4、绕组铜片3、末头端铜片2顺序叠加、焊接，制作4组绕组单元8，由于副边电流很大，把起头81、末头82、中芯抽头83并联，组成4组并联的、具有中芯抽头的4匝副边绕组。

图5-a至图5-d，制成后的大功率开关电源平面磁性元件。