ПЛОСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР

Полезная модель относится к радиотехнике, в частности к плоским трансформаторам и дросселям на основе многослойных печатных плат (МПП).
Известен плоский трансформатор, обмотки которого выполнены в виде многослойной печатной платы, содержащей изолирующие слои, токопроводящие детали, пакет диэлектрических подложек с отверстиями и односторонней металлизацией, выполненной в виде рисунка проводников и контактных площадок. Металлизированные слои соединены между собой по входным и выходным контактным площадкам методом пайки оловянным припоем. Ферромагнитный сердечник вставляется в отверстия платы так, чтобы магнитный поток был перпендикулярен плоскости платы (патент на изобретение №2149526, Н05К 3/46 2000 г.).
Недостатком такого трансформатора является его низкая надежность и большая трудоемкость изготовления, обусловленная сложностью сборки, связанной с необходимостью осуществлять соединение слоев между собой путем пайки оловянным припоем, и производить межслойную герметизацию трансформатора путем вакуумной пропитки герметиком с целью защиты медных проводников от коррозии и пробоев.
Наиболее близким техническим решением является плоский трансформатор, обмотки которого представляют собой многослойную печатную плату, выполненную в виде пакета изолированных друг от друга диэлектрических слоев с отверстиями и металлизацией в виде рисунка проводников и контактных площадок. Проводники в слоях выполнены в виде витков и соединены между собой через металлизированные отверстия и образуют обмотки трансформатора. Соединение печатных плат в пакет осуществляется с помощью прокладок из полуотвердевшей смолы. Ферромагнитный сердечник вставляется в отверстия, предусмотренные в печатной плате (патент РФ на полезную модель №16318, МКИ Н05К 3/46, 2000 г.).
Недостатком конструкции данного плоского трансформатора являются большие массогабаритные параметры, т.к. масса и основные габаритные размеры изделия в основном определяются массой и размерами сердечника.
Задачей полезной модели является требование - уменьшение массогабаритных параметров.
Поставленная задача решается тем, что в плоском трансформаторе, состоящем из ферромагнитного сердечника и обмоток, выполненных в виде многослойной печатной платы, представляющей собой пакет изолированных друг от друга диэлектрических слоев с металлизированными отверстиями и металлизацией в виде рисунка проводников и контактных площадок, ферромагнитный сердечник выполнен в виде набора плоских прямоугольных рамок, расположенных друг над другом и встроенных во внутренние слои многослойной печатной платы, а обмотки образованы отрезками печатных проводников, сформированных на внешних поверхностях платы и соединенных между собой с помощью металлизированных отверстий. При этом обмотки образуют замкнутый контур вокруг одной из сторон сердечника.
Конструкция сердечника и его расположение внутри многослойной печатной платы позволяют существенно снизить габаритные размеры и массу трансформатора.
Фиг. 1-3 иллюстрируют предлагаемую конструкцию.
На фиг. 1 показана плоская прямоугольная рамка из ферромагнитного материала, используемая в качестве составной части сердечника.
На фиг. 2 изображено сечение плоского трансформатора. Плоский трансформатор представляет собой многослойную печатную плату, состоящую из диэлектрических слоев 1, соединенных в пакет с помощью прокладок из полуотвердевшей смолы (препрега) 2. Во внутренних слоях платы размещены друг над другом прямоугольные рамки из ферромагнитного материала, образующие сердечник 3. На внешних слоях платы сформированы обмотки в виде отрезков печатных проводников 4, соединенных между собой сквозными металлизированными переходными отверстиями 5. Обмотки 4 образуют замкнутый контур вокруг одной из сторон сердечника 3.
На фиг. 3 изображен плоский трансформатор (вид сверху).
Пример конкретного выполнения.
В заготовках внутренних слоев из стеклотекстолита прорезаются сквозные отверстия под прямоугольные рамки сердечника. Одновременно из стеклотекстолита вырезаются прямоугольные вкладыши под размер окна в рамках сердечника. Собирают пакет из внешних слоев, выполненных из фольгированного медью стеклотекстолита, и внутренних слоев. При сборке внутренних слоев в каждой стеклотекстолитовой заготовке размещают ферромагнитную рамку сердечника, в отверстие которой в свою очередь помещают стеклотекстолитовый вкладыш. Между всеми слоями пакета размещают прокладки из полуотвердевшей смолы. Пакет подвергают горячему прессованию. В сформированном пакете методом сверления изготавливают переходные отверстия. Проводят их металлизацию. Методом фотолитографии на внешних сторонах платы формируют проводники и контактные площадки обмоток трансформатора. После чего наносят паяльную маску. Во внутренних слоях, при необходимости, возможно формирование дополнительных коммутационных цепей.
Таким образом, благодаря размещению ферромагнитного сердечника внутри печатной платы удается ограничить размеры трансформатора размерами печатной платы, что позволяет решить поставленную задачу по снижению массогабаритных параметров трансформатора.