一种集成电感变压器、控制电路及PCB板

技术领域

本发明涉及电感器技术领域，特别涉及一种集成电感变压器、控制电路及PCB板。

背景技术

变压器是利用串联谐振或并联谐振的原理，产生大电流和高电压的装置，一般用于大电容或大电感负载；利用负载和设备的并联谐振，可以用较小的激励电流取得较大的负载电流；利用负载和设备的串联谐振，可以用较低的激励电压在负载上取得高电压；而电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。

变压器和电感器是开关电源设计中必不可少的元件，现有的开关电源中，变压器和电感器是分开单独设置的，占用空间多，且两者分开设置会降低电路的工作效果。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种集成电感变压器，可提高空间利用率，并提高工作效果。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种集成电感变压器，包括壳体、隔离盖以及设置于壳体内的电感器、变压器和磁芯；所述隔离盖与所述壳体固定连接，所述变压器设置于所述隔离盖内，所述变压器与所述电感器相对；所述隔离盖的顶部开设有散热孔，所述壳体的底部设置有多个连接脚。

所述的集成电感变压器中，所述变压器包括绕线骨架，所述绕线骨架上缠绕有第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组。

所述的集成电感变压器中，所述第一绕组为采用漆包线绕制而成的第一绕组，所述第一绕组的外侧设置有两层绝缘层；所述第二绕组为采用漆包线绕制而成的第二绕组，所述第二绕组的外侧设置有两层绝缘层；所述第三绕组为采用漆包线绕制而成的第三绕组，所述第三绕组的外侧设置有三层绝缘层；所述第四绕组为采用绝缘线绕制而成的第四绕组，所述第四绕组的外侧设置有三层绝缘层。

所述的集成电感变压器中，所述壳体的一端设置有五个连接脚，所述壳体的另一端设置有四个连接脚。

本发明还相应地提供了一种集成电感变压器的控制电路，所述控制电路用于实现如上任一所述的集成电感变压器的工作控制；所述控制电路包括保护单元、整流单元、控制单元和输出单元；所述保护单元分别与外部输入电源、整流单元以及输出单元连接；所述整流单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述输出单元连接；所述整流单元用于对保护单元输出的电压进行整流；所述控制单元用于对控制电路的工作状态进行调控。

所述的集成电感变压器的控制电路中，所述保护单元包括第一插接口J1、热继电器FR1、压敏电阻Z1、第一抗干扰电容CX1以及安规电容CY1；所述第一插接口J1与外部输入电源连接，插接口J1的引脚1分别与压敏电阻Z1的另一端、第一抗干扰电容CX1的另一端以及整流单元连接，所述第一插接口J1的引脚2与热继电器FR1的一端连接；所述热继电器FR1的另一端分别与压敏电阻Z1的一端、第一抗干扰电容CX1的一端、安规电容CY1的一端以及整流单元连接，所述安规电容CY1的另一端与所述输出单元连接。

所述的集成电感变压器的控制电路中，所述整流单元包括整流桥堆BR1；所述整流桥堆BR1的引脚3与热继电器FR1的另一端连接，整流桥堆BR1的引脚1与第一插接口J1的引脚1连接，整流桥堆BR1的引脚2与所述控制单元连接，整流桥堆BR1的引脚4接地。

所述的集成电感变压器的控制电路中，所述控制单元包括第一控制芯片U1、第二控制芯片U2和变压器T1的第一绕组和第三绕组，所述输出单元包括变压器T1的第二绕组和第四绕组；所述整流单元分别与所述第一绕组的引脚5、所述第一控制芯片U1的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8以及第二控制芯片U2的引脚1连接，所述第一控制芯片U1的引脚1分别与所述第二控制芯片U2的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8连接，所述第一控制芯片U1的引脚1和引脚3与所述第二控制芯片U2的引脚2连接，所述第一控制芯片U1的引脚4与所述第一绕组的引脚6连接；所述第二控制芯片U2的引脚2还与所述第三绕组的引脚8连接，所述第三绕组的引脚9接地；所述第一绕组和第三绕组分别与所述第二绕组和第四绕组互感，所述第二绕组和所述第四绕组串联。

所述的集成电感变压器的控制电路中，所述控制单元还包括还包括第一电阻R1、第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1和第二电容C2；所述第一电感L1的一端以及第一电阻R1的一端分别与所述整流单元连接，所诉第一电感L1的另一端以及第一电阻R1的另一端分别与所述第一二极管D1的正极以及第三二极管D3的正极连接；所述第一二极管D1的负极分别与所述第二二极管D2的正极以及第一电容C1的一端连接，所述第三二极管D3的负极分别与第四二极管D4的正极以及第二电容C2的一端连接；所述第一电容C1的另一端以及第二电容C2的另一端分别与第一绕组的引脚5连接；所述第二二极管D2的负极以及第四二极管D4的负极分别与第一控制芯片U1的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8连接。

本发明还相应地提供了一种PCB板，所述PCB板上印刷有如上所述的集成电感变压器的控制电路。

有益效果：

本发明提供了一种集成电感变压器，将电感器和变压器固定于同一壳体内，可减少电感器和变压器所占用的布置空间，提高空间利用率；此外，变压器与电感器之间的距离缩小，可降低磁件损耗，改善电感器和变压器的动态性能，从而提高集成电感变压器的工作效果。

附图说明

图1为本发明提供的集成电感变压器的结构示意图；

图2为本发明提供的集成电感变压器的仰视图；

图3为本发明提供的变压器的剖视图；

图4为本发明提供的控制电路的结构框图；

图5为本发明提供的控制电路的电路结构图。

主要元件符号说明：1-壳体、2-隔离盖、21-散热孔、3-电感器、4-变压器、41-第一绕组、42-第二绕组、43-第三绕组、44-第四绕组、5-连接脚。

具体实施方式

本发明提供了一种集成电感变压器、控制电路及PCB板，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，不能理解为对本发明的限制；此外，术语“安装”、“连接”等应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图3，本发明提供了一种集成电感变压器，包括壳体1、隔离盖2以及设置于壳体1内的电感器3、变压器4和磁芯；所述隔离盖2与所述壳体1固定连接，所述变压器4设置于所述隔离盖2内，所述变压器4与所述电感器3相对；所述隔离盖2的顶部开设有散热孔21，所述壳体1的底部设置有多个连接脚5；所述隔离盖2用于确保集成电感变压器符合安全标准，所述散热孔21用于变压器4工作时的散热，确保变压器4正常工作；所述连接脚5用于实现集成电感变压器与外部机构的连接；在一个实施例中，所述外部机构可以是用于安装集成电感变压器的PCB板，所述隔离盖2与所述壳体1胶接。

本申请公开的集成电感变压器，将电感器3和变压器4固定于同一壳体1内，可减少电感器3和变压器4所占用的布置空间，提高空间利用率；此外，变压器4与电感器3之间的距离缩小，可降低磁件损耗，改善电感器3和变压器4的动态性能，从而提高集成电感变压器的工作效果。

进一步地，请参阅图3，所述变压器4包括绕线骨架，所述绕线骨架上缠绕有第一绕组41、第二绕组42、第三绕组43和第四绕组44，即四个绕组缠绕与同一绕线骨架上，便于接线。

进一步地，请参阅图3，所述第一绕组41为采用漆包线绕制而成的第一绕组41，所述第一绕组41的外侧设置有两层绝缘层；所述第二绕组42为采用漆包线绕制而成的第二绕组42，所述第二绕组42的外侧设置有两层绝缘层；所述第三绕组43为采用漆包线绕制而成的第三绕组43，所述第三绕组43的外侧设置有三层绝缘层；所述第四绕组44为采用绝缘线绕制而成的第四绕组44，所述第四绕组44的外侧设置有三层绝缘层；在一个实施例中，所述第一绕组41、第二绕组42、第三绕组43和第四绕组44通过迈拉胶带包裹以实现绝缘；分别在第一绕组41、第二绕组42、第三绕组43和第四绕组44外侧设置绝缘层，确保集成电感变压器工作时的安全度和可靠性。

进一步地，请参阅图2，所述壳体1的一端设置有五个连接脚，所述壳体1的另一端设置有四个连接脚，五个所述连接脚位于所述电感器3与所述壳体1相接的一端，四个所述连接脚位于所述隔离盖2与所述壳体1相接的一端；壳体1底部的两端的连接脚的个数不一致，可避免集成电感变压器在安装过程中出现反接的问题，实现集成电感变压器与外部机构的快速安装。

请参阅图4和图5，本发明还相应地提供了一种集成电感变压器的控制电路，所述控制电路用于实现如上任一所述的集成电感变压器的工作控制；所述控制电路包括保护单元、整流单元、控制单元和输出单元；所述保护单元分别与外部输入电源、整流单元以及输出单元连接；所述整流单元与所述控制单元连接，所述控制单元与所述输出单元连接；所述保护单元用于对后级电路进行保护；所述整流单元用于对保护单元输出的电压进行整流；所述控制单元用于对控制电路的工作状态进行调控；本申请公开的控制电路，可实现高PF并降低工作时的电流纹波，确保集成电感变压器的正常有效工作。

进一步地，请参阅图4和图5，所述保护单元包括第一插接口J1、热继电器FR1、压敏电阻Z1、第一抗干扰电容CX1以及安规电容CY1；所述第一插接口J1与外部输入电源连接，插接口J1的引脚1分别与压敏电阻Z1的另一端、第一抗干扰电容CX1的另一端以及整流单元连接，所述第一插接口J1的引脚2与热继电器FR1的一端连接；所述热继电器FR1的另一端分别与压敏电阻Z1的一端、第一抗干扰电容CX1的一端、安规电容CY1的一端以及整流单元连接，所述安规电容CY1的另一端与所述输出单元连接，具体的，所述安规电容CY1的另一端与第二绕组的引脚3连接；所述保护单元用于防浪涌并用于确保后级电路工作时的安全性。

进一步地，请参阅图4和图5，所述整流单元包括整流桥堆BR1；所述整流桥堆BR1的引脚3与热继电器FR1的另一端连接，整流桥堆BR1的引脚1与第一插接口J1的引脚1连接，整流桥堆BR1的引脚2与所述控制单元连接，整流桥堆BR1的引脚4接地。

进一步地，请参阅图4和图5，所述控制单元包括第一控制芯片U1、第二控制芯片U2和变压器T1的第一绕组和第三绕组，所述输出单元包括变压器T1的第二绕组和第四绕组；所述整流单元分别与所述第一绕组的引脚5、所述第一控制芯片U1的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8以及第二控制芯片U2的引脚1连接，所述第一控制芯片U1的引脚1分别与所述第二控制芯片U2的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8连接，所述第一控制芯片U1的引脚1和引脚3与所述第二控制芯片U2的引脚2连接，所述第一控制芯片U1的引脚4与所述第一绕组的引脚6连接；所述第二控制芯片U2的引脚2还与所述第三绕组的引脚8连接，所述第三绕组的引脚9接地；所述第一绕组和第三绕组分别与所述第二绕组和第四绕组互感，所述第二绕组和所述第四绕组串联，具体地，所述第二绕组的引脚3与第四绕组的引脚4连接；在一个实施例中，所述第一控制芯片U1的型号可以是SY59516，所述第二控制芯片U2的型号可以是SY59515。

进一步地，请参阅图4和图5，所述控制单元还包括还包括第一电阻R1、第一电感L1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1和第二电容C2；所述第一电感L1的一端以及第一电阻R1的一端分别与所述整流单元连接，所诉第一电感L1的另一端以及第一电阻R1的另一端分别与所述第一二极管D1的正极以及第三二极管D3的正极连接；所述第一二极管D1的负极分别与所述第二二极管D2的正极以及第一电容C1的一端连接，所述第三二极管D3的负极分别与第四二极管D4的正极以及第二电容C2的一端连接；所述第一电容C1的另一端以及第二电容C2的另一端分别与第一绕组的引脚5连接；所述第二二极管D2的负极以及第四二极管D4的负极分别与第一控制芯片U1的引脚5、引脚6、引脚7和引脚8连接。

进一步地，请参阅图4和图5，所述输出单元包括第七二极管D7、第八二极管D8、第二钽电容CE2、第七电阻R7和第二插接口J2；所述第七二极管D7的正极与第二绕组的引脚1连接，第七二极管D7的负极与第二钽电容CE2的正极、第八二极管D8的负极、第七电阻R7的一端以及第二插接口J2的引脚1连接；所述第八二极管D8的正极与第四绕组的引脚2连接；所述第二钽电容CE2的负极、第七电阻R7的另一端以及第二插接口J2的引脚2接地。

本发明还相应地提供了一种PCB板，所述PCB板上印刷有如上所述的集成电感变压器的控制电路。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。