变压器及应用其的电磁器件

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种变压器及应用其的电磁器件。

背景技术

随着网络技术的发展，网络成为现代生活所不可缺少的重要组成部分。连接在网络接口上的变压器由于具有电气电压隔离、差模信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制等等功能而越来越得到大众的关注。

现有变压器的内部结构包含有磁环和缠绕磁环的输入线圈与输出线圈，由于输入线圈与输出线圈之间会存在寄生电容进而影响到整个变压器的性能，以输入线圈为例，其与相邻的两个输出线圈的寄生电容和两个输出线圈的距离积呈正比，与距离和呈反比。

发明内容

本发明主要提供一种变压器及应用其的电磁器件。以解决现有技术中变压器的寄生电容较大的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种变压器，包括：电路板，至少包括层叠设置的两层板层；环形磁芯，埋设于所述电路板中；第一信号线圈和第二信号线圈，并行缠于所述环形磁芯上；所述第一信号线圈包括分别形成于所述两层板层上的第一图形部，两层所述板层上的所述第一图形部通过第一导通柱连接，位于同一所述板层的所述第一图形部包括沿所述环形磁芯的周向间隔排布的多个第一导线图案；所述第二信号线圈包括分别形成于所述两层板层上的第二图形部，两层所述板层上的所述第二图形部通过第二导通柱连接，位于同一所述板层的所述第二图形部包括沿所述环形磁芯的周向间隔排布的多个第二导线图案；其中，位于同一所述板层的所述多个第一导线图案与所述多个第二导线图案交替设置，在离所述环形磁芯的中轴线距离为预设距离或范围的位置处，至少部分所述第二导线图案分别与在两个相反方向上相邻的两个所述第一导线图案的间距不相等。

根据本发明提供的一实施方式，在离所述环形磁芯的中轴线距离为预设距离或预设距离范围的位置处，所述第一导线图案与两个相反方向上相邻的两个所述第一导线图案中一个所述第一导线图案的间距为第一间距，与两个相反方向上相邻的两个所述第一导线图案中另一个所述第一导线图案的间距为第二间距；所述第一间距与第二间距之差大于或等于5um。

根据本发明提供的一实施方式，在所述环形磁芯的内环和外环之间，所述第一导线图案与相邻的两个所述第二导线图案的间距沿径向保持相等。

根据本发明提供的一实施方式，在所述环形磁芯的内环朝向外环的方向上，所述第一导线图案与相邻的两个所述第二导线图案的间距沿径向逐渐增大。

根据本发明提供的一实施方式，所述第一导通柱包括第一内导通柱与第一外导通柱，所述第二导通柱包括第二内导通柱与第二外导通柱，所述第一导线图案跨接于对应的所述第一内导通柱与第一外导通柱之间，所述第二导线图案跨接于对应的所述第二内导通柱与第二外导通柱之间。

根据本发明提供的一实施方式，第一信号线圈和第二信号线圈交缠于所述环形磁芯上，且两者在所述环形磁芯的电流方向相同或相反。

根据本发明提供的一实施方式，所述环形磁芯为圆环磁芯或者方环磁芯。

根据本发明提供的一实施方式，所述电路板包括：中心部，开设有贯穿所述电路板的两层板层的多个内导通孔；外围部，开设有贯穿所述电路板的两层板层的多个外导通孔；环形容置槽，设置于所述中心部与所述外围部之间。

根据本发明提供的一实施方式，所述环形磁芯设置于所述环形容置槽中，所述第一导通柱与所述第二导通柱设置于所述内导通孔与外导通孔中。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电磁器件，所述电磁器件包括上述任一项所述的变压器。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过将第二导线图案分别与在两个相反方向上相邻的两个第一导线图案的间距不相等，可以有效的减少整个变压器中第一导线图案与第二导线图案之间整体的寄生电容，进而减少因寄生电容对第一信号线圈及第二信号线圈上传输信号造成的干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明提供的变压器第一实施方式的俯视示意图；

图2是图1所示变压器中局部区域A的放大示意图；

图3是图1所示变压器中电路板的结构示意图；

图4是图1所示变压器中除电路板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本申请人了解到，目前电路板结构形态的变压器产品中，位于电路板同一层的输入线圈与输出线圈的走线之间的间隔是相等的，因此使得整个距离积达到最大值，进而使得输入线圈与输出线圈之间的寄生电容过大。对于一输入线圈而言，其距离积是指该输入线圈和相邻两个输出线圈的间距的乘积，距离和是指该输入线圈和相邻两个输出线圈的间距的和。

请参阅图1-图4，本发明提供一种变压器10，该变压器10包括有电路板100、环形磁芯200、第一信号线圈300以及第二信号线圈400。

其中，电路板100至少包括层叠设置的两层板层110，即电路板100具体可以为双层电路板、三层电路板或者其他多层电路板。环形磁芯200则埋设于电路板100中，第一信号线圈300与第二信号线圈400均并行缠于环形磁芯200上。两层板层110可以通过可熔融介质压合而成，环形磁芯200通过粘合材料黏固于电路板100内部，进而形成整体为电路板的变压器10。可选的，第一信号线圈300以及第二信号线圈400相互感应，进而形成一个变压器结构，在具体实施例中，第一信号线圈300整体可以作为该变压器结构的输入端，第二信号线圈400整体可以作为该变压器结构的输出端。

请一并参阅图1-图4所示，第一信号线圈300包括分别形成于两层板层110上的第一图形部310，两层板层110上的第一图形部310通过第一导通柱320连接，位于同一板层110的第一图形部310包括沿环形磁芯200的周向间隔排布的多个第一导线图案311。第二信号线圈400包括分别形成于两层板层110上的第二图形部410，两层板层110上的第二图形部410通过第二导通柱420连接，位于同一板层110的第二图形部410包括沿环形磁芯200的周向间隔排布的多个第二导线图案411。

如图1所示，位于同一板层110的多个第一导线图案311与多个第二导线图案411交替设置，在离环形磁芯200的中轴线距离为预设距离或范围的位置处，至少部分第二导线图案411分别与在两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311的间距不相等，即对于两个相邻的第一导线图案311而言，不同的第一导线图案311与两个第一导线图案311中间的第二导线图案411的间距不同。

具体地，可以是所有第二导线图案411分别与在两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311的间距不相等，也可以是部分第二导线图案411分别与在两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311的间距不相等。

在可选实施例中，每一第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距相同，也可以不同，这里不作限定。

在具体实施例中，由于多个第一导线图案311与多个第二导线图案411是交替设置的，因此对于相邻的两个第一导线图案311之中的一个第一导线图案311而言，包括有两个相邻的第二导线图案411，且可选的，其中一个第一导线图案311在离环形磁芯200的中轴线距离为预设距离或范围的位置处，与相邻的两个第二导线图案411的间距是相同的。相似的，相邻的两个第一导线图案311中的另一个第一导线图案311在离环形磁芯200的中轴线距离为预设距离或范围的位置处，与相邻的两个第二导线图案411的间距是也是相同的，但是其中一个第一导线图案311与相邻的第二导线图案411的间距，与另一个第一导线图案311与相邻的第二导线图案411的间距是不同的。

如图1所示，第一导线图案411与两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311中一个第一导线图案311的间距为第一间距D1，第二导线图案411与两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311中另一个第一导线图案311的间距为第二间距D2。即两个相邻的第一导线图案311中一个第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距为第一间距D1，两个相邻的第一导线图案311中另一个第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距为第二间距D2，则第一间距D1不等于第二间距D2。

在具体实施例中，对于位于两个相邻的第一导线图案311之间的第二导线图案411而言，其与一个第一导线图案311的间距为第一间距D1，与另外一个第一导线图案311的间距为第二间距D2，则第二导线图案411与第一导线图案311之间的寄生电容的大小与距离是相关的。第二导线图案411与相邻的两个第一导线图案311之间的寄生电容可以表示为K/[(D1*D2)/(D1+D2)]，其中，K代表其他参数值。当D1+D2为一个固定值时，D1＝D2可以使得整个[(D1*D2)/(D1+D2)]的值最小，进而使得整个寄生电容最大，因此通过将D1设置为不等于D2，可以有效的减少寄生电容。

如图1所示，对于另一个第二导线图案411而言，该第二导线团案411与相邻的且位于一侧的第一导线团案311的间距为第一间距D3，第二导线图案411与相邻且位于另一侧的第一导线团案311的间距为第一间距D4，则第一间距D3不等于第二间距D4。即对于另外两个相邻的第一导线图案311中一个第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距为第一间距D3，另一个第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距为第二间距D4，且第一间距D3不等于第二间距D4。可选的，第一间距D1可以与第一间距D3相等，第二间距D2可以与第二间距D4相等。在另一具体实施例中，第一间距D1、第二间距D2、第一间距D3以及第二间距D4可以互不相等。这里均不作限定。

上述实施例中，通过将第二导线图案411分别与在两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311的间距不相等，可以有效的减少整个变压器10中第一导线图案311与第二导线图案411之间整体的寄生电容，进而减少因寄生电容对第一信号线圈300及第二信号线圈400上传输信号造成的干扰。

可选的，在离环形磁芯200的中轴线距离为预设距离或预设距离范围的位置处，具体如在环形磁芯200的内环和外环之间的中心位置处，第一间距D1与第二间距D2之差大于或等于5um。具体可以为5um，6um或者其他数值，这里不做具体限定。

可选的，在环形磁芯200的内环和外环之间，第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距沿径向保持相等。即在环形磁芯200的内环和外环之间，对于同一第一导线图案311而言，该第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距在径向上一直是相等的。

在另一具体实施例中，在环形磁芯200的内环朝向外环的方向上，第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距沿径向逐渐增大。即在远离环形磁芯200的内环方向上，对于同一第一导线图案311而言，该第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距在径向上是逐渐变大的。

在另一具体实施例中，对于同一第一导线图案311而言，在环形磁芯200的内环朝向外环的方向上可以设置为多段连续的范围，该第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距在同一范围内可以是相等的，但是在环形磁芯200的内环朝向外环的方向上，该第一导线图案311与相邻的两个第二导线图案411的间距是增大的。

如图4所示，第一导通柱320包括第一内导通柱321与第一外导通柱322，第二导通柱420包括第二内导通柱421与第二外导通柱422，第一导线图案311跨接于对应的第一内导通柱321与第一外导通柱322之间，第二导线图案411跨接于对应的第二内导通柱421与第二外导通柱422之间。

可选的，多个第一内导通柱321和多个第二内导通柱421可以位于环形磁芯200的内环区域，且多个第一内导通柱321和多个第二内导通柱421也可以位于同一圆周上并交替设置，也可以位于不同圆周上。相应的，多个第一外导通柱322和多个第二外导通柱422可以位于环形磁芯200的外环区域，且多个第一外导通柱322和多个第二外导通柱422也可以位于同一圆周上并交替设置，也可以位于不同圆周上。多条第一导线图案311则对应跨接于对应的第一内导通柱321与第一外导通柱322之间。多条第二导线图案411则对应跨接于对应的第二内导通柱421与第二外导通柱422之间。

如图4所示，第一信号线圈300和第二信号线圈400交缠于环形磁芯200上。在一具体实施例中，第一信号线圈300和第二信号线圈400在环形磁芯200的电流方向相同。在另一具体实施例中，第一信号线圈300和第二信号线圈400在环形磁芯200的电流方向相反。

在具体实施例中，环形磁芯200具体可以是圆环磁芯，也可以是椭圆环磁芯，或者也可以是方环磁芯，或者是其他多边形环磁芯，这里均不作限定。

如图3所示，电路板100具体包括有中心部160、外围部170以及环形容置槽180。环形容置槽180具体设置于中心部160与外围部170之间。中心部160具体开设有贯穿电路板100的两层板层110的多个内导通孔161；外围部170开设有贯穿电路板100的两层板层110的多个外导通孔171。

其中，环形磁芯200设置于环形容置槽180中，且可选的，环形磁芯200的中心通道对应电路板100的中心部160，第一导通柱320与第二导通柱420设置于多个内导通孔161与多个外导通孔171中。可选的，可以通过在内导通孔161与外导通孔171镀铜从而形成第一导通柱320与第二导通柱420。可选的，多个第一内导通柱321和多个第二内导通柱421设置于多个内导通孔161中，多个第一外导通柱322和多个第二外导通柱422设置于多个外导通孔171中。

本发明还提供一种电磁器件10，该电磁器件10包括上述任一实施例中所述的变压器10。

综上所述，本发明提供一种变压器及应用其的电磁器件10，通过第二导线图案411分别与在两个相反方向上相邻的两个第一导线图案311的间距不相等，可以有效的减少整个变压器10中第一导线图案311与第二导线图案411之间整体的寄生电容，进而减少因寄生电容对第一信号线圈300及第二信号线圈400上传输信号造成的干扰。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。