專利名稱：一種本質(zhì)安全型平面變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變壓器領(lǐng)域，更具體的說涉及一種本質(zhì)安全型平面變壓器。
背景技術(shù)：
在本安防爆系統(tǒng)的設(shè)計中，本安型安全柵是安裝在安全場所并含有本安電路和非 本安電路的裝置，具體是通過限流和限壓電路而限制送往現(xiàn)場本安回路的能量，從而防止 非本安電路的危險能量串入本安電路中，本安型安全柵在本安防爆系統(tǒng)中稱為關(guān)聯(lián)設(shè)備， 是本安系統(tǒng)的重要組成部分，而在安全柵電路中起著能力傳遞的核心部件之一是作為磁性 器件的變壓器。本質(zhì)安全型變壓器必須遵守為本質(zhì)安全設(shè)備而確定的各種標準，以避免給使用方 的設(shè)備、人員和生產(chǎn)造成無可估量的損害；具體請參見《GB3836. 4——2000爆炸性氣體環(huán) 境用電器設(shè)備，第4部分本質(zhì)安全型“ i ”》標準，為保證本安電路和非本安電路之間的完全 隔離，本安電路和非本安電路固體絕緣至少需要1mm，電氣間隙必須大于6mm，空氣中的爬 電距離至少需要10mm，因此變壓器的本安線圈與非本安線圈之間也必須遵守以上標準?，F(xiàn)有的本安型安全柵，其通常采用傳統(tǒng)繞式變壓器。傳統(tǒng)線繞式變壓器通常由鐵 氧體磁芯、變壓器骨架以及漆包線軸向繞制而成。但是為了能使其應(yīng)用在防爆的場合，其必 須按照以上防爆標準來繞制，故其通常會具有如下缺陷線圈之間的耦合度低、功耗大、引 出電流小、容易產(chǎn)生電磁干擾以及體積龐大。另外，由于軸向繞線的方式主要依靠手工制 作，故變壓器的參數(shù)離散性較大，難以采用自動化安裝。故面對本安型安全柵這種空間、高 度、能量、散熱、安全都有嚴格限制時，傳統(tǒng)線繞式變壓器將不再具有實用性。有鑒于此，本發(fā)明人針對現(xiàn)有本質(zhì)安全型變壓器的上述缺陷深入研究，遂有本案 產(chǎn)生。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種本質(zhì)安全型平面變壓器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用 在本安型安全柵中變壓器具有的體積龐大、功耗大以及容易產(chǎn)生電磁干擾的問題。為了達成上述目的，本實用新型的解決方案是一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其中，包括印制電路板，為多層狀結(jié)構(gòu)，并具有主絕緣層、設(shè)置印制電路板外表上的表面絕緣 層、設(shè)置在主絕緣層至少一邊或表面絕緣層內(nèi)側(cè)的線圈層以及貫通該多層狀結(jié)構(gòu)的通孔；RM磁芯，具有供插入該通孔中的柱體。進一步，該主絕緣層具有多層，并相鄰兩主絕緣層之間且從印制電路板邊緣延伸 至板內(nèi)預(yù)定距離內(nèi)不掩埋有線圈層。進一步，該相鄰線圈層之間還設(shè)置有較主絕緣層薄的附加絕緣層。進一步，該RM磁芯為對合設(shè)置的兩個，該每一 RM磁芯均具有柱體，并兩柱體分別 從兩個方向插入該通孔中，且插入通孔后該兩個柱體的端面完全吻合相連。[0014]進一步，該兩個RM磁芯之間還設(shè)置有將RM磁芯和印制電路板牢牢扣合的卡子。進一步，該表面絕緣層為絕緣綠油層或者厚度至少為主絕緣層一半的絕緣層。進一步，該印制電路板上還設(shè)置有過孔，該過孔分別與印制電路板中的線圈層相 連。進一步，該印制電路板中還設(shè)置有供線圈層互連的盲孔或埋孔。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實用新型涉及的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，該RM磁芯的柱 體即構(gòu)成本實用新型平面變壓器的磁芯，而印制電路板中的線圈層則構(gòu)成本實用新型平面 變壓器的繞組，且該線圈層相對于該柱體為徑向繞制，即繞組為多層印制電路板迭繞而成， 故繞組迭在平面的高頻鐵芯即RM磁芯上而構(gòu)成變壓器的磁回路。這種設(shè)計從變壓器的性 能上有低的直流銅阻、低的漏感和分布電容、可滿足諧振電路的設(shè)計要求，而且由于磁芯良 好的磁屏蔽，可抑制射頻干擾。本實用新型從結(jié)構(gòu)上丟棄了傳統(tǒng)式變壓的骨架，使其結(jié)構(gòu)更 加緊湊，并且可嚴格按照以上防爆標準要求設(shè)計其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其完全實用于本安型安全 柵中的運用。

[0019]圖1為本實用新型涉及的一種本質(zhì)安全型平面變壓器第一較佳實施例的立體分解圖；[0020]圖2為圖1中印制電路板的截面圖；[0021]圖3為圖1中印制電路板的平面圖；[0022]圖4為圖1中印制電路板線圈層與磁芯組裝的結(jié)構(gòu)示意圖；[0023]圖5為圖1的組合立體圖；[0024]圖6為本實用新型第一較佳實施例應(yīng)用在本質(zhì)安全柵中的電氣原理示意圖；[0025]圖7為本實用新型涉及的一種本質(zhì)安全型平面變壓器第二較佳實施例的立體分解圖；[0026]圖8為圖7中印制電路板的截面圖；[0027]圖9為圖7中印制電路板的平面圖；[0028]圖10為圖7中印制電路板線圈層與磁芯組裝的結(jié)構(gòu)示意圖；[0029]圖11為圖7的組合立體圖；[0030]圖12為本實用新型第二較佳實施例應(yīng)用在本質(zhì)安全柵中的電氣原理示意圖。[0031]圖中[0032]平面變壓器 100 印制電路板 1[0033]附加絕緣層 10[0034]附加絕緣層 10a、10b、10c、IOd[0035]主絕緣層 11[0036]主絕緣層 lla、llb、llc[0037]過孔 12[0038]過孔 12a、12b、12c、12d、12e、12f[0039]通孔 13[0040]線圈層 L[0041]線圈層L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7[0042]表面絕緣層S[0043]綠油層S1、S2[0044]預(yù)定距離D[0045]主絕緣層22[0046]附加絕緣層20a、20b[0047]表面絕緣層22a、22b[0048]線圈層X[0049]線圈層X1、X2、X3、X4[0050]RM磁芯3柱體31[0051]端面311卡子32[0052]勾部32具體實施方式
為了進一步解釋本實用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本實用新型進 行詳細闡述。如圖1至圖6所示，其示出的為本實用新型涉及的一種本質(zhì)安全型平面變壓器100 的第一較佳實施例，該本質(zhì)安全型平面變壓器100，包括印制電路板1和RM磁芯3，其中該印制電路板1，為多層狀結(jié)構(gòu)，并具有主絕緣層11、表面絕緣層S、線圈層L以及 通孔13，該表面絕緣層S設(shè)置印制電路板1外表上，該線圈層L設(shè)置在主絕緣層11至少一 邊或表面絕緣層S內(nèi)側(cè)，該通孔13貫通該多層狀結(jié)構(gòu)；該RM磁芯3，具有供插入該通孔中的柱體31，該RM磁芯3具體是采用普通的RM 鐵氧體磁芯，其由高頻功率鐵氧體材料制成。作為本實施例的具體方案，具體請參照圖2所示該印制電路板中的主絕緣層11包括呈上下方向設(shè)置的三層IlaUlb和11c，該線 圈層L則共有八個Li、L2、L3、L4、L5、L6、L7和L8，并且呈兩兩相對狀，而該兩兩相對的線 圈層L之間還均設(shè)置有附加絕緣層10，即共有四個附加絕緣層10a、10b、IOc和10d，且該附 加絕緣層10的厚度要比主絕緣層11要薄，具體的，該線圈層Ll和線圈層L2之間設(shè)置有附 加絕緣層10a，該線圈層L3和線圈層L4之間設(shè)置有附加絕緣層10b，該線圈層L5和線圈層 L6之間設(shè)置有附加絕緣層10c，該線圈層L7和線圈層L8之間設(shè)置有附加絕緣層IOd ；該表 面絕緣層S則為分別設(shè)置在兩端的二層薄綠油層Sl和S2，當(dāng)然其亦可以為厚度至少為主絕 緣層11 一半的絕緣層；此時，該L3至L6四組線圈層從印制電路板1邊緣延伸至板內(nèi)預(yù)定 距離D內(nèi)不掩埋有線圈層，該預(yù)定距離D在本實施例中選用為1mm，即該線圈層L3至L6的 覆蓋面積要小于線圈層L1、L2和L7和L8的覆蓋面積；如圖3、圖4和圖5所示，該印制電路 板1上還設(shè)置有六個過孔12，即分別為過孔12a、過孔12b、過孔12c、過孔12d、過孔12e和 過孔12f，上述過孔12用作與印制電路板1中的線圈層L相連。此外，在本實施例中，該印 制電路板1中還設(shè)置有兩個盲孔(圖中未示出)和兩個埋孔(圖中未示出)，該盲孔和埋孔 均用于線圈層L之間的互連。具體的，其中一個埋孔用于將線圈層Ll和線圈層L2相連，而 該線圈層Ll和線圈層L2的終點分別連接在過孔12a和過孔12b上；另外一個埋孔用于將線圈層L7和線圈層L8相連，而該線圈層L7和線圈層L8的終點分別連接在過孔12a和過 孔12b上，從而通過雙線纏繞的方式來實現(xiàn)強耦合；而該線圈層L3和L4通過盲孔而連接， 其終點則分別連接在過孔12c和過孔12d上，該線圈層L5和L6通過盲孔而連接，其終點則 分別連接在過孔12e和過孔12f上；即在本實施例中，該線圈層Li、L2、L7和L8構(gòu)成了初 級繞組，而該線圈層L3和L4構(gòu)成第一次級繞組，該線圈層L5和L6構(gòu)成第二次級繞組；具 體請參照圖6所示的本實施例具體應(yīng)用時的電氣原理圖；該RM磁芯3，在本實施例中，為對合設(shè)置的兩個，該每一 RM磁芯3均具有柱體31， 并兩柱體31分別從兩個方向插入該通孔13中，且插入通孔13后該兩個柱體31的端面311 完全吻合相連。為了進一步確保整個平面變壓器100能具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，該兩個RM磁芯3 之間還設(shè)置有將RM磁芯3和印制電路板1牢牢扣合的卡子32，具體，該卡子32為相對設(shè)置 的兩個，其分別通過卡子32兩端的勾部321而卡在RM磁芯3的邊緣上。如圖7至圖12所示，其示出的為本實用新型涉及的一種本質(zhì)安全型平面變壓器 100的第二較佳實施例，其中涉及的平面變壓器100其基本結(jié)構(gòu)均與第一較佳實施例一致， 故不再次描述，其不同之處在于在印制電路板1外形和層狀結(jié)構(gòu)的組成，該印制電路板1中 的主絕緣層22設(shè)置為一層，但是該表面絕緣層22a和22b亦采用主絕緣層22相同的材質(zhì)， 需要說明的是，該表面絕緣層22a和22b的厚度只需為主絕緣層22的一半以上即可，而無 需像附圖所顯示的同樣厚度；另外，本實施例中，該線圈層X僅具有四層XI、X2、X3和X4 ； 并線圈層Xl和X2之間設(shè)置有附加絕緣層20a，而線圈層X3和X4之間設(shè)置有附加絕緣層 20b ；同樣，其在預(yù)定距離D內(nèi)也不能掩埋有線圈層，該D亦選用1mm，另外，本實施例中的印 制電路板還包括4個埋盲孔(圖中未示出)，其滿足線圈層Xl和X2相連的同時還形成中心 抽頭，滿足線圈層X3和X4相連且還形成中心抽頭，其中過孔12b和過孔12e即作為中心抽 頭而與外界相連，其具體的電氣原理圖，請參照圖12所示。需要說明的是，本實用新型并不限于上述兩個實施例，即主絕緣層的層數(shù)、線圈層 的設(shè)置以及埋盲孔的設(shè)置均可以根據(jù)具體的設(shè)計需要而設(shè)置。綜上所述，本實用新型涉及的一種本質(zhì)安全型平面變壓器100，該RM磁芯3的柱體 31即構(gòu)成本實用新型平面變壓器100的磁芯，而印制電路板1中的線圈層L則構(gòu)成本實用 新型平面變壓器100的繞組，而該線圈層L相對于該柱體31為徑向繞制，即繞組為多層印 制電路板迭繞而成，故繞組迭在平面的高頻鐵芯即RM磁芯3上而構(gòu)成平面變壓器100的磁 回路。這種設(shè)計從變壓器的性能上有低的直流銅阻、低的漏感和分布電容、可滿足諧振電路 的設(shè)計要求，而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射頻干擾。從結(jié)構(gòu)上丟棄了傳統(tǒng)式變壓的 骨架，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊，并且可嚴格按照以上防爆標準要求設(shè)計其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其完全實 用于本安型安全柵中的運用。上述實施例和圖式并非限定本實用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實用新型的專利范疇。
權(quán)利要求一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，包括印制電路板，為多層狀結(jié)構(gòu)，并具有主絕緣層、設(shè)置印制電路板外表上的表面絕緣層、設(shè)置在主絕緣層至少一邊或表面絕緣層內(nèi)側(cè)的線圈層以及貫通該多層狀結(jié)構(gòu)的通孔；RM磁芯，具有供插入該通孔中的柱體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該主絕緣層具有多 層，并相鄰兩主絕緣層之間且從印制電路板邊緣延伸至板內(nèi)預(yù)定距離內(nèi)不掩埋有線圈層。
3.如權(quán)利要求1所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該相鄰線圈層之間 還設(shè)置有較主絕緣層薄的附加絕緣層。
4.如權(quán)利要求1所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該RM磁芯為對合設(shè) 置的兩個，該每一 RM磁芯均具有柱體，并兩柱體分別從兩個方向插入該通孔中，且插入通 孔后該兩個柱體的端面完全吻合相連。
5.如權(quán)利要求4所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該兩個RM磁芯之間 還設(shè)置有將RM磁芯和印制電路板牢牢扣合的卡子。
6.如權(quán)利要求1所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該表面絕緣層為絕 緣綠油層或者厚度至少為主絕緣層一半的絕緣層。
7.如權(quán)利要求1所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該印制電路板上還 設(shè)置有過孔，該過孔分別與印制電路板中的線圈層相連。
8.如權(quán)利要求1所述的一種本質(zhì)安全型平面變壓器，其特征在于，該印制電路板中還 設(shè)置有供線圈層互連的盲孔或埋孔。專利摘要本實用新型公開一種本質(zhì)安全型平面變壓器，包括印制電路板，為多層狀結(jié)構(gòu)，并具有主絕緣層、設(shè)置印制電路板外表上的表面絕緣層、設(shè)置在主絕緣層至少一邊或表面絕緣層內(nèi)側(cè)的線圈層以及貫通該多層狀結(jié)構(gòu)的通孔；RM磁芯，具有供插入該通孔中的柱體。本實用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊、功耗低以及具有避免電磁干擾等效果，從而完全適用于本安型安全柵中的運用。
文檔編號H05K1/16GK201717110SQ201020206338
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者肖國專 申請人:廈門安東電子有限公司