Электрический трансформатор Советский патент 1982 года по МПК H01F27/02 H01F27/30 

(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к конструированию радиотехнических элементов, испрльэуемых в гибридных интегральных микросхемах ГИС), а конкретно к трансформаторам. Известен электрический импульсный трансформатор, образованный из толстых пленок при последовательном осаждении толстых пленочных слоев токопроводяшйх участков, тем самым завершается образование первичной обмотки трансформатора. Последовательным осазвдением слоев токопроводящюс участков, плавкой изоляпии, ферритов и снова токопроводяшйх участаов образуется вторичная обмотка трансформатора. Ферритовые пленки выпол няются продолговатыми и имеют плоскую листовую форму. Ферритовые пленки соед HsnoTCH у своих концов, а между коншми отделяются одна от другой верхними токо проводящими участками вторичной обмот ки Ul Однако трансформатор сложен по конструкшш и технологии исполнения и представляет многослойную структуру, последовательно наносимую на изоляционную подложку. Помимо малого процента вы хода годных структуры диэлектрик - проводник - диэлектрик в данной конструкции наносятся слои магнитомягкого материала сердечника, что вызывает дополнительные сложности получения определенных магнитных характеристик. Пленочный магнитный сердечник имеет малую толщину и большое магнитное сопротивление, что снижает КПД и уменьшает индуктивность обмоток. Многослойное расположение обмоток снижает надежность трансформатора и значительно усложняет технологию изготовления. Известен трансформатор нулевой последовательности, содержащий магнитопровод с первичной и вторичной обмотками, снабженный платой печатного монтажа с проводниками, .ia первичная обмотка выполнена в виде проволочных шпилек, охватывающих магнитопровод со вторичной обмоткой и впаянных в плату| причем проводящие 9 участки на печатной плате образуют пере иычки между шпильками 2 J . Однако трансформатор имеет большие габариты за счет выступания печатных проводников за габариты магнитопровода и большую трудоемкость изготовления. Наиболее близким к предлагаемому по .технической сущности является трансфор- .Maropj имеющий диэлектрическое основание с плоской поверхностью, где расположены радиально несколько проводников определенной длины, выполненные в виде металлического покрытия. К основанию, поверх проводников, приклеен кольцевой, покрыТзГЙ слоем диэлектрика и имеющий специальное изолирующее устройство магнитный сердечник. Обмотки трансформатора образованы проволочными проводникам охватывающими магнитный сердечник и имеющими соединения с проводниками на основании, таким образом, что один конец проволочного проводника соединен с одним концом проводника на основании, а второй конец - с другим соседним концом рядом расположенного проводника на основании. Такое соединение образует обмотки трансформатора 3 . Однако известный трансформатор не позволяет унифицировать конструкцию, так как изготовителю микросхем приходится полностью, кроме магнитного сердечника, изготавливать трансформатор, который имеет сложную технологию изготовления, так как автоматизировать операцию соединения проволочных проводников с проводниками на основании, практи чески невозможно и приходится производить ее вручную. Неплотное прилегание проволочных проводников к магнитному сердечнику снижает КПД и уменьшает индуктивность обмоток, так как за счет зазоров уменьшается коэффициент связи магнитного поля проводника с магнитным сердечником. Необходимость соединения проволочных проводников с проводниками на основании заставляет выполнять послед ние выступающими за габариты магнитно го сердечника, что в целом увеличивает габариты трансформатора. Цель изобретения - унификация, повышение КПД и уменьшение габаритов. Поставленная цель достигается тем, что в электрическом трансформаторе, содержащем проводники, расположенные на плоском изоляционном основании,и провод НИКИ, охватьтаюгпие покрытый слоем изоляции сердечник, расположенный на проводниках основания, причем проводники. 234 охватывающие сердечник, соединены с проводниками основания таким образом, что один конец проводника, охватывающего сердечник, соединен с одним концом проводника на основании, а второй конец - с другим концом соседнего проводника осноЕания, проводники, охватывающие сердечник, выполнены в виде отдельных проводящих дорожек С-образной формы, имеюших на концах, расположенных на опорной поиерхноСти сердечника, щариковые выводы, соединяющие проводяшие дорожки с проводниками основания, причем длина проводников основания меньше игирины магнитного сердечника. На фиг. 1 и 2 изображен магнитный сердечник со стороны опорной поверхности; на фиг. 3 - сечение электрического трансформатора; на фиг. 4 - расположение проводников на основании и схема с оединения с С-образными проводящими дорожками тороидального сердечника. Трансформатор содержит тороидальный сердечник 1, покрытый слоем изоляции 2, на котором расположено множество отдельных проводящих дорожек 3 С-образной формы, каждая из которых имеет на концах, расположенных на опорной поверхности сердечника шариковые выводы 4, соединяющие проводящие дорожки 3 с металлическими проводниками 5, радиально расположенными на плоском изоляшюном основании 6, и выводы 7 обмоток Wj и У . Проводящие дорожки 3 С-образной формы соединены с проводниками 5 основания 6 таким образом, что один конец проводящей дорожки соединен через шариковый вывод 4 с концом проводника основания, а другой конец проводящей дорожки соединен с противоположным концом соседнего проводника основания. Таким образом образуются спиральные витки обмотки вокруг магнитного сердечника. Выполнение электрического трансформатора в виде множества отдельных проводящих дорожек С-образной формы, расположенных на магнитном сердечнике с шариковыми выводами на концах, позволяет произвести унификацию и сократить номенклатуру выпускаемых трансформаторов, так как изготовитель сердечников одновременно выполняет на них максимальное число проводящих дорожек С-образной формы с шариковыми выводами. Вьшойнение на изоляционном основании различной топологии проводников позволяет получать различные схемы трансформаторов, дросселей с различным количеством обмоток, витков в обмотках и различные сечения по меди обмоток, что значительно сокращает номенклатуру выпускаемых трансформаторов. Выполнение провод$ицюс С-образных дорожек, охватьюаюших сер- дечник без зазора, повышает КПД трансформатора за счет максимальной , связи магнитного потока обмоток с магнитным сердечником и обмотками между собой. В полнение проводящих С-образных дорожек способом нанесения металлопленочного покрытия с последующей фотолитогрзафией позволяет производить групповую обработ ку и значительно сокращает объем ручного труда, что упрощает технологию и сии жает стоимость готовых изделий. Вьшолнение проводников на основании по длине меньще щирины магнитного сердечника уменьшает площадь, занимаемую трансфор матором, что уменьшает габариты. Организация серийного изготовления унифицированных электрических трансформаторов дает большой экономический эффект для народного хозяйства страны. Ф о рмула изобретения Электрический трансформатор, содержа щий проводники, расположенные на плоском изоляционном основании, и проводники, охватывающие покрытый слоем изоляции сердечник, расположенный на проводниках основания, причем проводники, охватывакьщие сердечник, .соединены с проводниками основания таким образом, что один конец проводника, охватывающего сердечник, соединен с одним концом проводника на основании, а второй конец - с другим концом соседнего проводника основания, отличающийся тем, что, с целью унификации, повышения КПД и уменьшения габаритов, проводники, охватывающие сердечники, выполнены в виде отдельных проводящих дорожек С-образной формы, имеющих на концах, расположенных на опорной поверхности сердечника, шариковые выводы, соединяющие проводящие дорожки с проводниками основания,причем длина проводников основания меньше ширины магнитного сердечника. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3659240, кл. Н 01F 27/30, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР , № 65363О, кл. Н 01 F 40/ОО, 1979. 3.Патент США № 4103267,кл. 336-65, 1978.