本发明公开了一种面向平面变压器的绕组绘制方法及自动布线软件系统，其中绕组绘制方法包括以下步骤：平面变压器磁芯型号选择、尺寸参数输入、绕组参数输入、单层信息计算、绕组绘制计算和PCB文件输出，所述单层信息计算包括计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的详细分布信息；所述绕组绘制计算包括绘制计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的线圈和埋孔：建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，获得线圈和埋孔的绘制结果。本发明可以快速计算平面变压器绕组绘制结果并生成PCB文件，实现平面变压器绕组自动布线需求。
1.一种面向平面变压器的绕组绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：平面变压器磁芯型号选择、尺寸参数输入、绕组参数输入、单层信息计算、绕组绘制计算和PCB文件输出，所述单层信息计算包括计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的详细分布信息，信号层信息为所在层、匝数、起点位置和旋转方向，屏蔽层信息为所在层；所述绕组绘制计算包括绘制计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的线圈和埋孔：建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，获得线圈和埋孔的绘制结果；所述PCB文件输出包括：输出平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的绘制结果的PCB文件，以PCB ASCⅡ文件类型保存。
2.根据权利要求1所述的一种面向平面变压器的绕组绘制方法，其特征在于，所述平面变压器磁芯型号选择包括：从数据库中的全部平面变压器磁芯型号中读取出所需要的磁芯型号。
3.根据权利要求1所述的一种面向平面变压器的绕组绘制方法，其特征在于，所述尺寸参数输入包括：输入平面变压器绕组设计的绘制规则和尺寸约束。
4.根据权利要求1所述的一种面向平面变压器的绕组绘制方法，其特征在于，所述绕组参数输入包括：输入平面变压器总层数、绕组匝数、绕组层数、起点位置、旋转方向和屏蔽层分布信息。
5.一种面向平面变压器的自动布线软件系统，其特征在于，包括：磁芯型号导入导出模块、尺寸参数输入模块、绕组参数输入模块、单层信息计算模块、单层信息显示模块、绕组绘制计算模块和PCB文件输出模块，所述单层信息计算模块用于根据所述绕组参数输入模块的数据计算得出每个信号层的所在层、绕组匝数、起点位置、旋转方向以及每个屏蔽层的所在层；所述单层信息显示模块用于采取表格方式将单层信息计算结果进行展示；所述绕组绘制计算模块用于采取面向对象的循环嵌套计算方式快速求得绕组绘制结果，通过建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，获得线圈和埋孔的绘制结果；所述PCB文件输出模块用于采取PCB ASCⅡ文件类型将绕组绘制计算结果文件输出并保存在指定路径。
6.根据权利要求5所述的一种面向平面变压器的自动布线软件系统，其特征在于，所述磁芯型号导入导出模块用于将磁芯型号实时读取和写入数据库，实现对数据库的更新。
7.根据权利要求5所述的一种面向平面变压器的自动布线软件系统，其特征在于，所述尺寸参数输入模块用于采取缺省值可编辑的方式形成统一的平面变压器绕组设计的绘制规则和约束。
8.根据权利要求5所述的一种面向平面变压器的自动布线软件系统，其特征在于，所述绕组参数输入模块输入的绕组参数包括平面变压器总层数、起点位置、旋转方向、屏蔽层数、屏蔽层分布和绕组信息，所述绕组信息包括绕组编号、绕组匝数和绕组层数，以表格形式添加或者删除。
一种面向平面变压器的绕组绘制方法及自动布线软件系统
技术领域
[0001] 本发明涉及平面变压器技术领域，尤其涉及一种面向平面变压器的绕组绘制方法及自动布线软件系统。
背景技术
[0002] 平面变压器是将扁平的连续铜质螺旋线刻蚀在印制电路板上，叠放在磁芯上，具有低造型、低损耗性、低漏感的特性，在提高开关电源特性方面有很大优势，是开关电源的核心部件。
[0003] 对于多品种小批量高集成开关电源的平面变压器设计，一般由设计人员手动绘制，一直存在多层堆叠开发周期长、一致性差、重复性劳动多的设计开发问题。如果存在外部参数的变化和调整，将导致平面变压器重新设计，大大增加设计人员的工作量。因此，实现“平面变压器绕组自动布线”对多品种小批量高集成开关电源的平面变压器设计的效率和一致性提升，有重要的意义和价值。
[0004] 现有的平面变压器绕组绘制一般由设计人员手动完成，没有形成标准化的绕组绘制逻辑和算法，不同设计人员的绘制习惯不同，缺少统一的绘制规则和约束，导致产品一致性不好，对人工依赖度高，开发效率低。
[0005] 现有的自动布线功能多为电路设计开发软件自有功能，但是只面向有电气网络属性的电子元器件。而平面变压器的设计主要由铜线和埋孔组成，电气网络属性相同，没有电子元器件，电路设计开发软件自有的自动布线功能无法实现平面变压器的自动布线。
[0006] 综上所述，现有技术方案均无法实现平面变压器绕组自动布线的需求。
发明内容
[0007] 本发明针对多品种小批量高集成开关电源的平面变压器设计的需求特点，提出一种面向平面变压器的绕组绘制方法及自动布线软件系统，可以快速计算平面变压器绕组绘制结果并生成PCB文件，实现平面变压器绕组自动布线需求。
[0008] 本发明采用的技术方案如下：
[0009] 一方面，本发明提出了一种面向平面变压器的绕组绘制方法，包括以下步骤：平面变压器磁芯型号选择、尺寸参数输入、绕组参数输入、单层信息计算、绕组绘制计算和PCB文件输出，所述单层信息计算包括计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的详细分布信息；所述绕组绘制计算包括绘制计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的线圈和埋孔：建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，获得线圈和埋孔的绘制结果。
[0010] 进一步地，所述平面变压器磁芯型号选择包括：从数据库中的全部平面变压器磁芯型号中读取出所需要的磁芯型号。
[0011] 进一步地，所述尺寸参数输入包括：输入平面变压器绕组设计的绘制规则和尺寸约束。
[0012] 进一步地，所述绕组参数输入包括：输入平面变压器总层数、绕组匝数、绕组层数、起点位置、旋转方向和屏蔽层分布信息。
[0013] 进一步地，所述PCB文件输出包括：输出平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的绘制结果的PCB文件，以PCB ASCⅡ文件类型保存。
[0014] 另一方面，本发明提出了一种面向平面变压器的自动布线软件系统，配合上述面向平面变压器的绕组绘制方法，可以快速实现多品种小批量高集成开关电源的平面变压器自动布线需求，该自动布线软件系统包括：磁芯型号导入导出模块、尺寸参数输入模块、绕组参数输入模块、单层信息计算模块、单层信息显示模块、绕组绘制计算模块和PCB文件输出模块，所述单层信息计算模块用于根据所述绕组参数输入模块的数据计算得出每个信号层的所在层、绕组匝数、起点位置、旋转方向以及每个屏蔽层的所在层；所述绕组绘制计算模块用于采取面向对象的循环嵌套计算方式快速求得绕组绘制结果。
[0015] 进一步地，所述磁芯型号导入导出模块用于将磁芯型号实时读取和写入数据库，实现对数据库的更新。
[0016] 进一步地，所述尺寸参数输入模块用于采取缺省值可编辑的方式形成统一的平面变压器绕组设计的绘制规则和约束。
[0017] 进一步地，所述绕组参数输入模块输入的绕组参数包括平面变压器总层数、起点位置、旋转方向、屏蔽层数、屏蔽层分布和绕组信息，所述绕组信息包括绕组编号、绕组匝数和绕组层数，以表格形式添加或者删除。
[0018] 进一步地，所述单层信息显示模块用于采取表格方式将单层信息计算结果进行展示，所述PCB文件输出模块用于采取PCB ASCⅡ文件类型将绕组绘制计算结果文件输出并保存在指定路径。
[0019] 本发明的有益效果在于：
[0020] 本发明针对多品种小批量高集成开关电源的平面变压器设计的需求特点，提出一种面向平面变压器的绕组绘制方法及自动布线软件系统，可以快速计算平面变压器绕组绘制结果并生成PCB文件。通过建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，实现平面变压器绕组绘制计算以及PCB文件输出功能，满足平面变压器绕组自动布线需求，极大提高了多品种小批量高集成开关电源的平面变压器设计的效率和一致性。
附图说明
[0021] 图1是本发明实施例的一种面向平面变压器的绕组绘制方法流程图。
[0022] 图2是本发明实施例的平面变压器尺寸参数示意图。
[0023] 图3是本发明实施例的平面变压器绕组参数示意图。
[0024] 图4是本发明实施例的平面变压器单层信息显示示意图。
[0025] 图5是本发明实施例的平面变压器PCB ASCⅡ文件示意图。
[0026] 图6是本发明实施例的平面变压器绕组自动布线结果示意图。
[0027] 附图标记：d1‑线圈或埋孔到PCB边界距离，d2‑线圈到2层埋孔距离，d3‑线圈到4层埋孔距离，d4‑线圈间距。
具体实施方式
[0028] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0029] 实施例1
[0030] 本实施例提供了一种面向平面变压器的绕组绘制方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0031] 平面变压器磁芯型号选择：从数据库中的全部平面变压器磁芯型号中读取出所需要的磁芯型号。如图2所示，读取的平面变压器磁芯数据为尺寸A、尺寸B、尺寸C和尺寸D。
[0032] 尺寸参数输入：输入平面变压器绕组设计的绘制规则和尺寸约束。如图2所示，尺寸约束参数为尺寸d1、尺寸d2、尺寸d3、尺寸d4、埋孔直径M和埋孔孔径S。
[0033] 绕组参数输入：输入平面变压器总层数、绕组匝数、绕组层数、起点位置、旋转方向和屏蔽层分布信息。如图3所示，起点位置为X轴正半轴和X轴负半轴；旋转方向为顺时针和逆时针；屏蔽层数为1、2、4；屏蔽层分布为单端含表层、单端内层、对称含表层、对称内层。
[0034] 单层信息计算：计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的详细分布信息。如图4所示，信号层信息为所在层、匝数、起点位置和旋转方向；屏蔽层信息为所在层。
[0035] 绕组绘制计算：绘制计算平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的线圈和埋孔。具体的，建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，获得线圈和埋孔的绘制结果。
[0036] PCB文件输出：输出平面变压器绕组在所有信号层和屏蔽层的绘制结果的PCB文件，以PCB ASCⅡ文件类型保存，如图5所示。
[0037] 本实施例的绕组绘制方法可以快速实现多品种小批量高集成开关电源的平面变压器自动布线需求，实现以面向对象的循环嵌套计算方式快速求得绕组绘制结果。
[0038] 实施例2
[0039] 本实施例在实施例1的基础上：
[0040] 本实施例提供了一种面向平面变压器的自动布线软件系统，配合实施例1的面向平面变压器的绕组绘制方法，可以快速实现多品种小批量高集成开关电源的平面变压器自动布线需求，实现以面向对象的循环嵌套计算方式快速求得绕组绘制结果，如图6所示。具体的，该自动布线软件系统包括：
[0041] 磁芯型号导入导出模块，用于将磁芯型号实时读取和写入数据库，实现对数据库的更新。如图2所示，读取的平面变压器磁芯数据为尺寸A、尺寸B、尺寸C和尺寸D。
[0042] 尺寸参数输入模块，用于采取缺省值可编辑的方式形成统一的平面变压器绕组设计的绘制规则和尺寸约束。如图2所示，尺寸约束参数为尺寸d1、尺寸d2、尺寸d3、尺寸d4、埋孔直径M和埋孔孔径S。
[0043] 绕组参数输入模块，用于输入绕组参数，该绕组参数包括平面变压器总层数、起点位置、旋转方向、屏蔽层数、屏蔽层分布和绕组信息，所述绕组信息包括绕组编号、绕组匝数和绕组层数，以表格形式添加或者删除。如图3所示，起点位置为X轴正半轴和X轴负半轴；旋转方向为顺时针和逆时针；屏蔽层数为1、2、4；屏蔽层分布为单端含表层、单端内层、对称含表层、对称内层。
[0044] 单层信息计算模块，用于根据所述绕组参数输入模块的数据计算得出每个信号层的所在层、绕组匝数、起点位置、旋转方向以及每个屏蔽层的所在层。
[0045] 单层信息显示模块，用于采取表格方式将单层信息计算结果进行展示。
[0046] 绕组绘制计算模块，用于采取面向对象的循环嵌套计算方式快速求得绕组绘制结果。具体的，建立平面变压器绕组的数学模型和参数对象，采取绝对坐标系和相对坐标系交互式方式进行多点线段相切计算，同时考虑输入参数约束和算法边界条件，获得线圈和埋孔的绘制结果。
[0047] PCB文件输出模块，用于采取PCB ASCⅡ文件类型将绕组绘制计算结果文件输出并保存在指定路径，如图5所示。
[0048] 需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简便描述，故将其表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
