CN105448492A - 变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种变压器,包含磁芯体、定位板、第一线圈以及第二线圈。磁芯体具有容置空间与柱体,容置空间环绕柱体,柱体沿着Z轴延伸。定位板具有第一端部、第二端部以及固定孔,其中第一端部具有第一A定位孔与第一B定位孔,柱体穿过固定孔,定位板沿着X轴-Y轴平面延伸。第一线圈具有第一绕线部、第一A接线部以及第一B接线部,第一绕线部位于容置空间内实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体穿过第一绕线部。第二线圈具有第二绕线部以及第二接线部,第二绕线部位于容置空间内并沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体穿过第二绕线部,第二接线部凸出于磁芯体外朝第二端部延伸。第一A接线部穿过第一A定位孔,第一B接线部穿过第一B定位孔。
Description
技术领域
本发明是关于一种变压器。
背景技术
随着电子产品演进与发展,不同电子产品需要利用不同电压与电流予以驱动;因此,电源装置的厂商积极地尝试研发各种变压器的结构,以对应地应用在各种不同的电源供应装置之内。
如图1所示的习知变压器11,其通常由缠绕在支撑架上的一个或者多个初级绕组、一个或者多个辅助绕组和一个或者多个次级绕组组成。
为了安全绝缘或者隔离的目的,通常在绕组间使用胶带包覆,因而增加材料及包覆所需的人力成本。另一方面,由于缠绕过程通常需要依赖手工完成,因此质量稳定性以及漏感均有改进的空间。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种变压器,可减少达到安全绝缘要求所使用的包覆材料用量,具有较佳的质量稳定性,具有较少的漏感。
为达到上述目的,本发明提供一种变压器,包含磁芯体、定位板、第一线圈、第二线圈。磁芯体具有容置空间与柱体,该容置空间环绕该柱体,该柱体沿着Z轴延伸;定位板,具有第一端部、第二端部以及固定孔,其中该第一端部具有第一A定位孔与第一B定位孔,该柱体穿过该固定孔,该定位板沿着X轴-Y轴平面延伸,该X轴-Y轴平面是由X轴和Y轴共同形成的平面,该X轴、该Y轴与该Z轴三者相互垂直;第一线圈,该第一线圈具有第一绕线部、第一A接线部以及第一B接线部,该第一绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第一绕线部;第二线圈,该第二线圈具有第二绕线部以及第二接线部,该第二绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第二绕线部,该第二接线部凸出于该磁芯体外并朝该第二端部延伸;其中该第一A接线部具有第一A上延伸部及第一A下延伸部,其中该第一A上延伸部与第一A下延伸部具有夹角,该第一A上延伸部邻接该第一绕线部,且该第一A下延伸部穿过该第一A定位孔,其中该第一B接线部具有第一B上延伸部及第一B下延伸部,其中该第一B上延伸部与第一B下延伸部具有夹角,该第一B上延伸部邻接该第一绕线部,且该第一B下延伸部穿过该第一B定位孔。
较佳的,该第一A上延伸部沿着该X轴-Y轴平面延伸,该第一A下延伸部沿着该Z轴方向延伸,该夹角为90度。
较佳的,变压器还包含第三线圈,该第三线圈具有第三绕线部、第三A接线部以及第三B接线部,该第三绕线部位于该容置空间内沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第三绕线部,其中该第三A接线部具有第三A上延伸部及第三A下延伸部,其中该第三A上延伸部与第三A下延伸部具有夹角,该第三A上延伸部邻接该第三绕线部,且该第三A下延伸部穿过该第一A定位孔;其中该第三B接线部具有第三B上延伸部及第三B下延伸部,其中该第三B上延伸部与第三B下延伸部具有夹角,该第三B上延伸部邻接该第三绕线部,且该第三下延伸部穿过该第一B定位孔。
较佳的,该第一A上延伸部、第一B上延伸部、第三A上延伸部、第三B上延伸部均沿着该X轴延伸,该第一A上延伸部与该第三A上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠,该第一B上延伸部与该第三B上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠。
较佳的,该第一A下延伸部、第一B下延伸部、第三A下延伸部、第三B下延伸部均沿着该Z轴延伸,该第一A下延伸部与该第三A下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠,该第一B下延伸部与该第三B下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠。
较佳的,该第一A下延伸部与该第三A下延伸部在穿过该第一A定位孔后,在该定位板下方焊接在一起;该第一B下延伸部与该第三B下延伸部在穿过该第一B定位孔后,在该定位板下方焊接在一起;使该第一绕线部与该第三绕线部构成并联连接。
较佳的,该第一A下延伸部与该第三A下延伸部在穿过该第一A定位孔时,藉由黏性材料将该第一A下延伸部中段与该第三A下延伸部中段固定在该定位板上;该第一B下延伸部与该第三B下延伸部在穿过该第一B定位孔时,藉由黏性材料将该第一B下延伸部中段与该第三B下延伸部中段固定在该定位板上。
较佳的,该第一A接线部在X轴-Z轴平面上的投影为第一L形,该第三A接线部在该X轴-Z轴平面上的投影为第二L形,该第三A上延伸部长度大于第一A上延伸部长度,其中该第三A下延伸部长度大于第一A下延伸部长度,且在该容置空间中,该第三绕线部位置高于该第一绕线部位置,使该第三A接线部延伸在该第一A接线部的上方和外侧,使该第一L形和该第二L形具有相同的弯折角度,该X轴-Z轴平面是由该X轴和该Z轴所共同形成的平面。
较佳的,变压器还包含第四线圈,该第四线圈具有第四绕线部、第四A接线部、以及第四B接线部,该第四绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第四绕线部,该第一端部更具有第三A定位孔与第三B定位孔;其中该第四A接线部具有第四A上延伸部及第四A下延伸部,其中该第四A上延伸部与第四A下延伸部具有夹角,该第四A上延伸部邻接该第三绕线部,且该第四A下延伸部穿过该第三A定位孔;其中该第四B接线部具有第四B上延伸部及第四B下延伸部,其中该第四B上延伸部与第四B下延伸部具有夹角,该第四B上延伸部邻接该第四绕线部,且该第四下延伸部穿过该第三B定位孔。
较佳的,该第一A上延伸部、第一B上延伸部、第四A上延伸部、第四B上延伸部均沿着该X轴延伸,该第一A上延伸部与该第四A上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠,该第一B上延伸部与该第四B上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠。
较佳的,该第一A下延伸部、第一B下延伸部、第四A下延伸部、第四B下延伸部均沿着该Z轴延伸,该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠,该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠。其中,该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在分别穿过该第一A定位孔与该第三A定位孔后,该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在该定位板下方焊接在一起;该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在分别穿过该第一B定位孔与该第三B定位孔后,该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在该定位板下方焊接在一起,使该第一绕线部与该第四绕线部构成并联连接。
较佳的,该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在分别穿过该第一A定位孔与该第三A定位孔时,藉由黏性材料将该第一A下延伸部中段与该第四A下延伸部中段固定在该定位板上;该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在分别穿过该第一B定位孔与该第三B定位孔时,藉由黏性材料将该第一B下延伸部中段与该第四B下延伸部中段固定在该定位板上。
较佳的,该第一A接线部在X轴-Z轴平面上的投影为第一L形,该第四A接线部在该X轴-Z轴平面上的投影为第三L形,该第四A上延伸部长度大于第一A上延伸部长度,其中该第四A下延伸部长度大于第一A下延伸部长度,且在该容置空间中,该第四绕线部位置高于该第一绕线部位置,使该第四A接线部延伸在该第一A接线部的上方和外侧,使该第一L形和该第二L形具有相同的弯折角度,该X轴-Z轴平面是由该X轴和该Z轴所共同形成的平面。
较佳的,该第二绕线部在Z轴方向包含第一层片状结构与第二层片状结构,该第二线圈的绕线方式为:该绝缘线先在该X轴-Y轴平面上绕出该第一层片状结构,使该第一层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第一层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘;然后该绝缘线尾端在该Z轴方向上改变位置,开始绕出第该二层片状结构,使该第二层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第二层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘。
本发明还提供另外一种变压器,变压器包含磁芯体、定位板、第一线圈组、第二线圈组。磁芯体具有容置空间与柱体,该容置空间环绕该柱体,该柱体沿着Z轴延伸;定位板具有第一端部、第二端部及固定孔,其中该第一端部具有两个第一定位孔,该柱体穿过该固定孔,该定位板沿着X轴-Y轴平面延伸,该X轴-Y轴平面是由X轴和Y轴共同形成的平面,该X轴、该Y轴与该Z轴三者相互垂直;第一线圈组包含至少一线圈,每一线圈具有第一绕线部以及第一接线部,该第一绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第一绕线部,该第一接线部具有第一部及第二部,其中该第一部与第二部具有夹角,且该第二部穿过该第一定位孔;第二线圈组,包含至少一线圈,每一线圈具有第二绕线部以及第二接线部,该第二绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第二绕线部,该第二接线部凸出于该磁芯体外并朝该第二端部延伸。
较佳的,该第一线圈组距有第一内外径差,该第二线圈组有第二内外径差,其特征在于,该第一内外径差减去该第二内外径差的绝对值小于1.5mm。
较佳的,该第一线圈组由M个扁平片状绝缘导线圈所组成,该第二线圈组由N个三层绝缘导线圈所组成,M及N为整数。
较佳的,该M个扁平片状绝缘导线圈与该N个三层绝缘导线圈以交错方式排列。
较佳的,M个扁平片状绝缘导线圈的第一接线部互相重叠,M大于1。
较佳的,该M个扁平片状绝缘导线圈电性并联,M大于1。
较佳的,该第二端部具有复数个第二定位孔,该第二绕线部的末端穿过该复数个第二定位孔,该第二定位孔与该磁芯之间具有安全绝缘距离。
较佳的,该磁芯包含第一磁芯及第二磁芯,该第一磁芯与该第二磁芯分别为剖面E字形的磁芯。
较佳的,该第一线圈组为扁平片状绝缘导线圈,该第二线圈组为三层绝缘导线。
较佳的,该夹角为90度。
较佳的,该第二绕线部在Z轴方向包含第一层片状结构与第二层片状结构,该第二线圈的绕线方式为:该绝缘线先在该X-Y轴平面上绕出该第一层片状结构,使该第一层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第一层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘;然后该绝缘线尾端在该Z轴方向上改变位置,开始绕出第该二层片状结构,使该第二层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第二层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘。
与现有技术相比,本发明可通过线圈上的接线部穿过定位板上的定位孔来便利地控制线圈的接线部相对于磁芯体的距离达到安全绝缘距离,省略或减少在接线部上使用的包覆材料。综上,本发明可减少达到绝缘要求所使用的包覆材料用量,且具有较佳的质量稳定性、具有较少的漏感。
附图说明
图1为习知技术示意图;
图2A、图2B及图2C为本发明变压器的实施例的分解示意图及第二线圈的示意图;
图3为本发明变压器的实施例的剖面示意图;
图4为本发明变压器的实施例的示意图;
图5为本发明变压器以不同角度观之的实施例的示意图。
具体实施方式
为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解,兹配合实施例详细说明如下。
本发明变压器可为升压或降压变压器。如图2A及图3所示,变压器900包含磁芯体100、定位板300、第一线圈500以及第二线圈700。磁芯体100具有容置空间101与柱体103,容置空间101环绕柱体103,柱体103沿着Z轴延伸。更具体而言,如图2A所示,磁芯体100由分别具有凸柱103a、103b而剖面为E字形的两磁芯110、120共同构成,而当两磁芯110、120的凸柱103a、103b以互相朝向对方的方式相邻,两者的凸柱103a、103b即如图3所示共同形成柱体103,两磁芯110、120间环绕柱体103的空间即为容置空间101。
如图2A所示,定位板300具有第一端部310、第二端部320以及固定孔380,其中第一端部310具有第一A定位孔311与第一B定位孔312。如图3所示,柱体103穿过固定孔380。其中,定位板300沿着X轴-Y轴平面延伸,该X轴-Y轴平面是由X轴和Y轴共同形成的平面,X轴、Y轴与Z轴三者相互垂直。更具体而言,定位板300通过固定孔380套设于柱体103,而定位板300的第一端部310、第二端部320沿着与柱体103轴向(Z轴方向)垂直的平面分别向外延伸出容置空间101。
如图2A所示,第一线圈500具有第一绕线部510、第一A接线部520以及第一B接线部530。其中,第一A接线部520具有第一A上延伸部521及第一A下延伸部522,其中第一A上延伸部521与第一A下延伸部522具有夹角α,第一A上延伸部521邻接第一绕线部510,且第一A下延伸部522穿过第一A定位孔311,第一B接线部530具有第一B上延伸部531及第一B下延伸部532,其中第一B上延伸部531与第一B下延伸部532具有夹角β,第一B上延伸部531邻接第一绕线部510,且第一B下延伸部532穿过第一B定位孔312。如图3所示,第一绕线部510位于容置空间101内且实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体103穿过第一绕线部510。以较佳实施例而言,第一A上延伸部521实质上沿着X轴-Y轴平面延伸出容置空间101,而第一A下延伸部522实质上沿着z轴方向延伸,两者间夹角α大致为90度;第一B上延伸部531实质上沿着X轴-Y轴平面延伸出容置空间101,而第一B下延伸部532实质上沿着z轴方向延伸,两者间夹角β大致为90度。然而在不同实施例中,夹角α可以依制造或设计需求而为其他角度。
更具体而言,第一线圈500是由扁平片状绝缘导线绕成的线圈,其绕线部份为第一绕线部510,而绕线部分相反的两端部分别为第一A接线部520以及第一B接线部530。第一A接线部520以及第一B接线部530沿着与柱体103轴向垂直的平面延伸出容置空间101后,分别朝向定位板300弯折形成夹角α以及夹角β,然后分别穿过第一A定位孔311以及第一B定位孔312。
如图2A所示,第二线圈700具有第二绕线部710以及第二接线部720。如图2B及图3所示,第二绕线710部位于容置空间101内且实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体103穿过第二绕线部710,第二接线部720凸出于磁芯体100外朝第二端部320延伸。更具体而言,第二线圈700是由绝缘导线绕成的线圈,其绕线部份为第二绕线部710,而绕线部分的两端部为第二接线部720。第二接线部720沿着与柱体103轴向垂直的平面延伸出容置空间101。如图2C及图3所示,为了减少漏感,第二线圈700以绝缘线缠绕成复数层片状结构,例如:本实施例中,第二绕线部710在Z方向包含2层片状结构。第二线圈700的绕线方式系:(1)三层绝缘线先在X-Y轴平面上由内而外绕出第一层片状结构710a,使第一层片状结构710a内缘切齐第一绕线部510内缘,而第一层片状结构710a外缘尽可能接近第一绕线部510外缘;(2)然后三层绝缘线内侧线头才会在Z轴上改变位置,开始由内而外绕出第二层片状结构710b,使第二层片状结构710b内缘切齐第一绕线部510内缘,而第二层片状结构710b外缘尽可能接近第一绕线部510外缘。亦即,三层绝缘线线头先保持固定的Z轴位置,在X-Y轴平面上由内而外绕线,直到第一层片状结构710a外形面积和第一绕线部510的外形面积尽可能接近(内缘切齐,外缘尽可能接近),然后绝缘线内侧线头才会在Z轴上改变位置,开始由内而外绕出第二层片状结构710b,直到第二层片状结构710b外形面积和第一绕线部510的外形面积尽可能接近后,才向外拉出线头。同样地,第五线圈702和第六线圈703也各自具有第一层片状结构和第二层片状结构,且第五线圈702和第六线圈703也是经由相同的绕线方式,使它们的片状结构内缘切齐第一绕线部510内缘,而片状结构外缘尽可能接近第一绕线部510外缘。
第一线圈500的第一A接线部520以及第一B接线部530沿着与柱体103轴向垂直的平面延伸出容置空间101后,分别朝向定位板300弯折,然后使第一A下延伸部522及第一B下延伸部532分别穿过定位板300的第一A定位孔311以及第一B定位孔312。其中,因为第一A定位孔311与第一B定位孔312相对于穿过定位板300的固定孔380的柱体103的距离D1固定,所以可藉此较便利地控制使第一A下延伸部522及第一B下延伸部532相对于磁芯体100的距离达到安全绝缘距离,省略或减少在第一A接线部520以及第一B接线部530上使用的包覆材料。此外,因为本发明变压器900的下述构造:第一线圈500所使用的扁平片状绝缘导线圈及第二线圈700所使用的三层绝缘导线圈,均是预先以机械绕线成形,相较于先前技术以手工方式绕线,其形状及尺寸较一致,所以组装后的本发明900具有较佳的质量稳定性。
本发明第一线圈500的扁平片状绝缘导线圈制作方法:先将圆形铜线加工成为扁平片状,再使用绕线工具弯折生产出所需的圈数,最后再使用折脚工具折出第一A接线部520所需L形状。如此使用扁平片状绝缘导线是为了让铜片截面积最大化,进而改善第一线圈500所能承受电流大小上限,并改善第一线圈500的散热效率。
因本发明变压器适用于跨AC&DC端,因此安规法规上有要求AC&DC端的线圈隔离距离需多少,而此隔离距离可使用挡墙胶带来满足所需的隔离距离,故本发明第二线圈700所使用的三层绝缘导线圈,相关三层绝缘线是经过UL验证,且铜线的耐压可使用在跨AC&DC端的线圈上
另一方面,以较佳实施例而言,第一绕线部510及第二绕线部710实质上相互重叠。更具体而言,如图2A所示,当第一绕线部510和第二绕线710内径尺寸相同时,第一绕线部510有第一内外径差d1,第二绕线710有第二内外径差d2,其中第一内外径差d1减去第二内外径差d2(即d1-d2)的绝对值小于1.5mm,亦即|d1-d2|<1.5mm。藉此,控制第一绕线部510和第二绕线710两者间的外径差异,可减少漏感。当然于其他状况下,如:第一绕线部510和第二绕线710外径尺寸相同,控制第一绕线部510和第二绕线710两者间的外径差异,也可减少漏感。
在不同实施例中,可以视设计或使用需求调整本发明变压器900中设置的线圈数量及配置方式。例如在图2A所示的实施例中,变压器900更包含第三线圈600,第三线圈600具有第三绕线部610、第三A接线部620以及第三B接线部630。如图3所示,第三绕线部610位于容置空间101内且实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,亦即沿着X轴-Y轴平面绕线,而柱体103穿过第三绕线部610,其中第三A接线部620具有第三A上延伸部621及第三A下延伸部622,其中第三A上延伸部621与第三A下延伸部622具有夹角γ,第三A上延伸部621邻接第三绕线部610,且第三A下延伸部622穿过第一A定位孔311;其中第三B接线部630具有第三B上延伸部631及第三B下延伸部632,其中第三B上延伸部631与第三B下延伸部632具有夹角δ,第三B上延伸部631邻接第三绕线部610,且第三下延伸部632穿过第一B定位孔312。
更具体而言,第三线圈600也是由扁平片状绝缘导线绕成的线圈,其绕线部份为第三绕线部610,而绕线部分相反的两端部分别为第三A接线部620以及第三B接线部630。第三A接线部620以及第三B接线部630沿着与柱体103轴向垂直的平面延伸出容置空间101后,分别朝向定位板300弯折形成夹角γ以及夹角δ,然后分别穿过第一A定位孔311以及第一B定位孔312。
如图2A及图4所示,在较佳实施例中,第一A上延伸部521、第一B上延伸部531、第三A上延伸部621、第三B上延伸部631实质上均沿着X轴延伸,第一A上延伸部521与第三A上延伸部621在Z轴方向投影至少部分重叠,第一B上延伸部531与第三B上延伸部631在Z轴方向投影至少部分重叠。第一A下延伸部522、第一B下延伸部532、第三A下延伸部622、第三B下延伸部632实质上均沿着Z轴延伸,第一A下延伸部522与第三A下延伸部622在X轴方向投影至少部分重叠,第一B下延伸部532与第三B下延伸部632在X轴方向投影至少部分重叠。因为第一A下延伸部522与第三A下延伸部622均是从第一A定位孔311穿过,而第一B下延伸部532与第三B下延伸部632均是从第一B定位孔312穿过,藉由上述设置,可使第一A下延伸部522及第一B下延伸部532分别较靠近第三A下延伸部622及第三B下延伸部632,从而让需要足够让其穿过的第一A定位孔311及第一B定位孔312的孔径能够减小。
第一线圈500和第三线圈600可视使用或设计需求并联连接。如图4所示的实施例,第一A下延伸部522与第三A下延伸部622在穿过第一A定位孔311后,在定位板300下方焊接在一起(在本案图式中,以Z轴箭头方向为上方);第一B下延伸部532与第三B下延伸部632在穿过第一B定位孔312后,在定位板300下方焊接在一起。如此,即可使第一绕线部510与第三绕线部610构成并联连接。在此实施例中,是透过设置焊料400完成焊接以达成耦接效果,然而在不同实施例中,亦可使用黏贴导电胶带等手段达成耦接效果。
第一A下延伸部522与第三A下延伸部622在穿过第一A定位孔311时,可藉由黏性材料(未绘示)将第一A下延伸部522与第三A下延伸部622中段固定在定位板300上;第一B下延伸部532与第三B下延伸部632在穿过第一B定位孔312时,可藉由黏性材料410将第一B下延伸部532与第三B下延伸部632中段固定在定位板300上。其中,黏性材料包含例如环氧树脂。
如图2A和图4所示之实施例,第一A接线部520在X轴-Z轴平面(即X轴和Z轴所形成的平面)上的投影为第一L形,第三A接线部620在X轴-Z轴平面上的投影为第二L形,第三A上延伸部621长度大于第一A上延伸部521长度,其中第三A下延伸部622长度大于第一A下延伸部522长度,且如图3所示,在容置空间101中,第三绕线部610位置高于第一绕线部510位置,使第三A接线部620延伸在第一A接线部520的上方和外侧,使第一L形和第二L形具有实质相同的弯折角度,较佳均为90度。
如图2A所示的实施例,变压器900更包含第四线圈800,第四线圈800具有第四绕线部810、第四A接线部820、以及第四B接线部830。如图3所示的实施例,第四绕线部810位于容置空间101内且实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体103穿过第四绕线部810,第一端部310更具有第三A定位孔313与第三B定位孔314;其中第四A接线部820具有第四A上延伸部821及第四A下延伸部822,其中第四A上延伸部821与第四A下延伸部822具有夹角ε,第四A上延伸部821邻接第四绕线部810,且第四A下延伸部822穿过第三A定位孔313;其中第四B接线部830具有第四B上延伸部831及第四B下延伸部832,其中第四B上延伸部831与第四B下延伸部832具有夹角ζ,第四B上延伸部831邻接第四绕线部810,且第四下延伸部832穿过第三B定位孔314。
如图2A及图4所示,在较佳实施例中,第一A上延伸部521、第一B上延伸部531、第四A上延伸部821、第四B上延伸部831实质上均沿着X轴延伸,第一A上延伸部521与第四A上延伸部821在Z轴方向投影至少部分重叠,第一B上延伸部531与第四B上延伸部831在Z轴方向投影至少部分重叠。第一A下延伸部522、第一B下延伸部532、第四A下延伸部822、第四B下延伸部832实质上均沿着Z轴延伸,第一A下延伸部522与第四A下延伸部822在X轴方向投影至少部分重叠,第一B下延伸部532与第四B下延伸部832在X轴方向投影至少部分重叠。
进一步而言,在不同实施例中,线圈的下延伸部不限于穿过同一个定位孔。例如在图2A及图4所示实施例中,第一A下延伸部522与第三A下延伸部622均是从第一A定位孔311穿过,而第四A下延伸部822则是从第三A定位孔313穿过;第一B下延伸部532与第三B下延伸部632均是从第一B定位孔312穿过,而第四下延伸部832则是从第三B定位孔314穿过。即使如此,仍可透过尽量让线圈延伸部重叠的方式让延伸部之间的间隙减少,并使结构外观更为简洁、组装更为便利、成品质量更为稳定。
第一线圈500和第四线圈800可视使用或设计需求并联连接。如图4所示的实施例,第一A下延伸部522与第四A下延伸部822在分别穿过第一A定位孔311与第三A定位孔313后,第一A下延伸部522与第四A下延伸部822在定位板300下方焊接在一起;第一B下延伸部532与第四B下延伸部832在分别穿过第一B定位孔312与第三B定位孔314后,第一B下延伸部522与第四B下延伸部822在定位板300下方焊接在一起,使第一绕线部510与第四绕线部810构成并联连接。在此实施例中,是透过设置焊料400完成焊接以达成耦接效果,然而在不同实施例中,亦可使用黏贴导电胶带等手段达成耦接效果。
第一A下延伸部522与第四A下延伸部822在分别穿过第一A定位孔311与第三A定位孔313时,可藉由黏性材料(未绘示)将第一A下延伸部522中段与第四A下延伸部822中段固定在定位板300上;第一B下延伸部532与第四B下延伸部832在分别穿过第一B定位孔312与第三B定位孔314时,可藉由黏性材料(未绘示)将第一B下延伸部532中段与第四B下延伸部832中段固定在定位板300上。其中,黏性材料包含例如环氧树脂。
如图4所示的实施例,第一A接线部520在X轴-Z轴平面上的投影为第一L形,第四A接线部820在X轴-Z轴平面上的投影为第三L形,第四A上延伸部821长度大于第一A上延伸部521长度,其中第四A下延伸部822长度大于第一A下延伸部522长度,且如图3所示,在容置空间101中,第四绕线部810位置高于第一绕线部510位置,使第四A接线部820延伸在第一A接线部520的上方和外侧,使第一L形和第二L形具有实质相同的弯折角度,较佳为90度。
以不同角度观之,前述图2A所示实施例中的第一线圈500、第三线圈600及第四线圈800可视为一个线圈组,而第二线圈700、第五线圈702和第六线圈703则可视为另一个线圈组。在不同实施例中,线圈组包含的线圈数量可以视使用和设计需求增减;且第二线圈700、第五线圈702、第六线圈703可视使用或设计需求串、并联连接,并不以此实施例为限。。此外,定位板300的第一A定位孔311可与第一B定位孔312连通,第三A定位孔313可与第三B定位孔314连通。
更具体而言,如图5所示的实施例,变压器9000包含磁芯体1000、定位板3000、第一线圈组5000、第二线圈组7000。磁芯体1000具有容置空间1101与柱体1103,容置空间1101环绕柱体1103,柱体1103沿着Z轴延伸。定位板3000具有第一端部3100、第二端部3200及固定孔3800,其中第一端部3100具有两个第一定位孔3110。柱体1103穿过固定孔3800,定位板3000沿着X轴-Y轴平面延伸,该X轴-Y轴平面是由X轴和Y轴共同构成的平面,X轴、Y轴与Z轴三者相互垂直。其中,磁芯体1000由分别具有凸柱而剖面为E字形的两磁芯1110、1120共同构成,而当两磁芯1110、1120的凸柱以互相朝向对方的方式相邻,两者的凸柱即共同形成柱体1103,两磁芯1110、1120间环绕柱体1103的空间即为容置空间1101。
第一线圈组5000包含至少一线圈,每一线圈具有第一绕线部5100以及第一接线部5200,第一绕线部5100位于容置空间1101内实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体1103穿过第一绕线部5100,第一接线部5200具有第一部5210及第二部5220,其中第一部5210与第二部具5220有夹角θ,且第二部5220穿过第一定位孔3110,第一部5210邻接第一绕线部5100。第二线圈组7000包含至少一线圈,每一线圈具有第二绕线部7100以及第二接线部7200,第二绕线部7100位于容置空间1101内且实质上沿着X轴-Y轴平面延伸,柱体1103穿过第二绕线部7100,第二接线部7200凸出于磁芯体1000外且朝第二端部3200延伸。夹角θ大致为90度,但不以此为限。
如图5所示的实施例,第一线圈组5000距有第一内外径差d1,第二线圈组7000有第二内外径差d2,其中第一内外径差d1减去第二内外径差d2的绝对值小于1.5mm。第一线圈组5000由M个扁平片状绝缘导线圈所组成,第二线圈组7000由N个绝缘导线圈所组成,M及N为整数。在此实施例中,M=3,N=3。然而在不同实施例中,M、N可依使用或设计需求加以增减。以较佳实施例而言,M个扁平片状绝缘导线圈与N个绝缘导线圈以交错方式排列,亦即第一线圈组5000和第二线圈组7000实质上交错重叠。M个扁平片状绝缘导线圈的第一接线部5200互相重叠,M大于1。M个扁平片状绝缘导线圈电性并联,M大于1。N个绝缘导线圈电性串联,N大于1。
如图5所示的实施例,第二端部3200具有复数个第二定位孔3210,第二绕线部7100的末端穿过复数个第二定位孔3210,第二定位孔3210与磁芯体1000之间具有安全绝缘距离D2。磁芯体1000包含第一磁芯1110与第二磁芯1120,其分别为剖面E字形的磁芯。在一实施例中,第一线圈组5000的电流大于第二线圈组7000电流。
如图5所示之实施例,第一线圈组5000为扁平片状绝缘导线圈,第二线圈组7000为三层绝缘导线。然而在不同实施例中,两者可相同,例如均为扁平片状绝缘导线圈,或均为三层绝缘导线。
虽然前述的描述及图式已揭示本发明之较佳实施例,必须了解到各种增添、许多修改和取代可能使用于本发明较佳实施例,而不会脱离如所附申请专利范围所界定的本发明原理之精神及范围。熟悉本发明所属技术领域之一般技艺者将可体会,本发明可使用于许多形式、结构、布置、比例、材料、组件和组件的修改。因此,本文于此所揭示的实施例应被视为用以说明本发明,而非用以限制本发明。本发明的范围应由后附申请专利范围所界定,并涵盖其合法均等物,并不限于先前的描述。
Claims (26)
1.一种变压器,其特征在于,包含:
磁芯体,具有容置空间与柱体,该容置空间环绕该柱体,该柱体沿着Z轴延伸;
定位板,具有第一端部、第二端部以及固定孔,其中该第一端部具有第一A定位孔与第一B定位孔,该柱体穿过该固定孔,该定位板沿着X轴-Y轴平面延伸,该X轴-Y轴平面是由X轴和Y轴共同形成的平面,该X轴、该Y轴与该Z轴三者相互垂直;
第一线圈,该第一线圈具有第一绕线部、第一A接线部以及第一B接线部,该第一绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第一绕线部;及
第二线圈,该第二线圈具有第二绕线部以及第二接线部,该第二绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第二绕线部,该第二接线部凸出于该磁芯体外并朝该第二端部延伸;
其中该第一A接线部具有第一A上延伸部及第一A下延伸部,其中该第一A上延伸部与第一A下延伸部具有夹角,该第一A上延伸部邻接该第一绕线部,且该第一A下延伸部穿过该第一A定位孔,其中该第一B接线部具有第一B上延伸部及第一B下延伸部,其中该第一B上延伸部与第一B下延伸部具有夹角,该第一B上延伸部邻接该第一绕线部,且该第一B下延伸部穿过该第一B定位孔。
2.如权利要求1所述的变压器,其特征在于,该第一A上延伸部沿着该X轴-Y轴平面延伸,该第一A下延伸部沿着该z轴方向延伸,该夹角为90度。
3.如权利要求1所述的变压器,其特征在于,还包含第三线圈,该第三线圈具有第三绕线部、第三A接线部以及第三B接线部,该第三绕线部位于该容置空间内沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第三绕线部,其中该第三A接线部具有第三A上延伸部及第三A下延伸部,其中该第三A上延伸部与第三A下延伸部具有夹角,该第三A上延伸部邻接该第三绕线部,且该第三A下延伸部穿过该第一A定位孔;其中该第三B接线部具有第三B上延伸部及第三B下延伸部,其中该第三B上延伸部与第三B下延伸部具有夹角,该第三B上延伸部邻接该第三绕线部,且该第三下延伸部穿过该第一B定位孔。
4.如权利要求3所述的变压器,其特征在于,该第一A上延伸部、第一B上延伸部、第三A上延伸部、第三B上延伸部均沿着该X轴延伸,该第一A上延伸部与该第三A上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠,该第一B上延伸部与该第三B上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠。
5.如权利要求3所述的变压器,其特征在于,该第一A下延伸部、第一B下延伸部、第三A下延伸部、第三B下延伸部均沿着该Z轴延伸,该第一A下延伸部与该第三A下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠,该第一B下延伸部与该第三B下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠。
6.如权利要求3所述的变压器,其特征在于,该第一A下延伸部与该第三A下延伸部在穿过该第一A定位孔后,在该定位板下方焊接在一起;该第一B下延伸部与该第三B下延伸部在穿过该第一B定位孔后,在该定位板下方焊接在一起;使该第一绕线部与该第三绕线部构成并联连接。
7.如权利要求3所述的变压器,其特征在于,该第一A下延伸部与该第三A下延伸部在穿过该第一A定位孔时,藉由黏性材料将该第一A下延伸部中段与该第三A下延伸部中段固定在该定位板上;该第一B下延伸部与该第三B下延伸部在穿过该第一B定位孔时,藉由黏性材料将该第一B下延伸部中段与该第三B下延伸部中段固定在该定位板上。
8.如权利要求3所述的变压器,其特征在于,该第一A接线部在X轴-Z轴平面上的投影为第一L形,该第三A接线部在该X轴-Z轴平面上的投影为第二L形,该第三A上延伸部长度大于第一A上延伸部长度,其中该第三A下延伸部长度大于第一A下延伸部长度,且在该容置空间中,该第三绕线部位置高于该第一绕线部位置,使该第三A接线部延伸在该第一A接线部的上方和外侧,使该第一L形和该第二L形具有相同的弯折角度,该X轴-Z轴平面是由该X轴和该Z轴所共同形成的平面。
9.如权利要求1所述的变压器,其特征在于,还包含第四线圈,该第四线圈具有第四绕线部、第四A接线部、以及第四B接线部,该第四绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第四绕线部,该第一端部更具有第三A定位孔与第三B定位孔;
其中该第四A接线部具有第四A上延伸部及第四A下延伸部,其中该第四A上延伸部与第四A下延伸部具有夹角,该第四A上延伸部邻接该第三绕线部,且该第四A下延伸部穿过该第三A定位孔;
其中该第四B接线部具有第四B上延伸部及第四B下延伸部,其中该第四B上延伸部与第四B下延伸部具有夹角,该第四B上延伸部邻接该第四绕线部,且该第四下延伸部穿过该第三B定位孔。
10.如权利要求9所述的变压器,其特征在于,该第一A上延伸部、第一B上延伸部、第四A上延伸部、第四B上延伸部均沿着该X轴延伸,该第一A上延伸部与该第四A上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠,该第一B上延伸部与该第四B上延伸部在Z轴方向投影至少部分重叠。
11.如权利要求9所述的变压器,其特征在于,该第一A下延伸部、第一B下延伸部、第四A下延伸部、第四B下延伸部均沿着该Z轴延伸,该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠,该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在X轴方向投影至少部分重叠。
12.如权利要求9所述的变压器,其特征在于,
该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在分别穿过该第一A定位孔与该第三A定位孔后,该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在该定位板下方焊接在一起;
该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在分别穿过该第一B定位孔与该第三B定位孔后,该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在该定位板下方焊接在一起,使该第一绕线部与该第四绕线部构成并联连接。
13.如权利要求9所述的变压器,其特征在于,
该第一A下延伸部与该第四A下延伸部在分别穿过该第一A定位孔与该第三A定位孔时,藉由黏性材料将该第一A下延伸部中段与该第四A下延伸部中段固定在该定位板上;
该第一B下延伸部与该第四B下延伸部在分别穿过该第一B定位孔与该第三B定位孔时,藉由黏性材料将该第一B下延伸部中段与该第四B下延伸部中段固定在该定位板上。
14.如权利要求9所述的变压器,其特征在于,该第一A接线部在X轴-Z轴平面上的投影为第一L形,该第四A接线部在该X轴-Z轴平面上的投影为第三L形,该第四A上延伸部长度大于第一A上延伸部长度,其中该第四A下延伸部长度大于第一A下延伸部长度,且在该容置空间中,该第四绕线部位置高于该第一绕线部位置,使该第四A接线部延伸在该第一A接线部的上方和外侧,使该第一L形和该第二L形具有相同的弯折角度,该X轴-Z轴平面是由该X轴和该Z轴所共同形成的平面。
15.如权利要求1所述的变压器,其特征在于,该第二绕线部在Z轴方向包含第一层片状结构与第二层片状结构,该第二线圈的绕线方式为:该绝缘线先在该X轴-Y轴平面上绕出该第一层片状结构,使该第一层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第一层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘;然后该绝缘线尾端在该Z轴方向上改变位置,开始绕出第该二层片状结构,使该第二层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第二层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘。
16.一种变压器,其特征在于,包含:
磁芯体,具有容置空间与柱体,该容置空间环绕该柱体,该柱体沿着Z轴延伸;
定位板,具有第一端部、第二端部及固定孔,其中该第一端部具有两个第一定位孔,该柱体穿过该固定孔,该定位板沿着X轴-Y轴平面延伸,该X轴-Y轴平面是由X轴和Y轴共同形成的平面,该X轴、该Y轴与该Z轴三者相互垂直;
第一线圈组,包含至少一线圈,每一线圈具有第一绕线部以及第一接线部,该第一绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第一绕线部,该第一接线部具有第一部及第二部,其中该第一部与第二部具有夹角,且该第二部穿过该第一定位孔;及
第二线圈组,包含至少一线圈,每一线圈具有第二绕线部以及第二接线部,该第二绕线部位于该容置空间内并沿着该X轴-Y轴平面延伸,该柱体穿过该第二绕线部,该第二接线部凸出于该磁芯体外并朝该第二端部延伸。
17.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该第一线圈组距有第一内外径差,该第二线圈组有第二内外径差,其特征在于,该第一内外径差减去该第二内外径差的绝对值小于1.5mm。
18.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该第一线圈组由M个扁平片状绝缘导线圈所组成,该第二线圈组由N个三层绝缘导线圈所组成,M及N为整数。
19.如权利要求18所述的变压器,其特征在于,该M个扁平片状绝缘导线圈与该N个三层绝缘导线圈以交错方式排列。
20.如权利要求18所述的变压器,其特征在于,M个扁平片状绝缘导线圈的第一接线部互相重叠,M大于1。
21.如权利要求18所述的变压器,其特征在于,该M个扁平片状绝缘导线圈电性并联,M大于1。
22.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该第二端部具有复数个第二定位孔,该第二绕线部的末端穿过该复数个第二定位孔,该第二定位孔与该磁芯之间具有安全绝缘距离。
23.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该磁芯包含第一磁芯及第二磁芯,该第一磁芯与该第二磁芯分别为剖面E字形的磁芯。
24.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该第一线圈组为扁平片状绝缘导线圈,该第二线圈组为三层绝缘导线。
25.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该夹角为90度。
26.如权利要求16所述的变压器,其特征在于,该第二绕线部在Z轴方向包含第一层片状结构与第二层片状结构,该第二线圈的绕线方式为:该绝缘线先在该X-Y轴平面上绕出该第一层片状结构,使该第一层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第一层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘;然后该绝缘线尾端在该Z轴方向上改变位置,开始绕出第该二层片状结构,使该第二层片状结构内缘切齐该第一绕线部内缘,而该第二层片状结构外缘接近该第一绕线部外缘。
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