TWI394184B - 整合式磁性元件 - Google Patents

Description

整合式磁性元件

本案係關於一種整合式磁性元件，尤指一種整合了電流感應器之整合式磁性元件。

一般而言，電器設備中常設有許多磁性元件，其中變壓器即為一常見之磁性元件，其係利用電能、磁能轉換感應原理而調整電壓，使電壓達到電器設備能夠適用的範圍。

以伺服器(server)之電路為例，其必須透過電流感應器，例如：比流器(current transformer)來偵測變壓器的電流。請參閱第一圖，其係為習知變壓器及電流感應器設置於系統電路板之示意圖，如圖所示，習知之變壓器10與電流感應器11係分別設置於系統電路板1上，而變壓器10之初級繞組出線端所形成之端部101和電流感應器11之出線端所構成之導接端111係分別焊接於系統電路板1的預設位置上，此外，電流感應器11具有中央孔洞110及穿過中央孔洞110之一導線112，而導線112同樣焊接於系統電路板1上，至於變壓器10之初級繞組的端部101和電流感應器11之導線112則透過系統電路板1之佈局線路(trace，未圖示)電性連接，以利用電流感應器11將高電流轉為低電流而便於機器量測變壓器10之電流值。

然而變壓器10與電流感應器11各自獨立配置會佔據系統電路板1上大量的空間，將使系統電路板1產生一些不易運用之畸零空間，因此並無法符合電子設備小型化之發 展趨勢。此外，由於變壓器10和電流感應器11之導線112之間必須透過系統電路板1之佈局線路電性連結，不但組裝不便且可能造成電能的損耗。

有鑑於此，如何發展一種整合式之磁性元件，俾解決習知技術之缺失，實為相關技術領域者目前所迫切需要解決之問題。

本案之主要目的為提供一種整合式磁性元件，其係將電流感應器設置於變壓器上以整合為一整合式磁性元件，並使變壓器之初級繞組的端部直接穿過電流感應器之中央孔洞，俾解決習知變壓器與電流感應器分別設置於系統電路板上所可能造成之空間浪費以及電能損耗，藉此提升系統電路板之空間利用率及整合式磁性元件之效能，使應用此整合式磁性元件之電子設備能夠符合小型化、高效率的發展趨勢。

為達上述目的，本案之一較廣實施態樣為提供一種整合式磁性元件，其係設置於系統電路板上，整合式磁性元件包括第一磁性元件及第二磁性元件，第一磁性元件包括：初級繞組，其具有至少一端部；次級繞組，其係對應於初級繞組設置；磁芯組，其係套設於初級繞組及次級繞組上且部分為初級繞組及次級繞組所包覆；以及容置槽；而第二磁性元件具有中央孔洞及複數個導接端，第二磁性元件係容置於第一磁性元件之容置槽中並利用導接端與系統電路板電性連接，而第一磁性元件之初級繞組之端部係穿過第二磁性元件之中央孔洞並與系統電路 板電性連接。

根據本案之構想，其中第一磁性元件更具有繞線基座，繞線基座包括：本體，其兩相對側分別具有側壁；以及貫穿通道，其係貫穿側壁及本體，俾容收部份之磁芯組。

根據本案之構想，其中第一磁性元件之繞線基座之本體及側壁共同定義出繞線部，而初級繞組及次級繞組係為導線，其係設置於繞線部上。

根據本案之構想，其中第一磁性元件之繞線基座更包括第一延伸部，其係由側壁延伸而出且設有複數個接腳，俾使整合式磁性元件透過接腳設置於系統電路板上，而第一磁性元件之容置槽係設置於繞線基座之第一延伸部中，且第一延伸部更包括：第一貫穿部及第二貫穿部，其係對應於第二磁性元件之中央孔洞設置並與容置槽相連通，俾使初級繞組之端部穿過第二貫穿部、中央孔洞及第一貫穿部而與系統電路板電性連接；以及複數個凹槽，其係設置於容置槽之邊緣，俾引導第二磁性元件之導接端與鄰近之第一磁性元件之接腳電性連接。

根據本案之構想，其中第一磁性元件之繞線基座更包括第二延伸部，其係相對於第一延伸部由側壁延伸而出，而第一磁性元件之容置槽係設置於繞線基座之第二延伸部中，且第二延伸部更包括：第一貫穿部及第二貫穿部，其係對應於第二磁性元件之中央孔洞設置並與容置槽相連通，俾使初級繞組之端部穿過第二貫穿部、中央孔 洞及第一貫穿部而與系統電路板電性連接；以及複數個第三貫穿部，其係與容置槽相連通，而第二磁性元件之導接端係部分容置於第三貫穿部中。

根據本案之構想，其中第一磁性元件之繞線基座更包括複數個隔板，其係設置於本體上並與側壁及本體共同定義出繞線部，而複數個隔板之間定義出容置部，容置部係部份與貫穿通道相連通，而第一磁性元件之初級繞組係為導線，其係設置於繞線基座之繞線部上，次級繞組係為複數個導電片，其係設置於繞線基座之兩相對側及容置部中，俾使整合式磁性元件透過次級繞組設置於系統電路板上，至於第一磁性元件之容置槽係設置於繞線基座之側壁上，且容置槽更包括：第一貫穿部，其係對應於第二磁性元件之中央孔洞，俾使初級繞組之端部穿過中央孔洞及第一貫穿部而與系統電路板電性連接；以及至少一第二貫穿部，其中第二磁性元件之導接端係部份穿過第二貫穿部而與系統電路板電性連接。

根據本案之構想，其中第一磁性元件更包括套蓋，套蓋係套設於磁芯組上，而容置槽係設置於套蓋上，且容置槽更包括：第一貫穿部，其係對應於第二磁性元件之中央孔洞，俾使初級繞組之端部穿過中央孔洞及第一貫穿部而與系統電路板電性連接；以及至少一第二貫穿部，其中第二磁性元件之導接端係部份穿過第二貫穿部而與系統電路板電性連接。

根據本案之構想，其中磁芯組包括第一磁芯部及第二磁芯部，第一磁芯部係穿設於第一磁性元件之繞線基座之 貫穿通道中，而第二磁芯部則套設於初級繞組及次級繞組上。

根據本案之構想，其中第一磁性元件為變壓器，而第二磁性元件為電流感應器。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。

請參閱第二圖，其係為本案第一較佳實施例之整合式磁性元件結構示意圖。如第二圖所示，整合式磁性元件2可設置於例如伺服器等電子設備、系統或裝置之系統電路板3上，但不以此為限。而整合式磁性元件2主要包括第一磁性元件20以及第二磁性元件21(如第三圖及第五圖所示)，其中第二磁性元件21係為由導線210纏繞環型磁芯所構成之結構，且具有一中央孔洞211及由導線210之兩出線端所形成之導接端212(如第三圖所示)，於本實施例中，第二磁性元件21可為偵測第一磁性元件20電流的電流感應器，例如：比流器(current transformer)，而第一磁性元件20則可為一變壓器，但不以此為限。

請參閱第三圖並配合第四圖，其中第三圖係為本案第二圖所示之整合式磁性元件之拆解底視圖，而第四圖係為第三圖所示之第一磁性元件之繞線基座的結構示意圖。如第三圖所示，第一磁性元件20具有初級繞組201、次級繞組202、磁芯組203以及容置槽204，於本實施例中， 第一磁性元件20更包括一繞線基座200，而初級繞組201和次級繞組202皆為導線，例如：漆包線，其可纏繞於繞線基座200上，至於繞線基座200可為由塑料製成之一體成型結構，其可包括本體2001、側壁2002及貫穿通道2003等部分(如第四圖所示)，其中本體2001可為柱狀結構，其兩相對側各自設有側壁2002，以利用側壁2002和本體2001共同定義出一繞線部2005供初級繞組201和次級繞組202之導線纏繞(如第三圖所示)，而貫穿通道2003則沿著繞線基座200之本體2001的軸心a貫穿側壁2002及本體2001，使繞線基座200實質上呈一空心柱狀結構，於本實施例中，繞線基座200之本體2001、側壁2002和貫穿通道2003皆可為圓形，但其形狀實無所設限。此外，本實施例之繞線基座200更可包括一第一延伸部2004，其係為由側壁2002之邊緣延伸而出的座體，且第一延伸部2004之底部設有複數個接腳2006，接腳2006係由導電材質所構成，俾使整合式磁性元件2可利用接腳2006設置於系統電路板3上(如第二圖所示)。

請再參閱第四圖，於本實施例中，第一磁性元件20之容置槽204係設置於繞線基座200之其中一個第一延伸部2004中，換言之，容置槽204係為埋設於第一延伸部2004中之槽體，且容置槽204與第一延伸部2004以一體成型為佳，亦即於本實施例中，可利用塑料形成一體成型之繞線基座200，並於第一延伸部2004預留一開口位於第一延伸部2004底部之槽體以作為第一磁性元件20之容置槽204，至於容置槽204之深度及長度約大於等於第二 磁性元件21之外徑，而容置槽204之寬度實質上則大於等於第二磁性元件21之厚度，俾利用第一磁性元件20的容置槽204容收第二磁性元件21，以便將第二磁性元件21埋設於第一磁性元件20之繞線基座200的第一延伸部2004中而整合為單一的整合式磁性元件2(如第五圖所示)。

請再參閱第四圖，第一磁性元件20其設有容置槽204之繞線基座200的第一延伸部2004更可增設第一貫穿部2007和第二貫穿部2008，其中第一貫穿部2007及第二貫穿部2008係位於第一延伸部2004的兩相對側並與容置槽204相連通，且第一、第二貫穿部2007、2008係對應於第二磁性元件21之中央孔洞211設置，於本實施例中，第一貫穿部2007可為圓型之穿孔，其孔徑係大於等於第一磁性元件20之初級繞組201的端部2010的線徑，而第二貫穿部2008則可為延伸至第一延伸部2004底部邊緣之缺口，俾藉由第一貫穿部2007及第二貫穿部2008之設置而引導初級繞組201之端部2010穿設；此外，第一延伸部2004更可於容置槽204之邊緣設置複數個凹槽2009，於本實施例中，為配合第二磁性元件21之導接端212，凹槽2009的數目以兩個為佳，但不以此為限，是以當第二磁性元件21容置於容置槽204中時，可利用凹槽2009引導第二磁性元件21之導接端212與第一磁性元件20之繞線基座200之第一延伸部2004上鄰近的接腳2006電性連接(如第五圖所示)。

請再參閱第三圖並配合第五圖，其中第五圖係為第三圖所示之整合式磁性元件組裝完成示意圖，於組裝第一磁 性元件20時，第一磁性元件20之初級繞組201和次級繞組202可重疊地設置於繞線基座200之繞線部2005上，舉例而言，於本實施例中，可利用三明治繞法(sandwich winding)將初級繞組201預設圈數之一半先行纏繞於繞線基座200的繞線部2005上，而次級繞組202再對應於初級繞組201地包覆於初級繞組201上，最後再於次級繞組202外纏繞初級繞組201剩餘之圈數，以利用初級繞組201將次級繞組202夾設於其間，至於初級繞組201和次級繞組202之間係以絕緣介質205，例如：絕緣膠帶，使彼此絕緣分離。當初級繞組201、次級繞組202繞設完成後，初級繞組201之導線可預留一端部2010，例如：出線端，俾利用端部2010與第二磁性元件21相組配，至於初級繞組201和次級繞組202之其餘端部則可利用纏繞或焊接等方式設置於第一磁性元件20其繞線基座200之第一延伸部2004的對應接腳2006上，以完成初級繞組201和次級繞組202之配置。而本案第三圖最外層之初級繞組201係截斷部份，俾以清楚圖示初級繞組201和次級繞組202之間的關係。

至於本實施例之第一磁性元件20的磁芯組203可為EE鐵芯組，但不以此為限，其主要包括第一磁芯部2031和第二磁芯部2032，其中第一磁芯部2031之形狀可與第一磁性元件20之繞線基座200的貫穿通道2003形狀相符，且第一磁芯部2031之外徑約小於等於貫穿通道2003，是以可將磁芯組203之第一磁芯部2031穿設並容收於繞線基座200的貫穿通道2003中，使第一磁芯部2031為初級繞組 201和次級繞組202所包覆，而此時第二磁芯部2032則部分環繞於繞線基座200之外圍以套設在初級繞組201和次級繞組202上，俾完成第一磁性元件20之組裝。

請再參閱第三圖並配合第五圖，當第二磁性元件21欲與第一磁性元件20整合為整合式磁性元件2時，係將第二磁性元件21容置於第一磁性元件20之容置槽204中，並將第二磁性元件21之導接端212藉由凹槽2009之引導，而與鄰近之第一磁性元件20的接腳2006利用如纏繞或焊接等方式形成電性連接，又由於第二磁性元件21之中央孔洞211係對應於第一磁性元件20其繞線基座200之第一延伸部2004上的第一貫穿部2007和第二貫穿部2008，因此第一磁性元件20之初級繞組201所預留之的端部2010便可依序穿過第二貫穿部2008、第二磁性元件21之中央孔洞211和第一貫穿部2007而相對於繞線基座200之第一延伸部2004凸出，以組成如本案第五圖所示之整合式磁性元件2。當然，於一些實施例中，更可選擇性地利用黏著介質(未圖示)將第二磁性元件21黏著於第一磁性元件20之容置槽204中，以避免第二磁性元件21自容置槽204中脫離。

請再參閱第五圖並配合第二圖，組裝完成之整合式磁性元件2主要係利用第一磁性元件20之繞線基座200其第一延伸部2004上的接腳2006透過焊料22設置於系統電路板3的預設位置上，是以第一磁性元件20之初級繞組201、次級繞組202與接腳2006相連之端部及第二磁性元件21與接腳2006相連之導接端212便可進一歩與系統電路板3 形成電性連接，至於第一磁性元件20之初級繞組201相對於第一延伸部2004凸出之端部2010則可利用焊料22直接焊接於系統電路板3的預設位置上，俾與系統電路板3電性連接。是以當第一磁性元件20之初級繞組201接收系統電路板3所供應之電源時，次級繞組202便可因電磁感應作用而產生感應電壓輸出至負載(未圖示)，至於第二磁性元件21則可藉由第一磁性元件20之初級繞組201的端部2010穿過其中央孔洞211而利用電磁感應偵測第一磁性元件20之電流。

由此可知，本案利用第一磁性元件20所設置之容置槽204容收第二磁性元件21，不僅可將第一、第二磁性元件20、21加以整合，以避免第二磁性元件21因獨立配置於系統電路板3上而佔用系統電路板3之空間，更可使第一磁性元件20之初級繞組201的端部2010直接穿過第二磁性元件21之中央孔洞211而與系統電路板3電性連接，以改善習知變壓器10和電流感應器11的導線112之間必須利用系統電路板1之佈局線路電性連接所造成的種種不便(如第一圖所示)，使應用整合式磁性元件2的系統電路板3可提高其空間利用率，並減少可能產生的電流損耗。

當然，本案並不限於上述實施態樣，請參閱第六圖，其係為本案第二較佳實施例之整合式磁性元件的結構示意圖。如圖所示，整合式磁性元件4包括第一磁性元件40及第二磁性元件41，其中第一磁性元件40及第二磁性元件41分別為變壓器及例如比流器等電流感應器，但不以此為限，且第二磁性元件41與本案第三圖所示之第二磁性 元件21相同，亦為由導線410纏繞磁芯所構成之結構，且具有一中央孔洞(未圖示)和兩導接端412。至於第一磁性元件40具有初級繞組401、次級繞組402、磁芯組403以及容置槽404，且本實施例之第一磁性元件40同樣包括一繞線基座400，固然繞線基座400的外型與本案第四圖所示之第一較佳實施例之繞線基座200有些許差異，但繞線基座400的結構實質上與本案第四圖所示之繞線基座200相似，亦具有本體、設置於本體兩相對側之側壁4002、貫穿本體及側壁4002之貫穿通道4003、由側壁4002向下延伸設置之第一延伸部4004、由本體和側壁4002所共同定義之繞線部4005、以及由第一延伸部4004底面延伸而出之接腳4006等結構，而第一磁性元件40之初級繞組401、次級繞組402亦為導線，且初級繞組401、次級繞組402、繞線基座400和磁芯組403彼此之間的配置關係皆與本案第一較佳實施例相同，是以不再贅述。

唯於本實施例中，第一磁性元件40之繞線基座400更設有第二延伸部4000，其係相對於第一延伸部4004地由側壁4002朝遠離第一延伸部4004之方向延伸而出，而本實施例之第一磁性元件40的容置槽404係設置於繞線基座400的第二延伸部4000中，換言之，相較於本案第二圖及第五圖之第一較佳實施例，本實施例之第二磁性元件41係藉由設置於第一磁性元件40其繞線基座400上之第二延伸部4000的容置槽404承托而相對設置於第一磁性元件40上，又由於本實施例之繞線基座400之兩個第二延伸部4000上皆可設置容置槽404，是以第二磁性元件41可依 系統電路板(未圖示)之配置而選擇其設置位置。至於第一磁性元件40之繞線基座400的第二延伸部4000除了可於其兩相對側設置對應於第二磁性元件41之中央孔洞的第一貫穿部4007及第二貫穿部4008外，亦可增設複數個第三貫穿部4009，於本實施例中，第一貫穿部4007和第二貫穿部4008亦分別為與容置槽404連通之圓形穿孔及缺口，其結構、用途皆與本案第四圖所示之對應結構相同，而第三貫穿部4009亦與容置槽404連通，且數量以兩個為佳，其係分設於第一貫穿部4007之兩側且形狀與第二貫穿部4008相同，為延伸至第二延伸部4000頂部邊緣之缺口，但不以此為限，以配合第二磁性元件41之導接端412。

請再參閱第六圖，本實施例之整合式磁性元件4的第二磁性元件41可容置於位在第一磁性元件40其繞線基座400之第二延伸部4000的容置槽404中，且第二磁性元件41之導接端412係穿過第三貫穿部4009並部份容置於其中，以利用第三貫穿部4009固定導接端412之位置，並藉由第三貫穿部4009之引導使導接端412可順勢與系統電路板(未圖示)電性連接。而由於第二磁性元件41之中央孔洞係對應於第二延伸部4000之第一貫穿部4007和第二貫穿部4008，因此裝配完成之第一磁性元件40亦可利用其初級繞組401之端部4010依序穿過繞線基座400之第二延伸部4000的第二貫穿部4008、第二磁性元件41之中央孔洞和第一貫穿部4007，進而直接與系統電路板(未圖示)電性連接，而整合式磁性元件4同樣透過接腳4006設置於系統 電路板(未圖示)上而與系統電路板結構連接及電性連接，至於第一、第二磁性元件40、41彼此間的細部關係皆與本案第三圖及第五圖所示之第一較佳實施例相同，是以不再贅述。由此可知，即便本實施例將容置槽404改設於第一磁性元件40之繞線基座400的第二延伸部4000中，仍可利用容置槽404容置第二磁性元件41而節省系統電路板之使用空間，且由於第一磁性元件40之初級繞組401的端部4010可直接穿過第二磁性元件41之中央孔洞而與系統電路板電性連接，因此亦能避免電能的損耗。

請參閱第七圖，其係為本案第三較佳實施例之整合式磁性元件的拆解示意圖。如圖所示，整合式磁性元件5包括第一磁性元件50及第二磁性元件51，其中第二磁性元件51可為比流器等電流感應器，其導線510、中央孔洞511及導接端512等之配置皆與前述之實施例相同，故不贅述；而第一磁性元件50可為變壓器，但不以此為限。於本實施例中，第一磁性元件50包括初級繞組501、次級繞組502、磁芯組503和容置槽504等部份，此外，第一磁性元件50更可包括一繞線基座500，而繞線基座500同樣具有本體、位於本體兩相對側之側壁5002以及貫穿本體、側壁5002之貫穿通道5003等結構，其彼此間的關係與本案之第四圖、第六圖所示之第一、第二較佳實施例相同，唯本實施例之繞線基座500不具有第一延伸部及第二延伸部，且繞線基座500更增設了複數個隔板5004，隔板5004係設置於本體上並介於兩側壁5002之間，俾利用隔板5004、側壁5002和本體共同定義出繞線部5005，至於 複數個隔板5004之間則定義出容置部5006，其係部份與貫穿通道5003相連通，俾以容收部份的次級繞組502。於本實施例中，初級繞組501係為具有至少一端部5010之導線，其可繞設於第一磁性元件50之繞線基座500的繞線部5005上，至於次級繞組502可為複數個導電片，例如：三個導電片，每一導電片係由兩導電層，例如：銅片，之間夾設一絕緣層而製成，但不以此為限，且每一導電片主要可包括導電本體5021和由導電本體5021延伸而出的導電接腳5022，其中導電本體5021之外型係配合繞線基座500之剖面，且具有一對應於繞線基座500之貫穿通道5003的孔洞5023。

請再參閱第七圖，於本實施例中，第一磁性元件50之容置槽504係設置於繞線基座500之側壁5002上，並平行於繞線基座之本體軸向而由側壁5002延伸而出，容置槽504之外型可為半橢圓形的槽體結構，其容積大致與第二磁性元件51相符，以配合第二磁性元件51，但容置槽504之形狀實無所設限，舉凡任何可用以容置第二磁性元件51之結構，例如：矩形、圓形槽體，皆可作為容置槽504，且容置槽504及繞線基座500係以一體成型為佳。此外，容置槽504更包括第一貫穿部5041和至少一第二貫穿部5042，第一貫穿部5041和第二貫穿部5042皆可為設置在容置槽504之底面的圓形穿孔，且第一、第二貫穿部5041、5042皆與容置槽504相連通，又第一貫穿部5041更對應於第二磁性元件51之中央孔洞511，而第二貫穿部5042之數目則可為一個，但不以此為限，使第一磁性元 件50之初級繞組501的端部5010和第二磁性元件51之其中一導接端512可分別穿設於第一貫穿部5041、第二貫穿部5042中。當然，於一些實施例中，亦可於容置槽504上設置兩個第二貫穿部5042，使第二磁性元件51之兩個導接端512皆可穿過第二貫穿部5042而與系統電路板(未圖示)相連。

請再參閱第七圖，於組裝第一磁性元件50時，可將次級繞組502對應於初級繞組501交錯設置，換言之，於本實施例中，係將初級繞組501之導線纏繞於繞線基座500的繞線部5005上，並將次級繞組502最外側之兩導電片分設於繞線基座500之兩相對側，使其導電本體5021緊鄰於繞線基座500之側壁5002，而次級繞組502位於中間之導電片其導電本體5021則容置於繞線基座500之容置部5006中，且由於次級繞組502的每一導電片之孔洞5023係對應於繞線基座500之貫穿通道5003，因此磁芯組503便可利用其第一磁芯部5031穿設於繞線基座500之貫穿通道5003和次級繞組502之孔洞5023中，使第一磁芯部5031為初級繞組501和次級繞組502所包覆，此時磁芯組503之第二磁芯部5032則套覆於初級繞組501和次級繞組502的外圍，俾組成第一磁性元件50。

而當第二磁性元件51欲與第一磁性元件50組裝成整合式磁性元件5時，同樣係將第二磁性元件51容置於設置在第一磁性元件50其繞線基座500之側壁5002的容置槽504中，由於第二磁性元件51之中央孔洞511係對應於容置槽504之第一貫穿部5041，因此第一磁性元件50之初級繞 組501的端部5010可依序穿過第二磁性元件51之中央孔洞511和容置槽504之第一貫穿部5041而直接與系統電路板(未圖示)之預設位置電性連接，至於第二磁性元件51之其中一個導接端512亦可由第二貫穿部5042穿過容置槽504以與系統電路板電性連接；而整合式磁性元件5則利用其第一磁性元件50之次級繞組502相對於繞線基座500凸出之導電接腳5022設置於系統電路板上，且第一磁性元件50之初級繞組501的另一端部(未圖示)和第二磁性元件51未穿設於容置槽504之第二貫穿部5042的導接端512亦可直接焊接於系統電路板之預設位置上，使整合式磁性元件5與系統電路板(未圖示)形成電性連接，因此當第一磁性元件50之初級繞組501接收由系統電路板輸入之電流時，次級繞組502可因應產生感應電流而輸出至負載(未圖示)，至於第二磁性元件51則可藉由初級繞組501之端部5010穿過其中央孔洞511而偵測其電流。

透過上述第一至第三較佳實施例之說明可知，本案可藉由於第一磁性元件之繞線基座上設置容置槽來容置第二磁性元件，俾將第一、第二磁性元件整合為單一之整合式磁性元件，使系統電路板之空間利用更有效率，且由於第一磁性元件之初級繞組的端部係直接穿過第二磁性元件之中央孔洞而與系統電路板電性連接，故可避免電能損耗，而不論容置槽設置於第一磁性元件之繞線基座的第一延伸部(如第五圖所示)、第二延伸部(如第六圖所示)或側壁(如第七圖所示)，其皆可達成相同效果且不影響本案之實施。

請參閱第八圖，其係為本案第四較佳實施例之整合式磁性元件的結構示意圖，如圖所示，本實施例中之整合式磁性元件6亦包括第一磁性元件60及第二磁性元件61，其中第一磁性元件60可為變壓器，其結構實質上與本案第七圖所示之第一磁性元件50之結構相似，亦具有初級繞組601、次級繞組602、磁芯組603、容置槽604以及繞線基座600等結構，其中初級繞組601、次級繞組602、磁芯組603和繞線基座600彼此之間的配置方式與本案第七圖所示之第三較佳實施例完全相同，是以不再贅述；而繞線基座600結構亦與第七圖之繞線基座500相仿，唯本實施例中，第一磁性元件60更包括套蓋605，而容置槽604並非由第一磁性元件60之繞線基座600的側壁6002延伸而出，而是設置於套蓋605上，套蓋605係由絕緣材質所構成，例如：塑膠，其可包括第一側面6051、第二側面6052和由第一、第二側面6051、6052延伸而出的延伸肋6053，俾透過延伸肋6053與磁芯組603相互卡合而將套蓋605套設於磁芯組603上(如第九圖所示)，使整合式磁性元件6可藉由套蓋605之設置而與鄰近且具有較大壓差之電子元件(未圖示)保持電器安全性。

請再參閱第八圖，容置槽604可由套蓋605之第一側面6051延伸而出，但不以此為限，於一些實施例中亦可視需求將容置槽604設置於套蓋605的第二側面6052上，且容置槽604及套蓋605係以一體成型為佳。容置槽604可包括第一貫穿部6041和至少一第二貫穿部6042，而容置槽604及其第一、第二貫穿部6041、6042之作用、結構 皆與本案第七圖所示之第三實施例中的容置槽504完全相同，是以不再贅述。當第二磁性元件61欲與第一磁性元件60整合時，可將第二磁性元件61容置於第一磁性元件60位於套蓋605上的容置槽604中，使第二磁性元件61之中央孔洞611對應於容置槽604之第一貫穿部6041，因此第一磁性元件60之初級繞組601的端部6010便可依序穿過第二磁性元件61之中央孔洞611和容置槽604的第一貫穿部6041，而第二磁性元件61的其中一導接端612亦可穿過第二貫穿部6042並部分容收於第二貫穿部6042中，以利用第二貫穿部6042固定該導接端612之位置，如此便可將第一、第二磁性元件60、61藉由套蓋605和容置槽604而加以整合為單一之整合式磁性元件6(如第九圖所示)。至於組裝完成之整合式磁性元件6可利用其第一磁性元件60之次級繞組602的導電接腳6022設置於系統電路板3之預設位置上，以與系統電路板3結構連接和電性連接，而第一磁性元件60之初級繞組601的端部6010和第二磁性元件61穿過第二貫穿部6042之導接端612則可下拉而直接與系統電路板3電性連接，又第一磁性元件60之初級繞組601的另一端部(未圖示)和第二磁性元件61之未穿設於第二貫穿部6042之另一導接端612亦可直接與系統電路板3電性連接，俾將整合式磁性元件6設置於系統電路板3上(如第九圖所示)。

由上述說明可知，本案容置第二磁性元件之容置槽並不限於設置在第一磁性元件之繞線基座上(如第五圖至第七圖所示)，亦可如第八圖所示，將容置槽604設置於套蓋 605上，其同樣可達到整合第一、第二磁性元件60、61之目的，是以應可理解，當本案之概念應用於不具繞線基座之第一磁性元件時，亦可透過於套蓋上設置容置槽而將第一、第二磁性元件加以整合，不但可藉此提昇系統電路板之空間利用率，亦可避免習知利用系統電路板之佈局線路連接第一、第二磁性元件而造成之電能損耗。再者，當整合式磁性元件設置於系統電路板上時，更可透過套蓋的設置而確保整合式磁性元件與鄰近之其他電子元件保持適當的電器安全性。

綜上所述，本案主要係於第一磁性元件其繞線基座上未利用之空間或於第一磁性元件之套蓋上設置容置槽，並以容置槽容置第二磁性元件，進而將第一、第二磁性元件加以整合為整合式磁性元件，由於第二磁性元件係設置於第一磁性元件上，因此不會佔據系統電路板之空間，是以可提昇系統電路板之空間利用率，使系統電路板可符合小型化之發展趨勢，且有利於縮小電子設備之整體體積。

此外，由於整合式磁性元件之第一磁性元件的初級繞組其端部可直接穿過第二磁性元件之中央孔洞並與系統電路板電性連接，不但可簡化組裝過程，更可避免習知技術中因藉由系統電路板之佈局線路連接變壓器和穿過電流感應器之中央孔洞的導線所造成的不便及可能產生的電能損耗，使整合式磁性元件之效率得以提昇。

再者，由於本案第一磁性元件之容置槽可依需求設置於第一磁性元件之繞線基座或套蓋上，因此可配合系統電 路板之其他電子元件的擺設而靈活地配置，使系統電路板之設計更有彈性，其此皆為習知技術所無法達成者，是以本案之整合式磁性元件極具產業之價值，且符合各項專利要件，爰依法提出申請。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

1、3‧‧‧系統電路板

10‧‧‧變壓器

11‧‧‧電流感應器

2、4、5、6‧‧‧整合式磁性元件

2031、5031‧‧‧第一磁芯部

2032、5032‧‧‧第二磁芯部

205‧‧‧絕緣介質

2001‧‧‧本體

2004、4004‧‧‧第一延伸部

2006、4006‧‧‧接腳

2009‧‧‧凹槽

22‧‧‧焊料

101、2010、4010、5010、6010‧‧‧端部

110、211、511、611‧‧‧中央孔洞

20、40、50、60‧‧‧第一磁性元件

201、401、501、601‧‧‧初級繞組

202、402、502、602‧‧‧次級繞組

203、403、503、603‧‧‧磁芯組

204、404、504、604‧‧‧容置槽

200、400、500、600‧‧‧繞線基座

2002、4002、5002、6002‧‧‧側壁

2003、4003、5003‧‧‧貫穿通道

2005、4005、5005‧‧‧繞線部

2007、4007、5041、6041‧‧‧第一貫穿部

2008、4008、5042、6042‧‧‧第二貫穿部

21、41、51、61‧‧‧第二磁性元件

111、212、412、512、612‧‧‧導接端

112、210、410、510‧‧‧導線

4000‧‧‧第二延伸部

4009‧‧‧第三貫穿部

5004‧‧‧隔板

5006‧‧‧容置部

5021‧‧‧導電本體

5021、6022‧‧‧導電接腳

2023‧‧‧孔洞

605‧‧‧套蓋

6051‧‧‧第一側面

6052‧‧‧第二側面

6053‧‧‧延伸肋

第一圖：其係為習知變壓器及電流感應器設置於系統電路板之示意圖。

第二圖：其係為本案第一較佳實施例之整合式磁性元件結構示意圖。

第三圖：其係為本案第二圖所示之整合式磁性元件之拆解底視圖。

第四圖：其係為第三圖所示之第一磁性元件之繞線基座的結構示意圖。

第五圖：其係為第三圖所示之整合式磁性元件組裝完成示意圖。

第六圖：其係為本案第二較佳實施例之整合式磁性元件的結構示意圖。

第七圖：其係為本案第三較佳實施例之整合式磁性元件的拆解示意圖。

第八圖：其係為本案第四較佳實施例之整合式磁性元件 的結構示意圖。

第九圖：其係為第八圖之整合式磁性元件與系統電路板之結合示意圖。

2‧‧‧整合式磁性元件

2004‧‧‧第一延伸部

2006‧‧‧接腳

2009‧‧‧凹槽

2010‧‧‧端部

201‧‧‧初級繞組

203‧‧‧磁芯組

204‧‧‧容置槽

2007‧‧‧第一貫穿部

2008‧‧‧第二貫穿部

21‧‧‧第二磁性元件

212‧‧‧導接端

Claims (17)

1. 一種整合式磁性元件，其係設置於一系統電路板上，該整合式磁性元件包括：一第一磁性元件，其係包括：一初級繞組，其具有至少一端部；一次級繞組，其係對應於該初級繞組設置；一磁芯組，其係套設於該初級繞組及該次級繞組上且部分為該初級繞組及該次級繞組所包覆；以及一容置槽；一套蓋，其係套設於該磁芯組上，而該容置槽係係設置於該套蓋上；以及一第二磁性元件，其係具有一中央孔洞及複數個導接端，該第二磁性元件係容置於該第一磁性元件之該容置槽中並利用該導接端與該系統電路板電性連接，而該第一磁性元件之該初級繞組之該端部係穿過該第二磁性元件之該中央孔洞並與該系統電路板電性連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件更具有一繞線基座，該繞線基座包括：一本體，該本體之兩相對側分別具有一側壁；以及一貫穿通道，其係貫穿該側壁及該本體，俾容收部份之該磁芯組。
3. 如申請專利範圍第2項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該繞線基座之該本體及該側壁共同定義出一繞線部，而該初級繞組及該次級繞組係為導線，其係設置於該繞線部上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該繞線基座更包括一第一延伸部，其係由該側壁延伸而出且設有複數個接腳，俾使該整合式磁性元件透過該接腳設置於該系統電路板上。
5. 如申請專利範圍第4項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該容置槽係設置於該繞線基座之該第一延伸部中。
6. 如申請專利範圍第5項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該繞線基座之該第一延伸部更包括：一第一貫穿部及一第二貫穿部，其係對應於該第二磁性元件之該中央孔洞設置並與該容置槽相連通，俾使該初級繞組之該端部穿過該第二貫穿部、該中央孔洞及該第一貫穿部而與該系統電路板電性連接；以及複數個凹槽，其係設置於該容置槽之邊緣，俾引導該第二磁性元件之該導接端與鄰近之該第一磁性元件之該接腳電性連接。
7. 如申請專利範圍第4項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該繞線基座更包括一第二延伸部，其係相對於該第一延伸部由該側壁延伸而出。
8. 如申請專利範圍第7項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該容置槽係設置於該繞線基座之該第二延伸部中。
9. 如申請專利範圍第8項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該繞線基座之該第二延伸部更包括：一第一貫穿部及一第二貫穿部，其係對應於該第二磁性元件之該中央孔洞設置並與該容置槽相連通，俾使該初級 繞組之該端部穿過該第二貫穿部、該中央孔洞及該第一貫穿部而與該系統電路板電性連接；以及複數個第三貫穿部，其係與該容置槽相連通，而該第二磁性元件之該導接端係部分容置於該第三貫穿部中。
10. 如申請專利範圍第2項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該繞線基座更包括複數個隔板，其係設置於該本體上並與該側壁及該本體共同定義出一繞線部，而該複數個隔板之間定義出一容置部，該容置部係部份與該貫穿通道相連通。
11. 如申請專利範圍第10項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該初級繞組係為導線，其係設置於該繞線基座之該繞線部上，而該次級繞組係為複數個導電片，其係設置於該繞線基座之兩相對側及該容置部中，俾使該整合式磁性元件透過該次級繞組設置於該系統電路板上。
12. 如申請專利範圍第10項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該容置槽係設置於該繞線基座之該側壁上。
13. 如申請專利範圍第12項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該容置槽更包括：一第一貫穿部，其係對應於該第二磁性元件之該中央孔洞，俾使該初級繞組之該端部穿過該中央孔洞及該第一貫穿部而與該系統電路板電性連接；以及至少一第二貫穿部，其中該第二磁性元件之該導接端係部份穿過該第二貫穿部而與該系統電路板電性連接。
14. 如申請專利範圍第1項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件之該容置槽更包括：一第一貫穿部，其係對應於該第二磁性元件之該中央孔 洞，俾使該初級繞組之該端部穿過該中央孔洞及該第一貫穿部而與該系統電路板電性連接；以及至少一第二貫穿部，其中該第二磁性元件之該導接端係部份穿過該第二貫穿部而與該系統電路板電性連接。
15. 如申請專利範圍第2項所述之整合式磁性元件，其中該磁芯組包括一第一磁芯部及一第二磁芯部，該第一磁芯部係穿設於該第一磁性元件之該繞線基座之該貫穿通道中，而該第二磁芯部則套設於該初級繞組及該次級繞組上。
16. 如申請專利範圍第1項所述之整合式磁性元件，其中該第一磁性元件係為一變壓器。
17. 如申請專利範圍第1項所述之整合式磁性元件，其中該第二磁性元件係為一電流感應器。