TWI575542B - Detachable transformer - Google Patents

Description

可拆卸式變壓器

本發明係關於一種變壓器，且特別關於一種可拆卸式變壓器。

隨著電子產品演進與發展，不同電子產品需要利用不同的電源裝置予以驅動；因此，電源裝置的廠商便積極地嘗試研發各種變壓器之結構，以對應地應用在各種不同的電源供應裝置之內。

簡易的變壓器係由一第一導電體與一第二導電體所組成，並且，當一不定量電流通過第一導電體之時，第一導電體之上即產生一變動磁場；然後，基於電磁互感原理，此變動磁場會於使得一感應電動勢產生於第二導電體之上，進而於第一導電體與第二導電體之間形成一電勢差，藉此方式達到變更電壓大小之功效。隨著科技產品之演化，變壓器除了單獨作為變更電動勢之裝置使用外，亦可將其微型化並安裝於各式電子裝置之內或焊接至電路板之上。因此，變壓器的結構係不斷改良，並基本上係由一個基座、一組一次側線圈、一組二次側線圈、以及一個鐵芯組所構成。變壓器通常具有2.8~48伏特之輸出電壓，且輸出電流範圍大。若變壓器之繞組以線圈形成，則對應大電流之繞組難以製作，且其輸出接腳(pin)之體積較大，亦不易製作。再者，大電流所使用的線較粗，難以纏繞於接腳上，且粗線纏繞於接腳上會使變壓器變高。即使粗線纏繞於接腳上，使大電流走電路板，仍會造成損耗。此外，在薄型(low profile)電源供應器中，臥式(horizontal)變壓器之頂部沒有磁芯，故此變壓器與其上方之導電殼體會造成渦流損(eddy current loss)。

因此，本發明係在針對上述的困擾，提出一種可拆卸式變壓器，以解決習知所產生的問題。

本發明的主要目的，在於提供一種可拆卸式變壓器，其係安裝第二繞線架至第一繞線架之安裝凹槽中，以形成可拆卸式之立式結合，進而依輸出需求更換第二繞線架，並達到快速製造、降低成本、小型化量產與降低渦流損之目的。

為達上述目的，本發明提供一種可拆卸式變壓器，其係包含一第一繞線架、一一次側繞組、一第二繞線架、一二次側繞組與一磁芯組，其中一次側繞組由導線所形成。第一繞線架之中央具有貫穿自身之一第一通孔，第一繞線架之頂部與底部分別具有一第一繞組凹槽與一安裝凹槽。第一繞組凹槽環繞第一通孔，並設有一次側繞組。安裝凹槽連通第一通孔，且安裝凹槽之一側具有連通外部空間之一第一開口。第一繞線架之底部之部分邊緣係水平延伸以形成一第一擋板部，第一擋板部緊靠第二繞線架之底部。第二繞線架之中央具有貫穿自身之一第二通孔，第二繞線架之頂部具有一第二繞組凹槽，第二繞組凹槽環繞第二通孔，並設有二次側繞組。第二繞線架透過第一開口設於安裝凹槽中，第一通孔連通第二通孔，使第二繞線架與第一繞線架形成可拆卸式之結合。第二繞線架之底部之部分邊緣係往下垂直延伸以形成一第二擋板部，第二擋板部緊靠第一擋板部。第二繞線架之對應第一開口之邊緣設有複數缺口與複數接腳(pin)。磁芯組環設第一繞線架與第二繞線架，並延伸至第一通孔與第二通孔中。

磁芯組更包含一第一磁芯與一第二磁芯。第一磁芯緊靠第一繞線架，並延伸至第一通孔中，第二磁芯緊靠第二繞線架，並延伸至第二通孔中，且與第一磁芯連接，以圍繞第一繞線架與第二繞線架。

在第一實施例中，第二繞組凹槽為環形凹槽，且二次側繞組由導線所形成。

在第二實施例中，第二繞組凹槽之一側更具有連通外部空間之一第二開口，第一開口連通第二開口。二次側繞組更包含一第一導電片、一第二導電片、一第三導電片與一第四導電片，舉例來說，第一導電片、第二導電片、第三導電片與第四導電片為銅片。第一導電片具有一第一彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第一電極部與一第二電極部，第一電極部之水平高度高於第二電極部，第一電極部與第二電極部分別設有一第一鎖孔與一第二鎖孔。第一彎曲部設於第二繞組凹槽中，第一電極部與第二電極部從第二開口露出。第二導電片具有一第二彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第三電極部與一第四電極部，第一電極部、第三電極部與第四電極部之水平高度相同，第三電極部與第四電極部分別設有一第三鎖孔與一第四鎖孔。第二彎曲部設於第一彎曲部上，並彼此緊靠，第二彎曲部位於第二繞組凹槽中，第三電極部與第四電極部分別從第二開口露出，第三電極部設於第二電極部上，並彼此緊靠。第三導電片具有一第三彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第五電極部與一第六電極部，第五電極部與第六電極部之水平高度相同，第五電極部與第六電極部分別設有一第五鎖孔與一第六鎖孔。第三彎曲部設於第二彎曲部上，並彼此緊靠，第三彎曲部位於第二繞組凹槽中，第五電極部與第六電極部從第二開口露出，第五電極部與第六電極部分別設於第一電極部與第三電極部上，又第五電極部與第六電極部分別緊靠第一電極部與第三電極部。第四導電片具有一第四彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第七電極部與一第八電極部，第七電極部之水平高度高於第八電極部，第七電極部與第八電極部分別設有一第七鎖孔與一第八鎖孔。第四彎曲部設於第三彎曲部上，並彼此緊靠，第四彎曲部位於第二繞組凹槽中，第七電極部與第八電極部從第二開口露出，第七電極部與第八電極部分別設於第六電極部與第四電極部上，又第七電極部與第八電極部分別緊靠第六電極部與第四電極部。

茲為使　貴審查委員對本發明的結構特徵及所達成的功效更有進一步的瞭解與認識，謹佐以較佳的實施例圖及配合詳細的說明，說明如後：

本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。盡可能的，於圖式與說明書中，相同標號係代表相同或相似構件。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與厚度可能經過誇大表示。可以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域之通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。

以下請參閱第1圖、第2圖與第3圖。以下介紹本發明之可拆卸式變壓器之第一實施例，此第一實施例係用於輸出高電壓與低電流，舉例來說，此低電流係為5～30安培。本發明之可拆卸式變壓器之第一實施例包含一第一繞線架10、一一次側繞組12、一第二繞線架14、一二次側繞組16與一磁芯組18，其中一次側繞組12由導線所形成。第一繞線架10之中央具有貫穿自身之一第一通孔20，第一繞線架10之頂部與底部分別具有一第一繞組凹槽22與一安裝凹槽24。第一繞組凹槽22環繞第一通孔20，並設有一次側繞組12，一次側繞組12之導線依照需求纏繞特定圈數在第一繞組凹槽22上。安裝凹槽24連通第一通孔20，且安裝凹槽24之一側具有連通外部空間之一第一開口26。第一繞線架10之底部之部分邊緣係水平延伸以形成一第一擋板部28，第一擋板部28緊靠第二繞線架14之底部。第二繞線架14之中央具有貫穿自身之一第二通孔30，第二繞線架14之頂部具有一第二繞組凹槽32，第二繞組凹槽32環繞第二通孔30，並設有二次側繞組16。第二繞線架14透過第一開口26設於安裝凹槽24中，第一通孔20連通第二通孔30，使第二繞線架14與第一繞線架10形成可拆卸式之結合。第二繞線架14之底部之部分邊緣係往下垂直延伸以形成一第二擋板部36，第二擋板部36緊靠第一擋板部28。從圖示中可以看到，第二擋板部36後方有突出一塊料，可以容置在第一擋板部28上方的空間，提供初步的定位功能，此外，第二擋板部36緊靠第一擋板部28，剛好使得第一通孔20對應第二通孔30。如此，待磁芯組18組裝後，第二繞線架14與第一繞線架10穩固結合，相反的，拆卸磁芯組18後也能輕易更換第二繞線架14，達到快速製造、工料節省、組裝便利等效果。第二繞線架14之對應第一開口26之邊緣設有複數缺口38與複數接腳(pin)40。在第一實施例中，第二繞組凹槽32為環形凹槽，二次側繞組16由導線所形成，導線係透過缺口38纏繞於接腳40上，接腳40係插設於電路板上，使低電流透過導線流至電路板。磁芯組18環設第一繞線架10與第二繞線架14，並延伸至第一通孔20與第二通孔30中。磁芯組18更包含一第一磁芯42與一第二磁芯44。第一磁芯42緊靠第一繞線架10，其中央圓柱延伸至第一通孔20中，兩側沿著第一繞線架10向下延伸，第二磁芯44緊靠第二繞線架14，其中央圓柱延伸至第二通孔30中，兩側沿著第二繞線架14向上延伸，且與第一磁芯42連接，以圍繞第一繞線架10與第二繞線架14。第一磁芯42以及第二磁芯44皆是從側邊進入一次切削便形成中央圓柱以及兩側面，一個步驟就完成製造，節省工時。在一電源供應器中，本發明之可拆卸式變壓器係設於一電路板上，再以一電源殼體蓋住此電源供應器，電源殼體為導電材質。一般為了降低漂移磁通與電源殼體之間的渦流損，會採用立式變壓器，但立式變壓器的高度比較高，無法利用在低高度的電源殼體，例如高度僅為1單位（U, unit）的電源殼體，1U等於1.75英吋(inch)。本發明之可拆卸式變壓器為立式(vertical)變壓器，且其結構設計足夠扁平，可以應用在低高度的電源殼體內，並降低漂移磁通與電源殼體產生的渦流損(eddy current loss)。

以下請參閱第3圖、第4圖、第5圖、第6圖、第7圖、第8圖、第9圖與第10圖。以下介紹本發明之可拆卸式變壓器之第二實施例，此第二實施例係用於輸出低電壓與高電流，舉例來說，此高電流係大於40安培。第二實施例與第一實施例差別在於二次側繞組16與第二繞組凹槽32。在第二實施例中，第二繞組凹槽32之一側更具有連通外部空間之一第二開口45，且第二開口45連通第一開口26。

二次側繞組16更包含一第一導電片46、一第二導電片48、一第三導電片50與一第四導電片52，舉例來說，第一導電片46、第二導電片48、第三導電片50與第四導電片52為銅片。第一導電片46具有一第一彎曲部54，其二端係延伸以分別形成一第一電極部56與一第二電極部58，第一電極部56之水平高度高於第二電極部58，第一電極部56與第二電極部58分別設有一第一鎖孔60與一第二鎖孔62。第一彎曲部54設於第二繞組凹槽32中，第一電極部56與第二電極部58從第二開口45露出。第二導電片48具有一第二彎曲部64，其二端係延伸以分別形成一第三電極部66與一第四電極部68，第一電極部56、第三電極部66與第四電極部68之水平高度相同，第三電極部66與第四電極部68分別設有一第三鎖孔70與一第四鎖孔72。第二彎曲部64設於第一彎曲部54上，並彼此緊靠，第二彎曲部64位於第二繞組凹槽32中，第三電極部66與第四電極部68分別從第二開口45露出，第三電極部66設於第二電極部58上，並彼此緊靠。第三導電片50具有一第三彎曲部74，其二端係延伸以分別形成一第五電極部76與一第六電極部78，第五電極部76與第六電極部78之水平高度相同，第五電極部76與第六電極部78分別設有一第五鎖孔80與一第六鎖孔82。第三彎曲部74設於第二彎曲部64上，並彼此緊靠，第三彎曲部74位於第二繞組凹槽32中，第五電極部76與第六電極部78從第二開口45露出，第五電極部76與第六電極部78分別設於第一電極部56與第三電極部66上，又第五電極部76與第六電極部78分別緊靠第一電極部56與第三電極部66。第四導電片52具有一第四彎曲部84，其二端係延伸以分別形成一第七電極部86與一第八電極部88，第七電極部86之水平高度高於第八電極部88，第七電極部86與第八電極部88分別設有一第七鎖孔90與一第八鎖孔92。第四彎曲部84設於第三彎曲部74上，並彼此緊靠，第四彎曲部84位於第二繞組凹槽32中，第七電極部86與第八電極部88從第二開口45露出，第七電極部86與第八電極部88分別設於第六電極部78與第四電極部68上，又第七電極部86與第八電極部88分別緊靠第六電極部78與第四電極部68。由於第一導電片46、第二導電片48、第三導電片50與第四導電片52之形狀近似，故能以同一模具來製作，以降低製作成本。此外，第一彎曲部54、第二彎曲部64、第三彎曲部74與第四彎曲部84具有最大散熱面積，能應用於高電流輸出，以避免製作大體積之輸出接腳與以粗線圈形成之繞組，並省去粗線纏繞接腳40的時間。再者，考慮到大電流走電路板所產生的損耗大，可以在電路板上設置導電片直接連接輸出端，本發明之變壓器之二次側繞組16直接連接導電片，大電流便不會經過電路板直接輸出。參考圖式，第一導電片46、第二導電片48、第三導電片50與第四導電片52利用螺絲透過第一鎖孔60、第二鎖孔62、第三鎖孔70、第四鎖孔72、第五鎖孔80、第六鎖孔82、第七鎖孔90與第八鎖孔92直接鎖附至二次側整流器，以避免高電流走電路板產生損耗。本發明係依據輸出需求更換第二繞線架14與二次側繞組16，以避免重複製作第一繞線架10與一次側繞組12，進而達到快速製造、降低成本與小型化量產之目的。

綜上所述，本發明之第二繞線架與第一繞線架形成可拆卸式之立式結合，並依輸出需求更換第二繞線架，以達到快速製造、降低成本、小型化量產與降低渦流損之目的。

以上所述者，僅為本發明一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧第一繞線架
12‧‧‧一次側繞組
14‧‧‧第二繞線架
16‧‧‧二次側繞組
18‧‧‧磁芯組
20‧‧‧第一通孔
22‧‧‧第一繞組凹槽
24‧‧‧安裝凹槽
26‧‧‧第一開口
28‧‧‧第一擋板部
30‧‧‧第二通孔
32‧‧‧第二繞組凹槽
36‧‧‧第二擋板部
38‧‧‧缺口
40‧‧‧接腳
42‧‧‧第一磁芯
44‧‧‧第二磁芯
45‧‧‧第二開口
46‧‧‧第一導電片
48‧‧‧第二導電片
50‧‧‧第三導電片
52‧‧‧第四導電片
54‧‧‧第一彎曲部
56‧‧‧第一電極部
58‧‧‧第二電極部
60‧‧‧第一鎖孔
62‧‧‧第二鎖孔
64‧‧‧第二彎曲部
66‧‧‧第三電極部
68‧‧‧第四電極部
70‧‧‧第三鎖孔
72‧‧‧第四鎖孔
74‧‧‧第三彎曲部
76‧‧‧第五電極部
78‧‧‧第六電極部
80‧‧‧第五鎖孔
82‧‧‧第六鎖孔
84‧‧‧第四彎曲部
86‧‧‧第七電極部
88‧‧‧第八電極部
90‧‧‧第七鎖孔
92‧‧‧第八鎖孔

第1圖為本發明之可拆卸式變壓器之第一實施例之立體圖。  第2圖為本發明之可拆卸式變壓器之第一實施例之分解圖。  第3圖為本發明之第一繞線架之立體圖。  第4圖為本發明之可拆卸式變壓器之第二實施例之立體圖。  第5圖為本發明之可拆卸式變壓器之第二實施例之分解圖。  第6圖為本發明之第二實施例之第二繞線架之立體圖。  第7圖為本發明之第一導電片之立體圖。  第8圖為本發明之第二導電片之立體圖。  第9圖為本發明之第三導電片之立體圖。  第10圖為本發明之第四導電片之立體圖。

10‧‧‧第一繞線架

12‧‧‧一次側繞組

14‧‧‧第二繞線架

16‧‧‧二次側繞組

18‧‧‧磁芯組

22‧‧‧第一繞組凹槽

38‧‧‧缺口

40‧‧‧接腳

42‧‧‧第一磁芯

44‧‧‧第二磁芯

Claims (10)

1. 一種可拆卸式變壓器，包含： 一第一繞線架，其中央具有貫穿自身之一第一通孔，該第一繞線架之頂部與底部分別具有一第一繞組凹槽與一安裝凹槽，該第一繞組凹槽環繞該第一通孔，且該安裝凹槽之一側具有連通外部空間之一第一開口； 一一次側繞組，其係設於該第一繞組凹槽中； 一第二繞線架，其中央具有貫穿自身之一第二通孔，該第二繞線架之頂部具有一第二繞組凹槽，該第二繞組凹槽環繞該第二通孔，該第二繞線架透過該第一開口設於該安裝凹槽中，且該第一通孔連通該第二通孔； 一二次側繞組，其係設於該第二繞組凹槽中；以及 一磁芯組，環設該第一繞線架與該第二繞線架，並延伸至該第一通孔與該第二通孔中。
2. 如請求項1所述之可拆卸式變壓器，其中該一次側繞組由導線所形成。
3. 如請求項1所述之可拆卸式變壓器，其中該第一繞線架之該底部之部分邊緣係水平延伸以形成一第一擋板部，該第一擋板部係定位該第二繞線架。
4. 如請求項3所述之可拆卸式變壓器，其中該第二繞線架之該底部之部分邊緣係往下垂直延伸以形成一第二擋板部，該第二擋板部緊靠該第一擋板部。
5. 如請求項4所述之可拆卸式變壓器，其中該第二繞組凹槽之一側更具有連通該外部空間之一第二開口，該第一開口連通該第二開口。
6. 如請求項5所述之可拆卸式變壓器，其中該二次側繞組更包含： 一第一導電片，具有一第一彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第一電極部與一第二電極部，該第一電極部之高度高於該第二電極部，該第一電極部與該第二電極部分別設有一第一鎖孔與一第二鎖孔，該第一彎曲部設於該第二繞組凹槽中，該第一電極部與該第二電極部從該第二開口露出； 一第二導電片，具有一第二彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第三電極部與一第四電極部，該第一電極部、該第三電極部與該第四電極部之高度相同，該第三電極部與該第四電極部分別設有一第三鎖孔與一第四鎖孔，該第二彎曲部設於該第一彎曲部上，並彼此緊靠，該第二彎曲部位於該第二繞組凹槽中，該第三電極部與該第四電極部分別從該第二開口露出，該第三電極部設於該第二電極部上，並彼此緊靠； 一第三導電片，具有一第三彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第五電極部與一第六電極部，該第五電極部與該第六電極部之高度相同，該第五電極部與該第六電極部分別設有一第五鎖孔與一第六鎖孔，該第三彎曲部設於該第二彎曲部上，並彼此緊靠，該第三彎曲部位於該第二繞組凹槽中，該第五電極部與該第六電極部從該第二開口露出，該第五電極部與該第六電極部分別設於該第一電極部與該第三電極部上，又該第五電極部與該第六電極部分別緊靠該第一電極部與該第三電極部；以及 一第四導電片，具有一第四彎曲部，其二端係延伸以分別形成一第七電極部與一第八電極部，該第七電極部之高度高於該第八電極部，該第七電極部與該第八電極部分別設有一第七鎖孔與一第八鎖孔，該第四彎曲部設於該第三彎曲部上，並彼此緊靠，該第四彎曲部位於該第二繞組凹槽中，該第七電極部與該第八電極部從該第二開口露出，該第七電極部與該第八電極部分別設於該第六電極部與該第四電極部上，又該第七電極部與該第八電極部分別緊靠該第六電極部與該第四電極部。
7. 如請求項6所述之可拆卸式變壓器，其中該第一導電片、該第二導電片、該第三導電片與該第四導電片皆為銅片。
8. 如請求項4所述之可拆卸式變壓器，其中該第二繞線架之對應該第一開口之邊緣設有複數缺口與複數接腳(pin)。
9. 如請求項4所述之可拆卸式變壓器，其中該第二繞組凹槽為環形凹槽，且該二次側繞組由導線所形成。
10. 如請求項1所述之可拆卸式變壓器，其中該磁芯組更包含： 一第一磁芯，其中央圓柱延伸至該第一通孔中，兩側沿著該第一繞線架向下延伸；以及 一第二磁芯，其中央圓柱延伸至該第二通孔中，兩側沿著該第二繞線架向上延伸，且與該第一磁芯連接，以圍繞該第一繞線架與該第二繞線架。