TWI766367B - Lan transformer and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
Description
本發明的實施例是關於一種變壓器及製造變壓器的方法。更具體而言,本發明的實施例是關於一種網路變壓器及製造網路變壓器的方法。Embodiments of the present invention relate to a transformer and a method of manufacturing the same. More specifically, embodiments of the present invention relate to a network transformer and method of manufacturing a network transformer.
在現今的網路通訊架構中,各種電子裝置可經由局部區域網路(Local Area Network,LAN)而彼此連接。在高速的局部區域網路(例如1G、2.5G、5G、10Gbps)下傳遞及接收數據的情況下,傳輸訊號往往會受到嚴重的衰減及干擾,而網路變壓器是一種被設計來決如此問題的裝置。In today's network communication architecture, various electronic devices can be connected to each other via a local area network (LAN). In the case of transmitting and receiving data under high-speed local area network (such as 1G, 2.5G, 5G, 10Gbps), the transmission signal is often severely attenuated and interfered, and the network transformer is designed to solve this problem. installation.
阻抗不匹配容易造成訊號嚴重失真或電磁波散逸,而為了實現阻抗匹配,網路變壓器的特性阻抗(Characteristic Impedance)必須符合預設規格(即,網路變壓器的特性阻抗必須在特定工作頻段內維持在一預設範圍內)。特性阻抗與網路變壓器的電阻值、電感值與電容值有關,而網路變壓器的電阻值、電感值與電容值會因為其設計模式的不同而不同。一般來說,在網路變壓器的設計階段,可以完整地量測或估測出網路變壓器的電阻值與電感值,但由於纏繞在網路變壓器鐵芯上的複數漆包線之間的線電容在網路變壓器內的位置是相當分散的,故通常難以完整地量測或估測網路變壓器的電容值,這也導致無法在網路變壓器的設計階段就正確地計算出其特性阻抗,而是必須等到完成網路變壓器的設計之後,才根據設計好的網路變壓器的電阻值、電感值與電容值計算其特性阻抗。Impedance mismatch is likely to cause serious signal distortion or electromagnetic wave dissipation. In order to achieve impedance matching, the characteristic impedance (Characteristic Impedance) of the network transformer must meet the preset specifications (that is, the characteristic impedance of the network transformer must be maintained within a specific operating frequency band. within a preset range). The characteristic impedance is related to the resistance, inductance, and capacitance values of the network transformer, and the resistance, inductance, and capacitance values of the network transformer will vary due to its design mode. Generally speaking, in the design stage of the network transformer, the resistance value and inductance value of the network transformer can be completely measured or estimated, but due to the line capacitance between the complex enameled wires wound on the iron core of the network transformer The locations in the network transformer are quite scattered, so it is usually difficult to completely measure or estimate the capacitance value of the network transformer, which also makes it impossible to correctly calculate its characteristic impedance in the design stage of the network transformer. After the design of the network transformer is completed, the characteristic impedance of the network transformer can be calculated based on the resistance value, inductance value and capacitance value of the designed network transformer.
由於影響網路變壓器的特性阻抗的因子是難以控制的,一旦發現設計好的網路變壓器的特性阻抗不符合預設標準,傳統的做法是回到網路變壓器的設計階段,並對網路變壓器的設計模式進行調整,而這樣的做法顯然耗時費力而沒有效率。除此之外,當為了改變特性阻抗而調整網路變壓器的設計模式時,通常也將一併改變了網路變壓器的其他屬性(例如,***損失(Insertion Loss)、回波損失(Return Loss)等等),這將增加了將網路變壓器設計為同時符合多種預設標準(例如,特性阻抗標準、***損失標準、回波損失標準等等)的難度。因此,傳統的做法也不乏有直接降低或甚至不考慮網路變壓器的特性阻抗的預設標準。Since the factor affecting the characteristic impedance of the network transformer is difficult to control, once it is found that the characteristic impedance of the designed network transformer does not meet the preset standard, the traditional method is to return to the design stage of the network transformer and make an adjustment to the network transformer. It is obviously time-consuming, labor-intensive and inefficient. In addition to this, when the design pattern of a network transformer is adjusted in order to change the characteristic impedance, other properties of the network transformer (e.g., Insertion Loss, Return Loss) are usually also changed. etc.), which increases the difficulty of designing network transformers to comply with multiple preset criteria simultaneously (eg, characteristic impedance criteria, insertion loss criteria, return loss criteria, etc.). Therefore, there is no shortage of traditional practices with preset standards that directly reduce or even ignore the characteristic impedance of the network transformer.
有鑑於此,如何設計出一種能夠使網路變壓器符合特性阻抗標準的特定變壓器結構以及提供一種製造具備該特定變壓器結構的網路變壓器的方法,將是本發明所屬技術領域亟待解決的問題。In view of this, how to design a specific transformer structure that can make the network transformer meet the characteristic impedance standard and provide a method for manufacturing the network transformer with the specific transformer structure will be problems to be solved in the technical field of the present invention.
為了解決至少上述的問題,本發明的實施例提供了一種網路變壓器。該網路變壓器可包含一變壓器鐵芯及複數漆包線。該等複數漆包線纏繞在該變壓器鐵芯上,且在該網路變壓器的一第一側形成至少一第一正引線與至少一第一負引線,以及在該網路變壓器的一第二側形成至少一第二正引線與至少一第二負引線。該至少一第一正引線與該至少一第一負引線部分地互絞,且該至少一第二正引線與該至少一第二負引線部分地互絞,使得該網路變壓器在一工作頻段內符合一預設特性阻抗標準。In order to solve at least the above problems, embodiments of the present invention provide a network transformer. The network transformer may include a transformer core and a plurality of enameled wires. The plurality of enameled wires are wound on the transformer core, and at least one first positive lead and at least one first negative lead are formed on a first side of the network transformer, and formed on a second side of the network transformer At least one second positive lead and at least one second negative lead. The at least one first positive lead and the at least one first negative lead are partially twisted with each other, and the at least one second positive lead and the at least one second negative lead are partially twisted with each other, so that the network transformer is in an operating frequency band conforms to a predetermined characteristic impedance standard.
為了解決至少上述的問題,本發明的實施例還提供了一種網路變壓器。該網路變壓器可包含一變壓器鐵芯、複數漆包線及一濾波器鐵芯。該等複數漆包線纏繞在該變壓器鐵芯上,且在該網路變壓器的一第一側形成至少一第一正引線與至少一第一負引線,以及在該變壓器鐵芯的一側形成一絞線。該濾波器鐵芯被該絞線纏繞,且該絞線在該網路變壓器的一第二側形成至少一第二正引線與至少一第二負引線。該至少一第一正引線與該至少一第一負引線部分地互絞,且該至少一第二正引線與該至少一第二負引線部分地互絞,使得該網路變壓器在一工作頻段內符合一預設特性阻抗標準。In order to solve at least the above problems, embodiments of the present invention further provide a network transformer. The network transformer can include a transformer core, a plurality of enameled wires and a filter core. The plurality of enameled wires are wound on the transformer core, and form at least one first positive lead and at least one first negative lead on a first side of the network transformer, and form a twist on one side of the transformer core Wire. The filter core is wound by the stranded wire, and the stranded wire forms at least one second positive lead and at least one second negative lead on a second side of the network transformer. The at least one first positive lead and the at least one first negative lead are partially twisted with each other, and the at least one second positive lead and the at least one second negative lead are partially twisted with each other, so that the network transformer is in an operating frequency band conforms to a predetermined characteristic impedance standard.
為了解決至少上述的問題,本發明的實施例還提供了一種製造一網路變壓器的方法。該方法可包含以下步驟:在一變壓器鐵芯上纏繞複數漆包線,並在該網路變壓器的一第一側形成至少一第一正引線與至少一第一負引線,以及在該網路變壓器的一第二側形成至少一第二正引線與至少一第二負引線;以及部分地互絞該至少一第一正引線與該至少一第一負引線,且部分地互絞該至少一第二正引線與該至少一第二負引線,以產生該網路變壓器,並使得該網路變壓器在一工作頻段內符合一預設特性阻抗標準。In order to solve at least the above problems, embodiments of the present invention also provide a method for manufacturing a network transformer. The method may include the following steps: winding a plurality of enameled wires on a transformer core, forming at least one first positive lead and at least one first negative lead on a first side of the network transformer, and forming at least one first positive lead and at least one first negative lead on a first side of the network transformer, and A second side forms at least one second positive lead and at least one second negative lead; and partially intertwine the at least one first positive lead and the at least one first negative lead, and partially intertwine the at least one second lead The positive lead and the at least one second negative lead are used to generate the network transformer and make the network transformer meet a predetermined characteristic impedance standard in a working frequency band.
為了解決至少上述的問題,本發明的實施例還提供了一種製造一網路變壓器的方法。該方法可包含以下步驟:在一變壓器鐵芯上纏繞複數漆包線,並在該網路變壓器的一第一側形成至少一第一正引線與至少一第一負引線,以及在該變壓器鐵芯的一側形成一絞線;在一濾波器鐵芯上纏繞該絞線,且在該網路變壓器的一第二側形成至少一第二正引線與至少一第二負引線;以及部分地互絞該至少一第一正引線與該至少一第一負引線,且部分地互絞該至少一第二正引線與該至少一第二負引線,以產生該網路變壓器,並使得該網路變壓器在一工作頻段內符合一預設特性阻抗標準。In order to solve at least the above problems, embodiments of the present invention also provide a method for manufacturing a network transformer. The method may include the following steps: winding a plurality of enameled wires on a transformer core, and forming at least one first positive lead and at least one first negative lead on a first side of the network transformer, and forming at least one first positive lead and at least one first negative lead on a first side of the network transformer, and on the transformer core forming a stranded wire on one side; winding the stranded wire on a filter core, and forming at least a second positive lead and at least a second negative lead on a second side of the network transformer; and partially intertwisted The at least one first positive lead and the at least one first negative lead, and the at least one second positive lead and the at least one second negative lead are partially intertwisted to create the network transformer and make the network transformer A predetermined characteristic impedance standard is met within a working frequency band.
本文揭露的網路變壓器具有特定的變壓器結構,也就是在網路變壓器的一次側的訊號引線有一部分是互絞的結構,且在網路變壓器的二次側的訊號引線也有一部分是互絞的結構,而這樣的互絞結構可以在不改變網路變壓器的設計模式的情況下額外增加網路變壓器的線電容,進而使得網路變壓器的特性阻抗符合一預設的特性阻抗標準。除此之外,該互絞結構還可改善網路變壓器的其他屬性(例如,***損失、回波損失等等)。據此,本文揭露的網路變壓器能夠有效地解決傳統的網路變壓器所面臨的上述問題。另外,在本文揭露的製造網路變壓器的方法中,可以在完成網路變壓器的設計之後,對網路變壓器的一次側與二次側的訊號引線分別進行互絞,藉以在不改變網路變壓器的設計模式的情況下額外增加網路變壓器的線電容,進而有效地控制該網路變壓器的特性阻抗,且使得該網路變壓器的特性阻抗符合一預設的特性阻抗標準。除此之外,透過該互絞動作,還可一併控制網路變壓器的其他屬性(例如,***損失、回波損失等等)。據此,本文揭露的製造網路變壓器的方法也能夠有效地解決傳統的製造網路變壓器的方法所面臨的上述問題。The network transformer disclosed in this paper has a specific transformer structure, that is, part of the signal leads on the primary side of the network transformer are twisted with each other, and part of the signal leads on the secondary side of the network transformer are also twisted with each other. Such an intertwisted structure can additionally increase the line capacitance of the network transformer without changing the design mode of the network transformer, thereby making the characteristic impedance of the network transformer meet a preset characteristic impedance standard. In addition to this, the twisted structure can improve other properties of the network transformer (eg insertion loss, return loss, etc.). Accordingly, the network transformer disclosed herein can effectively solve the above-mentioned problems faced by the traditional network transformer. In addition, in the method for manufacturing a network transformer disclosed herein, after the design of the network transformer is completed, the signal leads of the primary side and the secondary side of the network transformer can be twisted with each other, so as to not change the network transformer. In the case of the design mode, the line capacitance of the network transformer is additionally added, thereby effectively controlling the characteristic impedance of the network transformer, and making the characteristic impedance of the network transformer comply with a preset characteristic impedance standard. In addition, other properties of the network transformer (eg insertion loss, return loss, etc.) can also be controlled through this intertwisting action. Accordingly, the method for manufacturing a network transformer disclosed herein can also effectively solve the above-mentioned problems faced by the conventional method for manufacturing a network transformer.
以上內容並非為了限制本發明,而只是概括地敘述了本發明可解決的技術問題、可採用的技術手段以及可達到的技術功效,以讓本發明所屬技術領域中具有通常知識者初步地瞭解本發明。根據檢附的圖式及以下的實施方式所記載的內容,本發明所屬技術領域中具有通常知識者便可進一步瞭解本發明的各種實施例的細節。The above contents are not intended to limit the present invention, but merely describe the technical problems that can be solved by the present invention, the technical means that can be adopted and the technical effects that can be achieved, so that those with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can have a preliminary understanding of the present invention. invention. Those with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can further understand the details of various embodiments of the present invention according to the attached drawings and the contents described in the following embodiments.
以下將透過多個實施例來說明本發明,惟這些實施例並非用以限制本發明只能根據所述操作、環境、應用、結構、流程或步驟來實施。與本發明非直接相關的元件並未繪示於圖式中,但可隱含於圖式中。於圖式中,各元件(element)的尺寸以及各元件之間的比例僅是範例,而非用以限制本發明。除了特別說明之外,在以下內容中,相同(或相近)的元件符號可對應至相同(或相近)的元件。在可被實現的情況下,如未特別說明,以下所述的每一個元件的數量可以是一個或多個。The present invention will be described below through various embodiments, but these embodiments are not intended to limit the present invention to only be implemented according to the described operations, environments, applications, structures, processes or steps. Elements not directly related to the present invention are not shown in the drawings, but may be implicit in the drawings. In the drawings, the size of each element and the ratio between each element are only examples, and are not intended to limit the present invention. Unless otherwise specified, in the following content, the same (or similar) element symbols may correspond to the same (or similar) elements. Where possible, the number of each of the elements described below may be one or more, unless otherwise specified.
本揭露使用之用語僅用於描述實施例,並不意圖限制本發明。除非上下文另有明確說明,否則單數形式「一」也旨在包括複數形式。「包括」、「包含」等用語指示所述特徵、整數、步驟、操作、元素及/或元件的存在,但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元素、元件及/或前述之組合之存在。用語「及/或」包含一或多個相關所列項目的任何及所有的組合。The terms used in the present disclosure are only used to describe the embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular form "a" is intended to include the plural form as well, unless the context clearly dictates otherwise. The terms "comprising", "comprising" and the like indicate the presence of the stated features, integers, steps, operations, elements and/or elements, but do not exclude one or more other features, integers, steps, operations, elements, elements and/or elements or a combination of the foregoing. The term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.
除非上下文另有其他說明,否則有關「第一正引線」、「第一負引線」、「第二正引線」、「第二負引線」、「第一負接地線」、「第一正接地線」、「第二負接地線」、「第二正接地線」的定義,應採取以下解釋:「第一」表示位於網路變壓器的一次側;「第二」表示位於網路變壓器的二次側;「正」表示來自於漆包線的線頭;的「負」表示來自於漆包線的線尾;「引線」表示作為網路變壓器的訊號端;以及「接地線」表示作為網路變壓器的接地端。Unless the context dictates otherwise, references to "First Positive Lead", "First Negative Lead", "Second Positive Lead", "Second Negative Lead", "First Negative Ground Lead", "First Positive Ground Lead" The definitions of "wire", "second negative ground wire" and "second positive ground wire" should be interpreted as follows: "First" means located on the primary side of the network transformer; "Second" means located on the second side of the network transformer. Secondary side; "positive" means the wire head from the enameled wire; "negative" means the wire tail from the enameled wire; "lead" means the signal terminal of the network transformer; and "ground wire" means the grounding of the network transformer end.
圖1例示了根據本發明某些實施例的網路變壓器的架構示意圖。圖1所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例,而非為了限制本發明的保護範圍。FIG. 1 illustrates a schematic diagram of the architecture of a network transformer according to some embodiments of the present invention. The content shown in FIG. 1 is only for illustrating an embodiment of the present invention, rather than for limiting the protection scope of the present invention.
如圖1所示,網路變壓器1可包含一變壓器鐵芯10。根據不同的應用,變壓器鐵芯10可以是各種可供漆包線纏繞而形成電感線圈的鐵芯。舉例而言,變壓器鐵芯10的形狀可以是環型鐵芯、口型鐵芯、日型鐵芯、工字鼓型鐵芯、I型鐵芯、C型鐵芯、罐型磁芯等等,而變壓器鐵芯10的材料可以是氧化鐵、矽鋼、合金粉末等等,但不以此為限。。As shown in FIG. 1 , the
除了變壓器鐵芯10以外,網路變壓器1還可包含纏繞在變壓器鐵芯10上的多條漆包線,且這些漆包線是具有絕緣層的各種金屬導線。根據不同的工作頻段(例如1G、2.5G、5G、10Gbps)所要達到的通訊特性,可以決定纏繞於網路變壓器1的變壓器鐵芯10上的漆包線的數量,且可以決定將漆包線纏繞至變壓器鐵芯10的方式及圈數。換言之,在本發明的實施例中,漆包線的數量、將漆包線纏繞至變壓器鐵芯10的方式及圈數均不是限制。舉例而言,漆包線的數量可以是四條、六條、八條、十二條、十六條等等。舉例而言,纏繞圈數可以是六圈、八圈、十圈、二十圈等等。舉例而言,纏繞方式可以是先將所有漆包線互絞絞成一絞線再將該絞線纏繞在變壓器鐵芯10上、先將某些漆包線互絞再分別將這些絞線纏繞在變壓器鐵芯10上、或是將所有漆包線直接纏繞在變壓器鐵芯10上等等。In addition to the
參照圖1,舉例而言,網路變壓器1可包含四條漆包線W1、W2、W3、W4,其中漆包線W1、W2、W3、W4被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,而透過線路整理,可在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器1的一次側)拉出或形成一第一正引線W11、一第一負引線W22、一第一負接地線W12與一第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側(即,網路變壓器1的二次側)拉出或形成一第二正引線W31、一第二負引線W42、一第二負接地線W32與一第二正接地線W41。1, for example, a
第一正引線W11與第一負引線W22分別作為網路變壓器1的一次側的二個訊號端,其中第一正引線W11與第一負引線W22部分地互絞,且第一正引線W11來自於漆包線W1的線頭,而第一負引線W22來自於漆包線W2的線尾。第一負接地線W12與第一正接地線W21共同作為網路變壓器1的一次側的接地端,其中第一負接地線W12與第一正接地線W21部分地互絞或全部互絞,且第一負接地線W12來自於漆包線W1的線尾,而第一正接地線W21來自於漆包線W2的線頭。The first positive lead W11 and the first negative lead W22 are respectively used as two signal terminals on the primary side of the
第二正引線W31與第二負引線W42分別作為網路變壓器1的二次側的二個訊號端,其中第二正引線W31與第二負引線W42是部分地互絞,且第二正引線W31來自於漆包線W3的線頭,而第二負引線W42來自於漆包線W4的線尾。第二負接地線W32與第二正接地線W41共同作為網路變壓器1的二次側的接地端,其中第二負接地線W32與第二正接地線W41部分地互絞或全部互絞,且第二負接地線W32來自於漆包線W3的線尾,而第二正接地線W41來自於漆包線W4的線頭。The second positive lead W31 and the second negative lead W42 are respectively used as two signal terminals on the secondary side of the
網路變壓器1的特性阻抗是由網路變壓器1的電阻值、電感值與電容值所決定,其中,該電感值主要取決於漆包線W1、W2、W3、W4纏繞變壓器鐵芯10的圈數,該電容值主要包含雜散電容值及線電容值。雜散電容值是指網路變壓器1的一次側與二次側之間所產生的電容,而線電容值是指形成在漆包線W1、W2、W3、W4之間的電容。由於第一正引線W11與第一負引線W22的互絞部分以及第二正引線W31與第二負引線W42的互絞部分可以在不改變網路變壓器1的設計模式的情況下額外增加網路變壓器1的線電容,進而使得網路變壓器1的特性阻抗符合一預設的特性阻抗標準。除此之外,該互絞結構還可改善網路變壓器的其他屬性(例如,***損失、回波損失等等)。The characteristic impedance of the
在某些實施例中,可選地,第一正引線W11與第一負引線W22的互絞部分和第一負接地線W12與第一正接地線W21的互絞部分還可以彼此互絞,藉此將可以固定第一正引線W11與第一負引線W22的互絞部分在網路變壓器1內的位置,且提升網路變壓器1的線電容。另外,可選地,第二正引線W31與第二負引線W42的互絞部分和第二負接地線W32與第二正接地線W41的互絞部分還可以彼此互絞,藉此將可以固定第二正引線W31與第二負引線W42的互絞部分在網路變壓器1內的位置,且進一步提升網路變壓器1的線電容。透過上述額外的互絞動作,還可以節省封裝網路變壓器1所需的空間,且有助於封裝網路變壓器1前的線路整理。In some embodiments, optionally, the intertwisted portion of the first positive lead W11 and the first negative lead W22 and the intertwisted portion of the first negative ground wire W12 and the first positive ground wire W21 may also be intertwisted with each other, Thereby, the position of the twisted portion of the first positive lead W11 and the first negative lead W22 in the
在其他實施例中,網路變壓器1可包含二條漆包線W1、二條漆包線W2、一漆包線W3與一漆包線W4共六條漆包線,其中該六條漆包線被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,並在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器1的一次側)形成二條第一正引線W11、二條第一負引線W22、二條第一負接地線W12與二條第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側(即,網路變壓器1的二次側)形成一第二正引線W31、一第二負引線W42、一第二負接地線W32與一第二正接地線W41。不同於四條漆包線W1、W2、W3、W4的實施例,在六條漆包線的這些實施例中,該二條第一正引線W11作為網路變壓器1的一次側的一個訊號端,該二條第一負引線W22作為網路變壓器1的一次側的另一個訊號端,且該二條第一正引線W11與該二條第一負引線W22部分地互絞。另外,該二條第一負接地線W12與該二條第一正接地線W21共同作為網路變壓器1的一次側的接地端,且該二條第一負接地線W12與該二條第一正接地線W21部分地互絞或全部互絞。In other embodiments, the
在其他實施例中,網路變壓器1可包含一漆包線W1、一漆包線W2、二條漆包線W3與二條漆包線W4共六條漆包線,其中該六條漆包線被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,並在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器1的一次側)形成一第一正引線W11、一第一負引線W22、一第一負接地線W12與一第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側(即,網路變壓器1的二次側)形成二條第二正引線W31、二條第二負引線W42、二條第二負接地線W32與二條第二正接地線W41。不同於四條漆包線W1、W2、W3、W4的實施例,在六條漆包線的這些實施例中,該二條第二正引線W31作為網路變壓器1的二次側的一個訊號端,該二條第二負引線W42作為網路變壓器1的二次側的另一個訊號端,且該二條第二正引線W31與該二條第二負引線W42部分地互絞。另外,該二條第二負接地線W32與該二條第二正接地線W41共同作為網路變壓器1的二次側的接地端,且該二條第二負接地線W32與該二條第二正接地線W41部分地互絞或全部互絞。In other embodiments, the
在其他實施例中,網路變壓器1可包含二條漆包線W1、二條漆包線W2、二條漆包線W3與二條漆包線W4共八條漆包線,其中該八條漆包線被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,並在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器1的一次側)形成二條第一正引線W11、二條第一負引線W22、二條第一負接地線W12與二條第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側(即,網路變壓器1的二次側)形成二條第二正引線W31、二條第二負引線W42、二條第二負接地線W32與二條第二正接地線W41。不同於四條漆包線W1、W2、W3、W4的實施例,在八條漆包線的這些實施例中,該二條第一正引線W11作為網路變壓器1的一次側的一個訊號端,該二條第一負引線W22作為網路變壓器1的一次側的另一個訊號端,且該二條第一正引線W11與該二條第一負引線W22部分地互絞;而該二條第二正引線W31作為網路變壓器1的二次側的一個訊號端,該二條第二負引線W42作為網路變壓器1的二次側的另一個訊號端,且該二條第二正引線W31與該二條第二負引線W42部分地互絞。另外,該二條第一負接地線W12與該二條第一正接地線W21共同作為網路變壓器1的一次側的接地端,且該二條第一負接地線W12與該二條第一正接地線W21部分地互絞或全部互絞;而該二條第二負接地線W32與該二條第二正接地線W41共同作為網路變壓器1的二次側的接地端,且該二條第二負接地線W32與該二條第二正接地線W41部分地互絞或全部互絞。In other embodiments, the
圖2例示了根據本發明某些其他實施例的網路變壓器的架構示意圖。圖2所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例,而非為了限制本發明。以下敘述將著重於圖1所示網路變壓器1與圖2所示網路變壓器2之間的相異之處。FIG. 2 illustrates a schematic diagram of the architecture of a network transformer according to some other embodiments of the present invention. The content shown in FIG. 2 is only for illustrating an embodiment of the present invention, rather than for limiting the present invention. The following description will focus on the differences between the
如圖2所示,網路變壓器2除了變壓器鐵芯10與四條漆包線W1、W2、W3、W4之外,還包含一濾波器鐵芯22。濾波器鐵芯22可以作為一共模濾波器,用以濾除網路變壓器2的共模訊號。四條漆包線W1、W2、W3、W4被纏繞在變壓器鐵芯10上,且在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器2的一次側)形成一第一正引線W11、一第一負引線W22、一第一負接地線W12與一第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側形成一訊號絞線與一接地絞線。該訊號絞線為漆包線W3的線頭與漆包線W4的線尾互絞而成的雙絞線,而該接地絞線是漆包線W3的線尾與漆包線W4的線頭互絞而成的雙絞線。As shown in FIG. 2 , in addition to the
網路變壓器2的一次側的訊號引線以及接地線的設置與網路變壓器1的一次側的訊號引線以及接地線的設置相同。形成在變壓器鐵芯的該另一側的該接地絞線將作為網路變壓器2的二次側的接地端(也就是,部分互絞或全部互絞的第二負接地線W32與第二正接地線W41),而形成在變壓器鐵芯的該另一二側的該訊號絞線被纏繞在濾波器鐵芯22上,且在濾波器鐵芯22的一側形成一第二正引線W31與一第二負引線W42。第二正引線W31與第二負引線W42分別作為網路變壓器2的二次側的二個訊號端,且第二正引線W31與第二負引線W42部分地互絞。如同網路變壓器1,第一正引線W11與第一負引線W22的互絞部分以及第二正引線W31與第二負引線W42的互絞部分也可以在不改變網路變壓器2的設計模式的情況下額外增加網路變壓器2的線電容,進而使得網路變壓器2的特性阻抗符合一預設的特性阻抗標準。除此之外,該互絞結構還可改善網路變壓器的其他屬性(例如,***損失、回波損失等等)。The setting of the signal lead and the ground wire on the primary side of the
在其他實施例中,網路變壓器2可包含二條漆包線W1、二條漆包線W2、一漆包線W3與一漆包線W4共六條漆包線,其中該六條漆包線被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,並在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器2的一次側)形成二條第一正引線W11、二條第一負引線W22、二條第一負接地線W12與二條第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側形成一訊號絞線與一接地絞線。該訊號絞線為漆包線W3的線頭與漆包線W4的線尾互絞而成的雙絞線,而該接地絞線是漆包線W3的線尾與漆包線W4的線頭互絞而成的雙絞線。該接地絞線將作為網路變壓器2的二次側的接地端,而該訊號絞線被纏繞在濾波器鐵芯22上,且在濾波器鐵芯22的一側形成一第二正引線W31與一第二負引線W42。第二正引線W31與第二負引線W42分別作為網路變壓器2的二次側的二個訊號端,且第二正引線W31與第二負引線W42部分地互絞。In other embodiments, the
在其他實施例中,網路變壓器2可包含一漆包線W1、一漆包線W2、二條漆包線W3與二條漆包線W4共六條漆包線,其中該六條漆包線被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,並在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器2的一次側)形成一第一正引線W11、一第一負引線W22、一第一負接地線W12與一第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側形成一訊號絞線與一接地絞線。該訊號絞線為該二條漆包線W3的線頭與該二條漆包線W4的線尾互絞而成的四絞線,而該接地絞線是該二條漆包線W3的線尾與該二條漆包線W4的線頭互絞而成的四絞線。該接地絞線將作為網路變壓器2的二次側的接地端,而該訊號絞線被纏繞在濾波器鐵芯22上,且在濾波器鐵芯22的一側形成二條第二正引線W31與二條第二負引線W42。該二條第二正引線W31作為網路變壓器2的二次側的一個訊號端,該二條第二負引線W42作為網路變壓器2的二次側的另一個訊號端,且該二條第二正引線W31與該二條第二負引線W42部分地互絞。In other embodiments, the
在其他實施例中,網路變壓器2可包含二條漆包線W1、二條漆包線W2、二條漆包線W3與二條漆包線W4共八條漆包線,其中該八條漆包線被絞成一絞線,且該絞線被纏繞在變壓器鐵芯10上,並在變壓器鐵芯10的一側(即,網路變壓器2的一次側)形成二條第一正引線W11、二條第一負引線W22、二條第一負接地線W12與二條第一正接地線W21,以及在變壓器鐵芯10的另一側形成一訊號絞線與一接地絞線。該訊號絞線為該二條漆包線W3的線頭與該二條漆包線W4的線尾互絞而成的四絞線,而該接地絞線是該二條漆包線W3的線尾與該二條漆包線W4的線頭互絞而成的四絞線。該接地絞線將作為網路變壓器2的二次側的接地端,而該訊號絞線被纏繞在濾波器鐵芯22上,且在濾波器鐵芯22的一側形成二條第二正引線W31與二條第二負引線W42。該二條第二正引線W31作為網路變壓器2的二次側的一個訊號端,該二條第二負引線W42作為網路變壓器2的二次側的另一個訊號端,且該二條第二正引線W31與該二條第二負引線W42部分地互絞。In other embodiments, the
在某些實施例中,網路變壓器2的複數條漆包線可以在其變壓器鐵芯10的該另一側上只形成一絞線,且該絞線被纏繞到濾波器鐵芯22上,並在濾波器鐵芯22的一側形成網路變壓器2的二次側的二個訊號端以及接地端。當網路變壓器2包含一漆包線W1、一漆包線W2、一漆包線W3與一漆包線W4共四條漆包線時,或是當網路變壓器2包含二條漆包線W1、二條漆包線W2、一漆包線W3與一漆包線W4共六條漆包線時,該絞線是由漆包線W3的線頭、漆包線W3的線尾、漆包線W4的線頭、與漆包線W4線尾這四條線互絞而成的四絞線,且漆包線W3的線頭與漆包線W4的線尾分別在濾波器鐵芯22的該側形成一第二正引線W31與一第二負引線W42,而漆包線W3的線尾與漆包線W4的線頭則分別在濾波器鐵芯22的該側形成一第二負接地線W32與一第二正接地線W41。第二正引線W31與第二負引線W42分別作為網路變壓器2的二次側的二個訊號端,而第二負接地線W32與第二正接地線W41共同作為網路變壓器2的二次側的接地端。In some embodiments, the plurality of enameled wires of the
另外,當網路變壓器2包含一漆包線W1、一漆包線W2、二條漆包線W3與二條漆包線W4共六條漆包線時,或是當網路變壓器2包含二條漆包線W1、二條漆包線W2、二條漆包線W3與二條漆包線W4共八條漆包線時,該絞線是由該二條漆包線W3的線頭、該二條漆包線W3的線尾、該二條漆包線W4的線頭、與該二條漆包線W4線尾這八條線互絞而成的八絞線,且該二條漆包線W3的線頭在濾波器鐵芯22的該側形成二條第二正引線W31,該二條漆包線W4的線尾在濾波器鐵芯22的該側形成二條第二負引線W42,該二條漆包線W3的線尾在濾波器鐵芯22的該側形成二條第二負接地線W32,且該二條漆包線W4的線頭在濾波器鐵芯22的該側二條第二正接地線W41。該二條第二正引線W31作為網路變壓器2的二次側的一個訊號端,該二條第二負引線W42作為網路變壓器2的二次側的另一個訊號端,而該二條第二負接地線W32與該二條第二正接地線W41共同作為網路變壓器2的二次側的接地端。In addition, when the
在上述實施例中,第一正引線W11與第一負引線W22的互絞部分以及第二正引線W31與第二負引線W42的互絞部分可以在不改變網路變壓器2的設計模式的情況下額外增加網路變壓器1或網路變壓器2的線電容,進而控制網路變壓器1或網路變壓器2的特性阻抗,並使得網路變壓器1或網路變壓器2的特性阻抗符合一預設的特性阻抗標準。除此之外,該互絞結構還可改善網路變壓器的其他屬性(例如,***損失、回波損失等等)。在某些實施例中,為了使網路變壓器1或網路變壓器2的特性阻抗符合該預設特性阻抗標準,第一正引線W11與第一負引線W22的互絞部分與第二正引線W31與第二負引線W42的互絞部分可以根據以下至少一項因素來實現:漆包線的長度、漆包線的絞距與絞的張力等等。In the above embodiment, the intertwisted portion of the first positive lead W11 and the first negative lead W22 and the intertwisted portion of the second positive lead W31 and the second negative lead W42 can be used without changing the design mode of the
圖3A、圖3C、圖3E是採用網路分析儀(是德科技產品,型號:E5071-C)對一傳統網路變壓器(快特電子產品,型號:KM24SG081 G)的***損失、回波損失及特性阻抗進行量測所得的波形圖,而圖3B、圖3D、圖3F則是採用同一網路分析儀對根據本發明改良的網路變壓器的***損失、回波損失及特性阻抗進行量測所得的波形圖。改良的網路變壓器與傳統網路變壓器之間的差異僅在於改良的網路變壓器的一次側和二次側的訊號引線部分地互絞。圖3A~3F所示內容僅是為了舉例說明,而非為了限制本發明的保護範圍。Fig. 3A, Fig. 3C, Fig. 3E are the insertion loss and return loss of a traditional network transformer (Kate Electronics, model: KM24SG081 G) using a network analyzer (Keysight product, model: E5071-C). Figure 3B, Figure 3D, and Figure 3F use the same network analyzer to measure the insertion loss, return loss and characteristic impedance of the network transformer improved according to the present invention. The resulting waveform. The only difference between the improved network transformer and the conventional network transformer is that the signal leads on the primary side and the secondary side of the improved network transformer are partially twisted with each other. The contents shown in FIGS. 3A to 3F are only for illustration, but not for limiting the protection scope of the present invention.
可以透過網路分析儀的差分埠1與差分埠2所測量的訊號而直接獲得改良的網路變壓器與傳統網路變壓器的***損失、回波損失,且可進一步根據以下方程式計算出改良的網路變壓器與傳統網路變壓器的特性阻抗:
當中,
代表該網路分析儀於差模(Differential mode)之中的系統阻抗,
代表從差分埠1到差分埠1的差模增益(即,回波損失),
代表從差分埠1到差分埠2的差模增益,
代表從差分埠2到差分埠1的差模增益(即,***損失),
代表從差分埠2到差分埠2的差模增益。
The insertion loss and return loss of the improved network transformer and the traditional network transformer can be directly obtained through the signals measured by the
如圖3A~3B所示,在相同***損失的情況下,改良的網路變壓器較傳統網路變壓器可以工作在更高頻的頻帶。如圖3C~3D所示,在相同頻寬的情況下,改良的網路變壓器較傳統網路變壓器具有較低的回波損失。如第3E~3F圖所示,在相同特性阻抗的情況下(例如100±15dB),改良的網路變壓器較傳統網路變壓器具有較廣且較高的工作頻帶;另外,傳統網路變壓器的特性阻抗的偏移量大(不穩定),但改良的網路變壓器的特性阻抗的偏移量極小(很穩定)。因此,由圖3A~3F可知,根據本發明改良網路變壓器可以在不改變網路變壓器的設計模式的情況下額外增加網路變壓器的線電容,進而使得網路變壓器的特性阻抗符合一預設的特性阻抗標準。除此之外,根據本發明改良網路變壓器還可改善網路變壓器的其他屬性(例如,***損失、回波損失等等)。As shown in Figures 3A~3B, under the condition of the same insertion loss, the improved network transformer can work in a higher frequency band than the traditional network transformer. As shown in Figures 3C~3D, under the condition of the same bandwidth, the improved network transformer has lower return loss than the traditional network transformer. As shown in Figures 3E~3F, in the case of the same characteristic impedance (for example, 100±15dB), the improved network transformer has a wider and higher operating frequency band than the traditional network transformer; The offset of characteristic impedance is large (unstable), but the offset of characteristic impedance of the modified network transformer is very small (very stable). Therefore, as can be seen from FIGS. 3A to 3F , the improved network transformer according to the present invention can additionally increase the line capacitance of the network transformer without changing the design mode of the network transformer, thereby making the characteristic impedance of the network transformer conform to a preset value characteristic impedance standard. In addition to this, modifying the network transformer according to the present invention may also improve other properties of the network transformer (eg, insertion loss, return loss, etc.).
圖4例示了根據本發明某些實施例的製造網路變壓器的方法的流程圖。圖4所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例,而非為了限制本發明的保護範圍。4 illustrates a flowchart of a method of manufacturing a network transformer in accordance with some embodiments of the present invention. The content shown in FIG. 4 is only for illustrating the embodiment of the present invention, rather than for limiting the protection scope of the present invention.
參照圖4,一種製造一網路變壓器的方法4可包含以下步驟:在一變壓器鐵芯上纏繞複數漆包線,並在該網路變壓器的一第一側形成至少一第一正引線與至少一第一負引線,以及在該網路變壓器的一第二側形成至少一第二正引線與至少一第二負引線(標示為步驟401);部分地互絞該至少一第一正引線與該至少一第一負引線,且部分地互絞該至少一第二正引線與該至少一第二負引線,以產生該網路變壓器,並使得該網路變壓器在一工作頻段內符合一預設特性阻抗標準(標示為步驟403)。4, a
根據某些實施例,在製造網路變壓器的方法4中,該至少一第一正引線與該至少一第一負引線的互絞部分以及該至少一第二正引線與該至少一第二負引線的互絞部分是依據以下至少一項而完成的:線長、絞距與張力。According to some embodiments, in the
根據某些實施例,在製造網路變壓器的方法4中,除了使該網路變壓器在該工作頻段內符合該預設特性阻抗標準之外,該至少一第一正引線與該至少一第一負引線的互絞部份以及該至少一第二正引線與該至少一第二負引線的互絞部分還使得該網路變壓器在該工作頻段內符合一預設***損失標準以及一預設回波損失標準。According to some embodiments, in the
根據某些實施例,除了步驟401、403之外,製造網路變壓器的方法4還包含以下步驟:互絞該複數漆包線,以使纏繞在該變壓器鐵芯上的該複數漆包線是彼此互絞。According to some embodiments, in addition to
根據某些實施例,除了步驟401、403之外,製造網路變壓器的方法4還包含以下步驟:在該網路變壓器的該第一側形成至少一第一負接地線與至少一第一正接地線,且在該網路變壓器的該第二側形成至少一第二負接地線與至少一第二正接地線;部分地互絞或全部互絞該至少一第一負接地線與該至少一第一正接地線,且部分地互絞或全部互絞該至少一第二負接地線與該至少一第二正接地線;以及將該至少一第一正引線與該至少一第一負引線的互絞部份以及該至少一第一負接地線與該至少一第一正接地線的互絞部份彼此互絞,且將該至少一第二正引線與該至少一第二負引線的互絞部分以及該至少一第二負接地線與該至少一第二正接地線的互絞部分彼此互絞。According to some embodiments, in addition to
圖5例示了根據本發明某些實施例的製造網路變壓器的方法的流程圖。圖5所示內容僅是為了舉例說明本發明的實施例,而非為了限制本發明的保護範圍。5 illustrates a flowchart of a method of manufacturing a network transformer in accordance with some embodiments of the present invention. The content shown in FIG. 5 is only for illustrating the embodiment of the present invention, rather than for limiting the protection scope of the present invention.
參照圖5,一種製造一網路變壓器的方法5可包含以下步驟:在一變壓器鐵芯上纏繞複數漆包線,並在該網路變壓器的一第一側形成至少一第一正引線與至少一第一負引線,以及在該變壓器鐵芯的一側形成一絞線(標示為步驟501);在一濾波器鐵芯上纏繞該絞線,且在該網路變壓器的一第二側形成至少一第二正引線與至少一第二負引線(標示為步驟503);部分地互絞該至少一第一正引線與該至少一第一負引線,且部分地互絞該至少一第二正引線與該至少一第二負引線,以產生該網路變壓器,並使得該網路變壓器在一工作頻段內符合一預設特性阻抗標準(標示為步驟505)。5, a
根據某些實施例,在製造網路變壓器的方法5中,該至少一第一正引線與該至少一第一負引線的互絞部分以及該至少一第二正引線與該至少一第二負引線的互絞部分是依據以下至少一項而完成的:線長、絞距與張力。According to some embodiments, in the
根據某些實施例,在製造網路變壓器的方法5中,除了使該網路變壓器在該工作頻段內符合該預設特性阻抗標準之外,該至少一第一正引線與該至少一第一負引線的互絞部份以及該至少一第二正引線與該至少一第二負引線的互絞部分還使得該網路變壓器在該工作頻段內符合一預設***損失標準以及一預設回波損失標準。According to some embodiments, in the
根據某些實施例,除了步驟501、503、505之外,製造網路變壓器的方法4還包含以下步驟:互絞該複數漆包線,以使纏繞在該變壓器鐵芯上的該複數漆包線是彼此互絞。According to some embodiments, in addition to
根據某些實施例,除了步驟501、503、505之外,製造網路變壓器的方法5還包含以下步驟:在該網路變壓器的該第一側形成至少一第一負接地線與至少一第一正接地線,且在該網路變壓器的該第二側形成至少一第二負接地線與至少一第二正接地線;部分地互絞或全部互絞該至少一第一負接地線與該至少一第一正接地線,且部分地互絞或全部互絞該至少一第二負接地線與該至少一第二正接地線;以及將該至少一第一正引線與該至少一第一負引線的互絞部份以及該至少一第一負接地線與該至少一第一正接地線的互絞部份彼此互絞,且將該至少一第二正引線與該至少一第二負引線的互絞部分以及該至少一第二負接地線與該至少一第二正接地線的互絞部分彼此互絞。According to some embodiments, in addition to
在某些實施例中,製造網路變壓器的方法4的上述步驟可以由網路變壓器1來執行,且製造網路變壓器的方法5的上述步驟可以由網路變壓器2來執行。製造網路變壓器的方法4的每一個實施例本質上都會與網路變壓器1的某一個實施例相對應。因此,即使上文未針對製造網路變壓器的方法4的每一個實施例進行詳述,本發明所屬技術領域中具有通常知識者仍可根據上文針對網路變壓器1的說明而直接瞭解製造網路變壓器的方法4的未詳述的實施例。同樣地,製造網路變壓器的方法5的每一個實施例本質上都會與網路變壓器2的某一個實施例相對應。因此,即使上文未針對製造網路變壓器的方法5的每一個實施例進行詳述,本發明所屬技術領域中具有通常知識者仍可根據上文針對網路變壓器2的說明而直接瞭解製造網路變壓器的方法5的未詳述的實施例。In some embodiments, the above steps of
上述實施例只是舉例來說明本發明,而非為了限制本發明的保護範圍。任何針對上述實施例進行修飾、改變、調整、整合而產生的其他實施例,只要是本發明所屬技術領域中具有通常知識者不難思及的,都已涵蓋在本發明的保護範圍內。本發明的保護範圍以申請專利範圍為準。The above-mentioned embodiments are only examples to illustrate the present invention, but are not intended to limit the protection scope of the present invention. Any other embodiments produced by modifying, changing, adjusting and integrating the above-mentioned embodiments, as long as those with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains are not difficult to conceive, have been included within the protection scope of the present invention. The protection scope of the present invention is subject to the scope of the patent application.
如下所示:
1、2:網路變壓器
10:變壓器鐵芯
22:濾波器鐵芯
W1、W2、W3、W4:漆包線
W11:第一正引線
W12:第一負接地線
W21:第一正接地線
W22:第一負引線
W31:第二正引線
W32:第二負接地線
W41:第二正接地線
W42:第二負引線
4:製造網路變壓器的方法
401~403:步驟
5:製造網路變壓器的方法
501~505:步驟
As follows:
1, 2: Network transformer
10: Transformer core
22: Filter core
W1, W2, W3, W4: enameled wire
W11: First positive lead
W12: The first negative ground wire
W21: The first positive ground wire
W22: first negative lead
W31: Second positive lead
W32: Second negative ground wire
W41: Second positive ground wire
W42: Second negative lead
4: Method of making a
圖1例示了根據本發明某些實施例的網路變壓器的架構示意圖。FIG. 1 illustrates a schematic diagram of the architecture of a network transformer according to some embodiments of the present invention.
圖2例示了根據本發明某些其他實施例的網路變壓器的架構示意圖。FIG. 2 illustrates a schematic diagram of the architecture of a network transformer according to some other embodiments of the present invention.
圖3A例示了一種傳統網路變壓器的***損失的示意圖。FIG. 3A illustrates a schematic diagram of the insertion loss of a conventional network transformer.
圖3B例示了根據本發明改良的網路變壓器的***損失的示意圖。Figure 3B illustrates a schematic diagram of the insertion loss of a network transformer improved in accordance with the present invention.
圖3C例示了一種傳統網路變壓器的回波損失的示意圖。FIG. 3C illustrates a schematic diagram of the return loss of a conventional network transformer.
圖3D例示了根據本發明改良的網路變壓器的回波損失的示意圖。Figure 3D illustrates a schematic diagram of the return loss of a network transformer improved according to the present invention.
圖3E例示了一種傳統網路變壓器的特性阻抗的示意圖。FIG. 3E illustrates a schematic diagram of the characteristic impedance of a conventional network transformer.
圖3F例示了根據本發明改良的網路變壓器的特性阻抗的示意圖。Figure 3F illustrates a schematic diagram of the characteristic impedance of a network transformer improved according to the present invention.
圖4例示了根據本發明某些實施例的製造網路變壓器的方法的流程圖。4 illustrates a flowchart of a method of manufacturing a network transformer in accordance with some embodiments of the present invention.
圖5例示了根據本發明某些其他實施例的製造網路變壓器的流程圖。Figure 5 illustrates a flow diagram of manufacturing a network transformer in accordance with certain other embodiments of the present invention.
無none
1:網路變壓器 10:變壓器鐵芯 W1、W2、W3、W4:漆包線 W11:第一正引線 W12:第一負接地線 W21:第一正接地線 W22:第一負引線 W31:第二正引線 W32:第二負接地線 W41:第二正接地線 W42:第二負引線 1: Network transformer 10: Transformer core W1, W2, W3, W4: enameled wire W11: First positive lead W12: The first negative ground wire W21: The first positive ground wire W22: first negative lead W31: Second positive lead W32: Second negative ground wire W41: Second positive ground wire W42: Second negative lead
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2020
- 2020-09-15 TW TW109131742A patent/TWI766367B/en active
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TW202213400A (en) | 2022-04-01 |
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