技术领域
[0001] 本
发明是关于一种变压器,尤指一种各出脚部由各本体的延伸方向彼此相异的变压器。
背景技术
[0002] 变压器已广泛地应用于各式各样的
电子装置或设备中,以利用电磁转换感应原理来调整
电压,使其达到电子装置或设备能够适用的范围。随着电子装置朝小型化、高积集度以及高功率的趋势发展,变压器的结构设计及应用需求也日渐严苛,因此如何使变压器小型化及具高功率
密度遂为发展的重点。
[0003] 传统变压器的结构主要包含磁芯、绕线组及导电片组。绕线组及导电片组设置于磁芯上,导电片组包含多个导电片,各导电片包含本体以及出脚部,其中出脚部由本体向
外延伸,使变压器得以利用出脚部而输出
电流。由于变压器的每一导电片的出脚部由各本体向外延伸的方向皆相同,因此于多个导电片堆栈设置后,多个导电片的多个出脚部皆位于同一侧,换言之,多个出脚部皆从磁芯的同一侧面向外延伸,如此将造成变压器的空间利用受出脚部所限制,无法使变压器进一步小型化,造成变压器的功率密度较低,且变压器利用同一方向的多个出脚部进行电流传递,造成变压器无法分流,故变压器的效率较差。
[0004] 因此,实有必要发展一种改良的变压器以解决先前技术所面临的问题。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种变压器,俾解决现有变压器的体积较大、功率密度较低且效率较差的缺失。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种变压器,俾达成体积较小、功率密度较高且效率较高的优势。
[0007] 为达上述目的,本发明的一较广实施态样为提供一种变压器,包含磁芯、至少一绕线组及至少一导电片组。磁芯包含磁芯柱。至少一绕线组设置于磁芯柱,并用以接收输入电源。至少一导电片组设置于磁芯柱,且藉由磁芯而与绕线组相互电磁耦合,其中导电片组包含至少二个导电片,每一导电片包含本体及由本体向外延伸的出脚部,至少二个导电片的各出脚部由各本体向外延伸的方向彼此相异,且至少二个导电片的各出脚部分别各连接于
电路板,每一
电路板上设置
整流器。
[0008] 为达上述目的,本发明的另一较广实施态样为提供一种变压器,包含磁芯、绕线架、至少一绕线组及至少一导电片组。磁芯包含磁芯柱。绕线架套设于磁芯柱。至少一绕线组设置于磁芯柱,并用以接收输入电源。至少一导电片组设置于绕线架,且藉由磁芯而与绕线组相互电磁耦合,其中导电片组包含至少二个导电片,每一导电片包含本体及由本体向外延伸的出脚部,至少二个导电片的各出脚部由各本体向外延伸的方向彼此相异,且至少二个导电片的各出脚部分别各连接于电路板,每一电路板上设置整流器。
附图说明
[0009] 图1为本发明第一
实施例的变压器的结构示意图。
[0010] 图2为图1所示的变压器与电路板连接的结构示意图,其中变压器的部分磁芯省略未图示。
[0011] 图3为图1所示的变压器与电路板连接的结构示意图,其中变压器的磁芯完整图示之。
[0012] 图4为图1所示的变压器应用于一电源转换电路的电路图。
[0013] 图5为本发明第二实施例的变压器的结构示意图。
[0014] 图6为本发明第三实施例的变压器的结构示意图。
[0015] 图7为本发明第四实施例的变压器的结构示意图。
[0016] 图8为图7所示的变压器的结构爆炸图。
[0017] 图9为本发明的变压器的绕线组的结构示意图。
[0018] 其中,附图标记
[0019] 1、1a、1b、1c:变压器
[0020] 10:磁芯
[0021] 101:磁芯柱
[0022] 102:侧柱
[0023] 11:绕线组
[0024] 111:线材
[0025] 112:固定元件
[0026] 12:第一导电片组
[0027] 18:第二导电片组
[0028] 121、521:第一导电片
[0029] 321、721:第二导电片
[0030] 122、522、322、722:本体
[0031] 123、523、323、723:出脚部
[0032] 124、524、324、724:第一出脚端
[0033] 125、525、325、725:第二出脚端
[0034] 126:穿孔
[0035] 13:第一电路板
[0036] 14:第二电路板
[0037] 15:电源转换电路
[0038] 151:主级绕组
[0039] 152:第一次级绕组
[0040] 153:第一端口
[0041] 154:第二端口
[0043] 162:第二次级绕组
[0044] 163:第三端口
[0045] 164:第四端口
[0046] 165:第二中心抽头端口
[0047] C1:第一电容
[0048] C2:第二电容
[0049] L:电感
[0050] Cout:输出电容
[0051] M:连接板
[0052] 16:整流器
[0053] 19:绕线架
[0054] 191:通道
具体实施方式
[0055] 体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化,其皆不脱离本发明的范围,且其中的说明及图示在本质上当作说明之用,而非架构于限制本发明。
[0056] 请参阅图1、图2及图3。图1为本发明第一实施例的变压器的结构示意图。图2为图1所示的变压器与电路板连接的结构示意图,其中变压器的部分磁芯省略未图示。图3为图1所示的变压器与电路板连接的结构示意图,其中变压器的磁芯完整图示之。如图所示,本实施例的变压器1包含磁芯10、至少一绕线组11及至少一导电片组。磁芯10可由第一磁芯部以及第二磁芯部组成(如图3所示),磁芯10可为但不限于EE型磁芯,且包含设置于磁芯10中心的磁芯柱101及设置于磁芯柱101相对两侧的两个侧柱102,其中为便于说明本发明技术,图2的磁芯10省略其中的一E型磁芯而未图示。至少一绕线组11设置于磁芯柱101上,且环绕磁芯柱101设置。至少一导电片组设置于磁芯柱101上,且环绕磁芯柱101设置。于本实施例中,至少一导电片组可例如但不限于包含第一导电片组12及第二导电片组18,其中第一导电片组12及第二导电片组18分别绕设于磁芯柱101,且藉由磁芯101与对应的绕线组11相互电磁耦合。于本实施例中,绕线组11设置于第一导电片组12及第二导电片组18之间。
[0057] 于本实施例中,第一导电片组12包含至少二个导电片,例如第一导电片121及第二导电片321,第一导电片121及第二导电片321可由
铜片或印刷电路板所构成,但不以此为限(于本实施例中,第一导电片121及第二导电片321为铜片,而于其他实施例中,当第一导电片121及第二导电片321为印刷电路板时,则第一导电片121可为与第一电路板13一体成型,第二导电片321可为与第二电路板14一体成型)。第一导电片121包含本体122及由本体122向外延伸的出脚部123,以及第二导电片321包含本体322及由本体322向外延伸的出脚部323。第一导电片121的出脚部123由本体122向外延伸的方向与第二导电片321的出脚部323由本体322向外延伸的方向彼此相异,换言之,第一导电片121的出脚部123与第二导电片
321的出脚部323由磁芯10的两相对侧面向外延伸。第一导电片121的出脚部123垂直连接于第一电路板13,且第二导电片321的出脚部323垂直连接于第二电路板14,其中第一电路板
13设置对应的整流器16及第一电容C1,而第二电路板14上则设置对应的整流器16及第二电容C2,且第一电路板13及第二电路板14之间更设置电感L及输出电容Cout,其中电感L及输出电容Cout利用一连接板M分别与第一电路板13及第二电路板14相连接。
[0058] 于本实施例中,第二导电片组18包含至少二个导电片,例如第一导电片521及第二导电片721,第一导电片521及第二导电片721可由铜片或印刷电路板所构成,但不以此为限。第一导电片521包含本体522及由本体522向外延伸的出脚部523,以及第二导电片721包含本体722及由本体722向外延伸的出脚部723。第一导电片521的出脚部523由本体522向外延伸的方向与第二导电片721的出脚部723由本体722向外延伸的方向彼此相异,换言之,第一导电片521的出脚部523与第二导电片721的出脚部723由磁芯10的两相对侧面向外延伸。第一导电片521的出脚部523连接于第一电路板13,且第二导电片721的出脚部723连接于第二电路板14,其中第一电路板13及第二电路板14上分别设置对应的整流器16。于一些实施例中,第一导电片组12的第一导电片121的出脚部123由本体122向外延伸的方向与第二导电片组18的第一导电片521的出脚部523由本体522向外延伸的方向相同,换言之,第一导电片121的出脚部123与第一导电片521的出脚部523由磁芯10的两相同侧面向外延伸。第一导电片组12的第二导电片321的出脚部323由本体322向外延伸的方向与第二导电片组18的第二导电片721的出脚部723由本体722向外延伸的方向相同,换言之,第二导电片321的出脚部323与第二导电片721的出脚部723由磁芯10的两相同侧面向外延伸。于本实施例中,第一导电片组12的第一导电片121、第一导电片组12的第二导电片321、第二导电片组18的第一导电片521、第二导电片组18的第二导电片721依序堆栈绕设于磁芯10的磁芯柱101。
[0059] 于本实施例中,第一导电片组12的第一导电片121包括穿孔126,其中该穿孔126位于本体122的中心。相似地,第二导电片321包括穿孔(未图示),其中该穿孔位于本体322的中心。第一导电片组12的第一导电片121的穿孔126与第一导电片组12的第二导电片321的穿孔彼此对应设置,且共同地构成第一导电片组12的穿设部,其中该穿设部用以供磁芯10的磁芯柱101穿设,进而使第一导电片组12利用穿设部套设于磁芯柱101上。
[0060] 第二导电片组18的第一导电片521包括穿孔(未图示),其中该穿孔位于本体522的中心。相似地,第二导电片721包括穿孔(未图示),其中该穿孔位于本体722的中心。第二导电片组18的第一导电片521的穿孔与第二导电片组18的第二导电片721的穿孔彼此对应设置,且共同地构成第二导电片组18的穿设部,其中该穿设部用以供磁芯10的磁芯柱101穿设,进而使第二导电片组18利用穿设部套设于磁芯柱101上。此外,第一导电片组12的穿设部与第二导电片组18的穿设部彼此对应设置。
[0061] 此外,如图1、图2及图3所示,本实施例的变压器1的磁芯10为EE型磁芯,而磁芯10的磁芯柱101构成EE型磁芯的中柱,磁芯10的侧柱102设置于EE型磁芯的中柱的相对两侧,而绕线组11、第一导电片组12及第二导电片组18设置于磁芯柱101及侧柱102之间所形成的空间内,且皆套设于磁芯柱101上。于本实施例中,第一导电片组12的第一导电片121与第二导电片321相邻设置,且第一导电片121与第二导电片321之间设置有绝缘片,第二导电片组18的第一导电片521与第二导电片721相邻设置,且第一导电片521与第二导电片721之间设置有绝缘片。至少一个绕线组11绕设于磁芯10的磁芯柱101,且位于第一导电片组12的第二导电片321与第二导电片组18的第一导电片521之间。于一些实施例中,变压器1包含多个绕线组11及多个导电片组12、18,多个绕线组11与多个导电片组12、18之间交错排列。
[0062] 于一些实施例中,第一导电片组12的第一导电片121的本体122的宽度大于两倍以上的第一导电片组12的第一导电片121的厚度,第一导电片组12的第二导电片321的本体322的宽度大于两倍以上的第一导电片组12的第二导电片321的厚度,第二导电片组18的第一导电片521的本体522的宽度大于两倍以上的第二导电片组18的第一导电片521的厚度,第二导电片组18的第二导电片721的本体722的宽度大于两倍以上的第二导电片组18的第二导电片721的厚度。举例来说,第一导电片组12的第一导电片121的本体122的宽度为3mm,而第一导电片组12的第一导电片121的厚度为1mm。或者,第一导电片组12的第一导电片121的本体122的宽度为2.5mm,而第一导电片组12的第一导电片121的厚度为0.5mm。当然,宽度及厚度大小并不以上述实施例为限,可依实际应用需求变化。
[0063] 请参阅图4并配合图1至图3,其中图4为图1所示的变压器应用于一电源转换电路的电路图。如图所示,变压器1应用于电源转换电路15中,电源转换电路15包含主级绕组151、第一次级绕组152及第二次级绕组162,其中变压器1的绕线组11构成电源转换电路15的主级绕组151。第一次级绕组152为中心抽头,且包含第一端口153、第二端口154及第一中心抽头端口155,其中第一端口153及第二端口154分别与对应的整流器16相连接,第一中心抽头端口155与第一电容C1及电感L的一端相连接,电感L的另一端与输出电容Cout相连接。
第二次级绕组162为中心抽头,且包含第三端口163、第四端口164及第二中心抽头端口165,其中第三端口163及第四端口164分别与对应的整流器16相连接,第二中心抽头端口165与第二电容C2及电感L的一端相连接。变压器1的第一导电片组12及第二导电片组18分别构成电源转换电路15的第一次级绕组152及第二次级绕组162。第一导电片组12的第一导电片
121的出脚部123包含例如第一出脚端124及第二出脚端125,第一导电片组12的第二导电片
321的出脚部323包含例如第一出脚端324及第二出脚端325,第二导电片组18的第一导电片
521的出脚部523包含例如第一出脚端524及第二出脚端525,第二导电片组18的第二导电片
721的出脚部723包含例如第一出脚端724及第二出脚端725。
[0064] 于本实施例中,第一导电片组12的第一导电片121的第一出脚端124连接于第一中心抽头端口155,第一导电片组12的第一导电片121的第二出脚端125连接于第一端口153,第二导电片组18的第一导电片521的第一出脚端524连接于第一中心抽头端口155,第二导电片组18的第一导电片521的第二出脚端525连接于第二端口154,且第一导电片组12的第二导电片321的第一出脚端324连接于第二中心抽头端口165,第一导电片组12的第二导电片321的第二出脚端325连接第三端口163,第二导电片组18的第二导电片721的第一出脚端724连接于第二中心抽头端口165,第二导电片组18的第二导电片721的第二出脚端725连接于第四端口164。
[0065] 此外,第一次级绕组152的第一端口153及第二端口154与第二次级绕组162的第三端口163及第四端口164与对应的整流器16相连接。根据本发明的构想,由于第一导电片组12的第一导电片121的第一出脚端124及第二出脚端125与第二导电片组18的第一导电片
521的第一出脚端524及第二出脚端525向外延伸的方向相同,藉此可与第一电路板13连接。
此外,第一导电片组12的第二导电片321的第一出脚端324及第二出脚端325与第二导电片组18的第二导电片721的第一出脚端724及第二出脚端725向外延伸的方向相同,藉此可以第二电路板14连接。相较于传统变压器,本实施例的变压器1的空间利用较佳,且具有体积较小而功率密度较高的优势。此外,本实施例的变压器利用不同方向的出脚端与对应整流器相连接而进行电流传递,意即变压器可以分流方式对整流器传送电流,使得变压器的效率较高。
[0066] 请参阅图5,其为本发明第二实施例的变压器的结构示意图。如图所示,本实施例中的变压器1a的元件结构及功能相似于图1所示的变压器1,且相同的元件标号代表相似元件结构及功能,于此不再赘述。不同者为,本实施例中的变压器1a的导电片组仅包含一导电片组12,且导电片组12包含两个第一导电片121、521及两个第二导电片321、721。此外,相较于图1所示的变压器1的绕线组11设置于第一导电片组12及第二导电片组18之间,本实施例的变压器的绕线组11设置于第一导电片121与第二导电片321之间、第二导电片321与第一导电片521之间,以及第一导电片521与第二导电片721之间。
[0067] 请继续参阅图5并配合图4,如图所示,导电片组12的两个第一导电片121、521构成第一次级绕组152,且两个第二导电片321、721构成第二次级绕组162。第一导电片121的出脚部123包含第一出脚端124及第二出脚端125,第一导电片521的出脚部523包含第一出脚端524及第二出脚端525。第二导电片321的出脚部323包含第一出脚端324及第二出脚端325,第二导电片721的出脚部723包含第一出脚端724及第二出脚端725。
[0068] 第一导电片121的第一出脚端124连接于第一中心抽头端口155,第一导电片121的第二出脚端125连接于第一端口153,第一导电片521的第一出脚端524连接于第一中心抽头端口155,第一导电片521的第二出脚端525连接于第二端口154。第二导电片321的第一出脚端324连接于第二中心抽头端口165,第二导电片321的第二出脚端325连接第三端口163,第二导电片721的第一出脚端724连接于第二中心抽头端口165,第二导电片721的第二出脚端725连接于第四端口164。
[0069] 请参阅图6,其为本发明第三实施例的变压器的结构示意图。如图所示,本实施例中的变压器1b的元件结构及功能相似于图1所示的变压器1,且相同的元件标号代表相似元件结构及功能,于此不再赘述。不同者为,本实施例的变压器1b的磁芯10包含磁芯柱101及环绕磁芯柱101设置的四个侧柱102,其中磁芯柱101设置于磁芯10的中心
位置,而每一侧柱102与相邻的另一侧柱102之间具有间隙。此外,本实施例的变压器1b的导电片组12包含四个导电片121,每一导电片121的各出脚部123由各本体(未图示)向外延伸的方向彼此相异,举例来说,四个导电片121的其中之一导电片121由其本体(未图示)向外延伸的方向定义为方向0度的位置,而其他导电片121由各自本体向外延伸的方向依序为方向90度、180度及
270度的位置。详延之,四个导电片121的出脚部123分别从磁芯10的四个不同侧面向外延伸。当然,导电片121由各自本体向外延伸的方向并不以此为限,可依实际应用需求变化。
[0070] 请参阅图7及图8,图7为本发明第四实施例的变压器的结构示意图,图8为图7所示的变压器的结构爆炸图。如图所示,本实施例的变压器1的元件结构及功能相似于图1所示的变压器1,且相同的元件标号代表相似元件结构及功能,于此不再赘述。惟相较于图1所示的变压器1,本实施例的变压器1c更包含绕线架19,绕线架19具有通道191,通道191供磁芯10的磁芯柱101穿设,使得绕线架19套设于磁芯10的磁芯柱101上。第一导电片121的本体
122具有对应的穿孔126,第二导电片321的本体322具有对应的穿孔,第一导电片121的本体
122的穿孔126及第二导电片321的本体322的穿孔彼此对应设置,以构成第一导电片组12的穿设部,其中该穿设部供绕线架19穿设。
[0071] 请参阅图9,图9为本发明的变压器的绕线组的结构示意图。如图所示,于本实施例中,绕线组11包含线材111及固定元件112。绕线组11的线材111由绕线组11的固定元件112固定,固定元件112为
胶带或刷胶,以当线材111卷绕完成后,直接以胶带或刷胶进行固定。于一些实施例中,固定元件112可为包覆在线材外层的粘着胶或粘着剂,使线材成为自粘线,通过加热或其他方式,使粘着胶或粘着剂融化产生粘着或固定的效果,进而固定线材。
[0072] 综上所述,本发明提供一种变压器,变压器包括至少一个导电片组,其中导电片组包括至少二个导电片,且该至少二个导电片的各出脚部由各本体向外延伸的方向彼此相异,因此相较于传统变压器,本发明的变压器可利用到传统变压器被限制而无法使用的空间,以与对应整流器相连接,例如可以于磁芯的两相对侧面或四个相异侧面分别与对应整流器相连接,使得本发明的变压器具有体积较小而功率密度较高的优势。此外,本发明的变压器利用不同方向的出脚端与对应整流器相连接而进行电流传递,意即变压器可以分流方式对整流器传送电流,使得本发明的变压器的效率较高。
[0073] 虽然本发明已以实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视所附的
权利要求的保护范围所界定者为准。