CN101221850A - 高频变压器绕组结构 - Google Patents
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Abstract
本发明指一种平面导体式绕组结构,包括一第一出端、一第二出端、一绕组本体、以及与该绕组本体平行之一投影平面,其中该第一出端在该投影平面上存在一第一投影,该第二出端在该投影平面上存在一第二投影,且该第一投影与该第二投影之间存在一重叠部份面积。
Description
【技术领域】
本发明是指一种由连续导体所构成的绕组结构,特别是指一种应用于高频变压器的绕组结构。
【背景技术】
直流/直流转换器的发展趋势正如同大部分的电源产品一样,朝着高效率(High efficiency)、高功率密度(High power density)、高可靠性(Highreliability)以及低成本(Low cost)的方向发展。
对于应用在输出为低压、大电流场合下的直流/直流转换器来说,为满足以上的发展要求,对于其所具有的变压器进行优化设计尤为重要。由于输出电流越来越大以及针对高效率的要求,使得在很多设计中的变压器二次侧绕组都由以往的绕线式改成片状的连续平面导体式结构。
请参阅图1,其为美国专利US 6,577,220号案件所揭露的绕组结构的侧视图。由图中可看出,该绕组结构1由片状的连续导体层叠绕制而成;由于采用了这种片状的连续平面导体式结构,因此相较与以往的绕线式结构来说,绕组的直流电阻减小、散热面积增大,是故变压器的通态损耗亦大为下降。
另一方面,为了满足高功率密度的要求,通过提高线路的开关频率以减小磁性元件的体积,是一般所采用的各种手段中较为有效之一种。然而,如果直接将图1所示的绕组结构直接应用于高频的场合下,却仍还存在着一些问题。
随着频率的提高,交流电流在导体中的趋肤效应(Skin Effect)和邻近效应(Proximity Effect)会相应增强,由此而产生的交流损耗亦相应增加。此外,不恰当的布局(Layout)还会使得电磁辐射更易于从线路中产生,从而带来电磁干扰(EMI)问题,对于功率密度和可靠度均带来不利的影响。
当将图1所示的绕组结构应用于高频场合下时,由于绕组的出端(诸如:出端11、12)均流过高频电流且其方向相反,因此当它们之间的距离很近时,由于彼此之间电磁场的耦合作用,会导致导体中的电流集中于两导体相互靠近之一侧(此即邻近效应),而造成电流密度的不均匀分布,从而增大损耗。另一方面,虽然出端11、12之间的距离很近,但由于它们处于同一平面上,因此彼此之间仍存在着缝隙(如图1所示的缝隙10)。是故,在高频工作的场合下,此一缝隙10仍会造成对周围环境的电磁干扰,同时也会接收周围环境中的电磁辐射,从而造成对电路本身的干扰。
请参阅图2,其为一种习用的直流/直流转换器的结构方块图。在图2中,直流/直流转换器2由输入电路21、变压器22以及输出电路23所构成。此外,变压器22的二次侧有两个出端24和25,可以看出,出端24、25与输出电路23在变压器22的二次侧共同构成了一个回路26。在实际应用中的倍流整流电路、倍压整流电路、全桥整流电路以及半波整流电路等皆属于此类结构的电路;这类电路结构的特点是流进变压器出端24的电流与流出变压器出端25的电流始终大小相等而方向相反,回路26中的电流则是高频交流电流。根据电磁场理论,流过高频交流电流的回路会产生高频的磁场(如图中的磁场H),进而产生并发射电磁波,对周围环境造成电磁辐射和干扰。此外,由于回路26的存在,周围的电磁辐射反过来也可以被回路26所接收,从而对电路本身产生影响。因此,对于熟习该所述技术者来说,欲降低上述对周围环境的电磁辐射以及减少对电路自身干扰,惟一方法便是尽可能地减小回路26的面积。
请参阅图3,其为另一种习用的直流/直流转换器的结构方块图。在图3中,直流/直流转换器3同样由输入电路31、变压器32以及输出电路33所构成。在图3中,由于变压器32采用中心抽头式的结构,因此其二次侧具有三个出端34、35和36。可以看出,出端35、36与输出电路33在变压器32的二次侧共同构成了第一回路37,出端34、36与输出电路33在变压器32的二次侧共同构成了第二回路38,而出端34、35则与输出电路33共同构成了第三回路39。
当电流在其中一个回路(诸如回路37)中流过时,出端35和36中的电流大小相等且方向相反;而当电流在回路38中流过时,出端34和36中的电流亦大小相等且方向相反。出端34中的电流与出端35中的电流大小相等但存在180度的相位差,其交流分量的奇次谐波大小相等且方向相反,常用的中心抽头式全波整流电路正是属于这种结构。如前所述,为了减少对于周围环境所产生的电磁辐射以及从周围环境中所接收的电磁辐射,回路37、38和39的面积应尽可能地减小,亦即出端34、35和36彼此间的距离必须很近。然而,此时邻近效应却会导致电流在导体中的分布不均匀而增加损耗。
请参阅图4(a),其为一种习用的电压型的全波整流电路的电路结构图。由图中可看出,全波整流电路4的电路结构是由开关管S1、S2之一端与变压器T的二次侧相连、另外一端与输出电感L相连,而输出电感L的另外一端则与输出电容Co的正端相连,输出电容Co的负端则连接到变压器T的二次侧的中心抽头处。
当将图4(a)所示的电压型的全波整流电路应用于脉波宽度调变(PWM)电路中时,流经各开关管与中心抽头处(即输出电感L上)的电流的波形时序图如图4(b)所示。
在图4(b)的波形时序图中,横轴为时间(t),纵轴则为电流(i),且纵轴由上至下依序为流经中心抽头的电流i3、流经开关管S1的电流i1、以及流经开关管S2的电流i2。
图4(c)为流经中心抽头处的电流i3的谐波频谱图,图4(d)为流经开关管S1、S2的电流i1、i2的谐波频谱图,在这两图中,横轴为各次谐波频率与开关频率的比值,纵轴为各次谐波幅值与输出电流的比值。由图4(c)与图4(d)中可以看出,流经中心抽头处的电流i3所含有的交流分量很小且均为偶次谐波,而开关管S1、S2电流的奇次谐波则在总交流电流中占了绝大部分。
由此可知,对于不同的变压器的二次侧整流电路,需要有不同的变压器绕组结构与的相对应,以减弱将该变压器应用于高频状况下所产生的前述弊端。
职是的故,申请人鉴于前述二种习知技术的缺失,乃经悉心试验与研究,并一本锲而不舍的精神,终构思出本发明,以下为本发明的简要说明。
【发明内容】
本发明主要提出一种平面导体式绕组结构,包括一第一出端、一第二出端、一绕组本体以及与该绕组本体平行之一投影平面,其中该第一出端在该投影平面上存在一第一投影,该第二出端在该投影平面上存在一第二投影,且该第一投影与该第二投影之间存在一重叠部份面积。
较佳者,该重叠部份面积至少与该第一投影面积和该第二投影面积其中之一的比值大于10%。
较佳者,其中:
该绕组本体在该投影平面上存在一第三投影;
该第一投影和该第二投影共同组成了一第四投影,其中该第四投影与该第三投影共有一第一边界,该第四投影还包含一第二边界;
该第一边界和该第二边界分别相交与一第一交点和一第二交点;
存在一第一轴线,该第三投影关于该第一轴线轴对称,且该第一轴线穿过该第四投影;
存在一第二轴线,穿过该第一交点并与该第一轴线平行;
存在一第三轴线,穿过该第二交点并与该第一轴线平行;
该第一出端与一第一开关管之一端连接,该第一开关管在该投影平面上存在一边界为第三边界的投影;
该第二出端上与一第二开关管之一端连接,该第二开关管在该投影平面上存在一边界为第四边界的投影;
存在一第一水平线,该第一水平线与该第一轴线垂直,并且与该第三或第四边界相交,且该第一水平线与该第一交点的距离最短;
存在一第五投影,其边界线由该第一边界、该第二轴线、该第三轴线和该第一水平线所构成;及
该重叠面积与该第五投影面积比值大于5%。
较佳者,平面导体式绕组结构存在一第六投影,其边界线由该第一边界、该第二边界、该第二轴线、该第三轴线和该第一水平线所构成,且该第六投影面积与该重叠面积比值大于5%。
本发明一方面提出一种连续平面导体式绕组结构,包括一第一端、与该第一端朝向同一方向之一第二端及位于该第一端与该第二端之间之一连续平面导体式路径,该路径包括一第一四分之三圆形路径、一第二四分之三圆形路径及一半圆路径,该半圆路径连接于该第一四分之三圆形路径与该第二四分之三圆形路径之间,而在该连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离,且该半圆路径的开口方向与该第一、二端的朝向方向相反;其中,该第一四分之三圆形路径、该第二四分之三圆形路径与该半圆路径相互在彼此之间的连接处进行水平方向上的非接触折叠,使得三者在垂直方向上的投影构成一圆,且该第一端与该第二端在垂直方向上的投影彼此重合。
较佳者,该第一四分之三圆形路径与该半圆路径之间、以及该第二四分之三圆形路径与该半圆路径之间更分别具有数量相同的至少一路径单元,用以在该连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离,该路径单元包括一第二半圆路径及连接于该第二半圆路径之一第三半圆路径;其中,该第一四分之三圆形路径与该第二四分之三圆形路径之间相邻的半圆路径的开口方向相反,且该第一四分之三圆形路径、该第二四分之三圆形路径与所述半圆路径相互在彼此之间的连接处进行水平方向上的非接触折叠,使得其在垂直方向上的投影构成一圆,且该第一端与该第二端在垂直方向上的投影彼此重合。
本发明另一方面提出一种高频变压器绕组结构,应用于该变压器的二次侧,其由复数个前述的连续平面导体式绕组结构所构成,其中每一该连续导体式连续平面导体式绕组结构的该第一端与该第二端更分别连接于一第一开关管与一第二开关管之一端,所有开关管的另一端更共同连接于一电路板。
较佳者,该第一半圆路径更具有一第三端,该第三端与该第一、二端在垂直方向上的投影彼此重合、彼此分离或彼此部份重合。
本发明得通过下列图式及详细说明,俾得更深入的了解:
【附图说明】
图1:美国专利US 6,577,220号案件所揭露的绕组结构的侧视图;
图2:一种习用的直流/直流转换器的结构方块图;
图3:另一种习用的直流/直流转换器的结构方块图;
图4(a):一种习用的电压型的全波整流电路的电路结构图;
图4(b):图4(a)中流经各开关管与中心抽头处(即输出电感L上)的电流的波形时序图;
图4(c):图4(a)中流经中心抽头处的电流i3的谐波频谱图;
图4(d):图4(a)中流经开关管S1、S2的电流i1、i2的谐波频谱图;
图5(a):本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第一较佳实施例的展开图;
图5(b):图5(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后的侧视图;
图5(c):图5(b)所示绕组结构的俯视图;
图5(d):出端不完全重合的绕组结构的俯视投影图;
图6(a):本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第二较佳实施例的展开图;
图6(b):图6(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后的侧视图;
图7(a):本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第三较佳实施例的展开图;
图7(b):图7(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后的侧视图;
图8(a):图5(a)的连续平面导体式绕组结构的变形实施例;
图8(b):图6(a)的连续平面导体式绕组结构的变形实施例;
图8(c):图7(a)的连续平面导体式绕组结构的变形实施例;
图9:本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第四较佳实施例的侧视图;
图10(a):本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第五较佳实施例的展开图;
图10(b):图10(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后并将相应开关管安装在出端上的侧视图;
图10(c):图10(b)的俯视图;
图11:本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第六较佳实施例的侧视图;
图12:本发明所提出高频变压器绕组结构的第一较佳实施例的侧视图;
图13:本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第六较佳实施例的展开图;
图14:图13的连续平面导体式绕组结构进行折叠后的侧视图;
图15:本发明所提出高频变压器绕组结构的第二较佳实施例的侧视图;及
图16:本发明所提出高频变压器绕组结构的第三较佳实施例的侧视图。
【具体实施方式】
请参阅图5(a),其为本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第一较佳实施例的展开图。在本图中,连续平面导体式绕组结构5主要由第一四分之三圆形路径51、第二四分之三圆形路径52、出端53、出端54、及第一半圆路径55所构成。
其中,第一四分之三圆形路径51连接于出端53,第二四分之三圆形路径52连接于出端54,且出端53与出端54朝向同一方向。此外,第一四分之三圆形路径51、第二四分之三圆形路径52与第一半圆路径55在出端53与出端54之间共同构成一连续平面导体式路径。
第一半圆路径55通过连接处AA’而连接于第一四分之三圆形路径51、并通过连接处BB’而连接于第二四分之三圆形路径52,而在该连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离,且第一半圆路径55的开口方向与二个出端53、54的朝向方向相反。
本发明所提出连续平面导体式绕组结构的制作方式为,在第一四分之三圆形路径51、第二四分之三圆形路径52与第一半圆路径55彼此之间的连接处AA’与BB’上进行水平方向上的非接触折叠,使得三者在垂直方向上的投影构成一圆,且出端53与出端54在垂直方向上的投影彼此重合。
请参阅图5(b),其为图5(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后的侧视图。图中的折叠方法将第一四分之三圆形路径51以连接处AA’为轴向左翻转,并将第二四分之三圆形路径52以连接处BB’为轴也向左翻转,再将第一半圆路径55夹于二者之间。如此则出端53和54便构成了空间上两个相互平行的平面。
当将图5(b)所示的连续平面导体式绕组结构5应用于图2的直流/直流转换器2时,由于出端53和54的相互重叠,因此能够最大限度地减小了如图2所示的交流电流回路26的面积。虽然邻近效应仍然存在且电流会向两导体靠近之一侧集中,但是由于出端53和54相互重叠的面积很大,因此电流会比较均匀地分布在两导体重叠的平面上,从而避免了如图1所示的电流集中在导体边缘的情况,不但提高了导电面积的利用率,还可较大幅度的降低邻近效应所带来的损耗。
图5(c)所示为图5(b)所示绕组结构的俯视图。阴影部份面积58即为出端投影的面积,由与出端的完全重合,它也是出端重叠部份的投影面积。它由绕组本体的投影561和出端投影58的交界线56以及出端投影58的边界线57包围着。
事实上也有出端不完全重合的情形,如图5(d)所示,它也是绕组结构的俯视投影图。图5(a)中出端54的投影面积由边界线56、571、572、573包围,出端53的投影面积由边界线56、573、574、575包围。它与图5(c)不同的处在于出端投影重合面积59与任一出端投影面积不完全重叠,而当出端投影重合面积59与任一出端投影面积的比值大于10%,出端部份的损耗将大幅降低。
当然,图5(a)所示的连续平面导体式绕组结构5的折叠方式不止一种,对于熟习本所述技术者来说,还可以想到的是将第一四分之三圆形路径51以连接处AA’为轴向右翻转,并将第二四分之三圆形路径52以连接处BB’为轴向左翻转,使得第一半圆路径55位于二者之外,这样四分之三圆形路径51和52从空间上来看就能够更为紧密地接近,此举将更进一步地降低邻近效应所带来的损耗。
图5(a)所示的连续平面导体式绕组结构5中绕组为圆弧状,但实际应用中,对应于不同的磁芯形状,可以配置不同形状的绕组,例如绕组可以为长方形带状结构。以下所列举的实施例绕组结构亦均可随具体磁芯的结构变化。
另外图5(a)中的绕组为连续的平面导体绕组,实际上在制造过程中,也有可能出现原始绕组并非连续的、而是在连接处AA’以及BB’处断开之三个独立的彼此不连接的平面导体,在摆放成图5(b)所示的空间位置的后,通过在AA’以及BB’相应的位置处用焊锡将三个独立的平面导体焊接起来以保持电气上的彼此连接。对以下各图中的连续平面导体绕组也可以采取同样的制造方法。
请参阅图6(a),其为本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第二较佳实施例的展开图。与图5(a)的不同处在于,图6(a)所示者为应用于二次侧为中心抽头式的变压器的绕组结构。
在图6(a)中,连续平面导体式绕组6由两个四分之三圆形路径61、62、第一半圆路径65及两个出端63、64串联而成,但半圆路径65上还额外设有一个出端66作为中心抽头使用。利用前述的第一种折叠法,亦即将两个四分之三圆形路径61、62皆沿着连接处AA’和BB’而向左折,将半圆路径环65夹于中间,所形成的连续平面导体式绕组6如图6(b)所示。如此则三个出端63、64和66从空间上看便都紧密地互相接近,且三者在垂直方向上的投影亦皆重合,从而减小了交流电流回路的面积,且能够最小化邻近效应所带来的损耗。同样地,绕组的折叠方式也可以采取前述的第二种折叠法,亦即将两个四分之三圆形路径61、62沿着连接处AA’和BB’分别向左和向右折,而将第一半圆路径65置于二者之外。
请参阅图7(a),其为本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第三较佳实施例的展开图,其所显示的是另一种应用于二次侧为中心抽头式的变压器的绕组结构,适用于图3所示的直流/直流转换器3。
在图7(a)中,连续平面导体式绕组7由两个四分之三圆形路径71、72、一个半圆路径75和两个出端73、74串联而成,其中半圆路径75上还有一个出端76作为中心抽头使用。
请参阅图7(b),其为图7(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后的侧视图。将四分之三圆形路径71、72沿着连接处AA’和BB’分别向左和向右折,并将半圆路径75置于外侧。如此则两个出端73和74从空间上看都紧密接近,且其在垂直方向上的投影彼此重合,然而出端76并不与它们重叠。
如前所述,在中心抽头式的变压器中,出端73和74所含有的奇次电流谐波大小相等但方向相反,因此出端73和74的相互重叠不但可以减小交流电流奇次谐波分量回路的面积,亦可以降低邻近效应所带来的损耗。
以上图5(a)、图6(a)以及图7(a)所示的连续平面导体式绕组结构的绕组匝数皆为两匝(3/4+1/2+3/4=2),然而在实际制作上还可以将匝数扩充为任意的更多匝数,但同时却仍保有出端重合的特点,如图8(a)的连续平面导体式绕组结构81所示,其绕组的匝数为四匝(3/4+1/2*5+3/4=4)。
请参阅图8(a),其为图5(a)的连续平面导体式绕组结构的变形实施例。在图8(a)的推展方法中,在第一四分之三圆形路径811与第一半圆路径815之间、以及第二四分之三圆形路径812与第一半圆路径815之间分别设有一路径单元Cell 1与Cell 2,用以在连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离。就路径单元Cell 1来说,其包括了彼此相邻的第二半圆路径817及第三半圆路径818。其中,第一四分之三圆形路径811与第二四分之三圆形路径812之间所具有的相邻的半圆路径的开口方向相反。
接着参考前述的折叠方式,将第一四分之三圆形路径811、第二四分之三圆形路径812与所述半圆路径相互在彼此之间的连接处进行水平方向上的非接触折叠,使得其在垂直方向上的投影构成一圆,且出端813、814在垂直方向上的投影亦彼此重合,便构成了绕组的匝数为四匝的连续平面导体式绕组结构81。
同理,图8(b)与图8(c)则分别为图6(a)与图7(a)的连续平面导体式绕组结构的变形实施例,其绕组的匝数亦为四匝。
由此可知,只要在第一四分之三圆形路径与第一半圆路径之间、以及第二四分之三圆形路径与第一半圆路径之间分别设有数量相同的至少一个路径单元,则可以将匝数扩充为任意的更多匝数(3匝),其匝数的计算方法为3/4+1/2+3/4+m,m为路径单元的数量。
在图8的连续平面导体式绕组结构中,由于大电流的输出会造成输出电路上较大的通态损耗,因此输出路径的缩短能够大大地降低输出电路上的通态损耗,此外还可以减小一些诸如寄生电感等寄生参数的影响,从而进一步提高电路的整体工作效率。
请参阅图9,其为本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第四较佳实施例的侧视图,在此只具有两个出端93、94的连续平面导体式绕组结构9中,将输出电路的开关管91、92直接安装在出端93、94上。这种结构不仅能够减小通态损耗,同时还可以利用绕组的出端直接作为开关元件的散热器。
图10(a)所示,其为本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第五较佳实施例的展开图,其出端也是不完全重合的。相较于图5中的绕组结构来说,本图中绕组的出端面积更大,较大的出端使得绕组本身以及安装在绕组上开关管的散热效果更好。在本图中,连续平面导体式绕组结构主要由第一部份圆形路径101、第二部份圆形路径102、出端104、出端105、及第一半圆路径103所构成。
第一半圆形路径103通过连接处AA’而连接于第一部份圆形路径101、并通过连接处BB’而连接于第二部份圆形路径102,而在该连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离。
请参阅图10(b),其为图10(a)的连续平面导体式绕组结构进行折叠后并将相应开关管安装在出端上的侧视图。图中的折叠方法将第一部份圆形路径101以连接处AA’为轴向左翻转,并将第二部份圆形路径102以连接处BB’为轴也向左翻转,再将第一半圆路径103夹于二者之间。如此则出端104和105便构成了空间上两个相互平行的平面。而出端104和105在空间上并未构成完全重叠的形状,而仅仅是部份重叠。
如图10(c)所示,其为图10(b)的俯视图。部份圆形路径101、102以及半圆路径103在该俯视图上正投影成第一区域,该区域的边界为两个基本为同心的圆1001和1002。出端104和105在该俯视图上正投影成第二区域,其边界线包含了图中的虚线1003以及实线1007,其中1003为第一区域和第二区域共有的边界线。两个出端104和105重叠的部份在该俯视图上正投影成第三区域1004,其中区域1004位于第一区域中,并包含有两条边界线1009和10010。另外图中还存在一根轴线10011,第一区域关于10011轴对称。1001与边界线1007相交于两个交点1008和10020。穿过1008和10020有两条与轴线10011平行的直线10012和10013。在第二区域中有两个区域1005和1006,为图10(b)中开关管形成的投影区域(图中的开关管为表面贴封装,因此投影形状比较规则。但实际上开关管还有很多别的封装形式,例如220封装或者247封装,它们所形成的投影形状就比较不规则,不仅包含了开关管本体的投影还包含了引脚的投影)。沿区域1005和1006的边界线上任意一点可以作一条垂直与10011的直线,其中存在一离1008(或10020)距离最近的直线10014。区域1004的面积占1003、10012、10013以及10014所围区域面积5%以上,出端的损耗就会大为减少。
前面所描述实施例中,出端所在平面都和折叠后绕组平面相平行,也即各个出端都在一个平面上。但实际上还存在着各个出端会处于多个平面的例子。如图十一所示连续平面导体式绕组结构,它与图10(b)不同的处在于出端115与112并不全在一个平面上,它还包含另一部份导体117与115所在平面存在一定角度。
请参阅图12,其为本发明所提出高频变压器绕组结构的第一较佳实施例的侧视图。将图9所示的连续平面导体式绕组结构9作为一个变压器二次侧的输出单元,再将多个这样的单元组合起来便得以构成应用于二次侧的输出电路的高频变压器绕组结构120,如图12所示。在图12中,还使用一连接板125将开关管121、122连接起来,以实现输出部分各个单元串联或者并联的结构,其中连接板125可以为一电路板或者金属导体例如铜片等以提供开关管之间电气连接。
请参阅图13,其为本发明所提出连续平面导体式绕组结构的第六较佳实施例的展开图,此为绕组出端具有中心抽头式的连续平面导体式绕组结构13。如图14的侧视图所示,当连续平面导体式绕组结构14的出端143与出端144、145在垂直方向上的投影关系为彼此部份重合时,可在出端146多出的部份上设置一孔147。
利用图14所示的连续平面导体式绕组结构14作为一个变压器二次侧的输出单元,再将多个这样的单元组合起来便得以构成应用于二次侧的输出电路的高频变压器绕组结构15,如图15所示,其为本发明所提出高频变压器绕组结构的第二较佳实施例的侧视图。于前述相同,利用连接板158将各个开关管连接起来以实现输出部分各个单元串联或者并联的结构,而各个单元中心抽头端的孔则用以套设一导体159。
请参阅图16,其为本发明所提出高频变压器绕组结构的第三较佳实施例的侧视图,图16所示者为在图15的高频变压器绕组结构15上,又增加了另一块连接各开关管的连接板167,其上设有各种用于控制、吸收以及保护的电路。
综上所述,本发明所提出的新型绕组结构的优点在于,其不但能够有效降低导体间邻近效应的影响,同时也能减少对周围环境的辐射以及周围环境对电路自身的影响。
本发明得由熟悉本技艺的人士任施匠思而为诸般修饰,然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。
Claims (12)
1.一种平面导体式绕组结构,包括:
一第一出端;
一第二出端;
一绕组本体;
与该绕组本体平行之一投影平面;
其中,该第一出端在该投影平面上存在一第一投影,该第二出端在该投影平面上存在一第二投影,且该第一投影与该第二投影之间存在一重叠部份面积。
2.根据权利要求1所述的平面导体式绕组结构,其特征在于,该重叠部份面积至少与该第一投影面积和该第二投影面积其中之一的比值大于10%。
3.根据权利要求2所述的连续平面导体式绕组结构,其特征在于,该第一出端与一第一开关管之一端连接,该第二出端与一第二开关管之一端连接。
4.根据权利要求1所述的平面导体式绕组结构,其特征在于,
该绕组本体在该投影平面上存在一第三投影;
该第一投影和该第二投影共同组成了一第四投影,其中该第四投影与该第三投影共有一第一边界,该第四投影还包含一第二边界;
该第一边界和该第二边界分别相交与一第一交点和一第二交点;
存在一第一轴线,该第三投影关于该第一轴线轴对称,且该第一轴线穿过该第四投影;
存在一第二轴线,穿过该第一交点并与该第一轴线平行;
存在一第三轴线,穿过该第二交点并与该第一轴线平行;
该第一出端与一第一开关管之一端连接,该第一开关管在该投影平面上存在一边界为第三边界的投影;
该第二出端上与一第二开关管之一端连接,该第二开关管在该投影平面上存在一边界为第四边界的投影;
存在一第一水平线,该第一水平线与该第一轴线垂直,并且与该第三或第四边界相交,且该第一水平线与该第一交点的距离最短;
存在一第五投影,其边界线由该第一边界、该第二轴线、该第三轴线和该第一水平线所构成;及
该重叠面积与该第五投影面积比值大于5%。
5.根据权利要求4所述的平面导体式绕组结构,其特征在于,
存在一第六投影,其边界线由该第一边界、该第二边界、该第二轴线、该第三轴线和该第一水平线所构成;及
该重叠面积与该第六投影面积比值大于5%。
6.根据权利要求1所述的平面导体式绕组结构,其特征在于,该绕组本体包括:
一连续平面导体式路径,位于该第一出端与该第二出端之间,该连续平面导体式路径包括:
一第一四分之三圆形路径,连接于该第一出端;
一第二四分之三圆形路径,连接于该第二出端;及
一第一半圆路径,连接于该第一四分之三圆形路径与该第二四分之三圆形路径之间,而在该连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离,且该第一半圆路径的开口方向与该第一、二出端的朝向方向相反;
其中,该第一四分之三圆形路径、该第二四分之三圆形路径与该第一半圆路径相互在彼此之间的连接处进行水平方向上的非接触折叠,使得三者在垂直方向上的投影构成一圆。
7.根据权利要求6所述的连续平面导体式绕组结构,其特征在于:
该第一投影面积和该第二投影面积完全重叠;或
该第一四分之三圆形路径与该第一半圆路径之间、以及该第二四分之三圆形路径与该第一半圆路径之间更分别具有数量相同的至少一路径单元,用以在该连续平面导体式路径的延伸方向上将二者隔离,每一该路径单元包括:
一第二半圆路径;及
一第三半圆路径,连接于该第二半圆路径;
其中,该第一四分之三圆形路径与该第二四分之三圆形路径之间所具有的相邻的半圆路径的开口方向相反,且该第一四分之三圆形路径、该第二四分之三圆形路径与所述半圆路径相互在彼此之间的连接处进行水平方向上的非接触折叠,使得其在垂直方向上的投影构成一圆。
8.一种高频变压器绕组结构,应用于该变压器的二次侧,系由至少一个权利要求3或4所述的连续平面导体式绕组结构所构成,其特征在于,所述第一开关管与所述第二开关管的另一端更共同连接于一第一连接板,该第一连接板提供所述第一开关管与所述第二开关管之间的电气连接。
9.根据权利要求8所述的连续平面导体式绕组结构,其特征在于,更包含一第二连接板,连接于所述第一开关管与该该第二开关管,该第二连接板上具有控制、吸收、及保护电路。
10.根据权利要求1所述的连续平面导体式绕组结构,其特征在于,该平面导体式绕组结构更包括一第三出端,而该第三出端在该投影平面上存在一第三投影,该第三投影与该第一、第二投影关系为彼此分离及彼此部份重合的其中之一。
11.一种高频变压器绕组结构,应用于该变压器的二次侧,系由至少一个权利要求10所述的连续平面导体式绕组结构所构成,其特征在于,每一该连续平面导体式绕组结构的该第一出端与该第二出端更分别连接于一第一开关管与一第二开关管之一端,所有开关管的另一端更共同连接于一第一连接板。
12.根据权利要求11所述的高频变压器绕组结构,其特征在于,更包含一第二连接板,连接于所述第一开关管与该该第二开关管,该第二电路板上具有控制、吸收、及保护电路,其中:
所述第三出端由一导体所连接;及/或该第三出端上更具有一孔,该导体为一穿过该孔的柱状导体。
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