CN101587771B - 变压器结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种变压器结构，包括第一绕线部，其用以缠绕初级绕线，并具有第一贯穿通道及一套件；第二绕线部包含：第一侧板，具有基座，基座设置第一接脚；第二侧板；多个隔板；板件，设置于两个相邻隔板间，以与两个相邻隔板共同形成第二贯穿通道以及用以缠绕次级绕线的绕线槽；第二接脚，具有收线部、插接部及连接收线部及插接部的连接部；及磁芯组，部分设置于第一绕线部的第一贯穿通道以及第二绕线部的第二贯穿通道；次级绕线的一端部与第一接脚连接，另一端部则缠绕连接于第二侧板的收线部上，至少部分的第二绕线部容置于第一绕线部的套件中，且套件具有挡墙，用以隔离磁芯组与初级绕线及次级绕线。

Description

变压器结构

技术领域

本发明涉及一种变压器结构，尤指一种可避免高压回线跳火的变压器结构。

背景技术

变压器为各式电器设备中经常使用的电子元件，用以调整不同的电压，使其达到电器能够适用的范围。请参阅图1，其为一传统变压器的结构示意图。如图1所示，该变压器1主要包含磁芯组11(magnetic core assembly)、绕线基座12(bobbin)、初级绕线13(primary winding coil)与次级绕线14(secondary winding coil)。其中，初级绕线13及次级绕线14彼此重叠地(overlap)叠绕于绕线基座12的绕线部121中，且以例如绝缘胶带15(isolationtape)绝缘分离。磁芯组11通常由一第一磁芯部111与一第二磁芯部112所组成，磁芯组11的部分结构，例如第一磁芯部111的第一轴心部111a与第二磁芯部112的第二轴心部112a，设置于绕线基座12的通道122内，使磁芯组11与初级绕线13及次级绕线14产生电磁耦合感应，以此达到电压转换的目的。

一般而言，变压器磁漏感(leakage inductance)的控制对电源转换器十分重要，因为它将影响到电源转换器的电力转换效率。为提升电源转换器的电力转换效率，相关技术已致力于增加变压器绕线的耦合率，降低磁漏感，进而减少电压转换的能量损失。在图1所示的变压器结构中，由于初级绕线13与次级绕线14彼此重叠地叠绕于绕线基座12的绕线部121中，因此初级绕线13与次级绕线14形成较少的磁漏，绕线耦合率(coupling coefficient)较高，磁漏感较低，经变压器转换电压的能量损耗较少，以此可提升电源转换器的电力转换效率。

然而，在例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等新一代电子产品的电源供应系统中，变压器则以具有磁漏感型的变压器为主流，这一类的变压器结构利用绕线基座的分隔部将初级绕线以及次级绕线分隔且使两者保持电气安全距离。在这一类的应用中，电源供应系统的电流会先经过一变压器初级绕线固有的磁漏感L和一电容元件C所构成的LC谐振电路，同时，近似于半个正弦波的电流会通过功率场效晶体管开关。当电流为零时，开关将导通，而经过半个正弦波后电流返回零时，开关将关闭。采用这种具有谐振电路的软开关设计，可减小开关元件的开关损耗、降低噪声以及提升效能。

由于LCD面板的尺寸日趋增大，因而其使用的灯管长度及数量也相对增加，故所需的驱动电压亦随之增加，因此，一般应用于LCD面板的变压器如图2所示，如图所示，现有变压器2包含一磁芯组21、一第一绕线部22、一第二绕线部23、一初级绕线24及一次级绕线25，其中，第一绕线部22具有第一侧板26，而第二绕线部23则具有第二侧板27以及多个隔板23a，多个隔板23a与第二侧板27之间定义形成多个绕线槽23b，通过绕线槽23b的分压原理，依照使用电压的高低来设置隔板23a，以决定绕线槽23b的数量。在第一侧板26及第二侧板27底部分别具有一基座26a及27a，在基座26a上设置有多个接脚28，而在基座27a上亦设置有多个接脚29。

变压器2的初级绕线24的绕线方式为先将一端缠绕连接于基座26a的接脚28a上，再缠绕至第一绕线部22上，最后回线将另一端缠绕连接于接脚28b上，而次级绕线25的绕线方式则为先将一端缠绕连接于基座27a的接脚29a上，再依序缠绕至第二绕线部23上的绕线槽23b上，最后由第二绕线部23回线至基座27a，再将另一端缠绕连接于接脚29b上，如此一来，则可通过第二绕线部23上的隔板23a使得初级绕线24与次级绕线25之间维持一定的电气安全距离，并增加磁漏感。

然而，在现有变压器2中，由于初级绕线24及次级绕线25在回线时直接使得一部分的线圈分别暴露在第一绕线部22及第二绕线部23下方，虽该暴露部分线圈会再以绝缘体包覆，但仍会容易因安全距离不足的原因而产生跳火(短路)的现象，造成变压器2的毁损。

因此，如何发展一种可改善现有技术缺陷，且能改善高压回线跳火的变压器结构，实为目前迫切需要研发的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种变压器结构，以解决现有变压器易产生高压回线跳火的情形，进而导致变压器损毁的缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种变压器结构，其可降低变压器的整体长度及高度。

为达上述目的，本发明的一较广义实施形式为提供一种变压器结构，其包括：第一绕线部，其用以缠绕初级绕线，并具有第一贯穿通道及一套件；第二绕线部，其包含：第一侧板，其具有基座，基座设置第一接脚；第二侧板，其与第一侧板分别位于该第二绕线部的两侧边；多个隔板，其设置于第一侧板及第二侧板之间；板件，其设置于该第一侧板与该隔板之间、该第二侧板与该隔板之间，以及两个相邻隔板间，并与相邻的该第一侧板、该第二侧板以及该隔板相连接，用以形成第二贯穿通道以及用以缠绕次级绕线的绕线槽；第二接脚，其具有收线部、插接部以及连接收线部及插接部的连接部，收线部自第二侧板延伸而出，连接部埋设于板件中，而插接部自基座延伸出；以及磁芯组，其部分设置于第一绕线部的第一贯穿通道以及第二绕线部的第二贯穿通道；其中，次级绕线的一端部与第一接脚连接，另一端部则缠绕连接于第二接脚的收线部上，而至少部分的第二绕线部容置于该第一绕线部的该套件中，且该套件具有一挡墙，用以隔离该磁芯组与该初级绕线及该次级绕线。

本发明的有益技术效果在于，本发明的变压器结构通过将第二接脚延长埋设于第二绕线部的板件内部并令其一端由第二侧板延伸出，使次级绕线于第二绕线部绕线完成后直接缠绕连接于第二侧板的收线部而无需回线至基座上的接脚，进而避免在高压回线造成安全距离不足而产生跳火的情形，从而降低变压器损毁的机率。再者，第一绕线部具有一套件，可使部分的第二绕线部容置于其中，且套件具有一挡墙，用以隔离磁芯组与初级绕线及次级绕线，并以此控制变压器磁漏感，且可降低变压器的整体长度。此外，基座上的接脚为一L形接脚，可降低变压器的整体高度。

附图说明

图1：其为现有变压器的结构示意图。

图2：其为另一现有变压器的结构示意图。

图3：其为本发明较佳实施例的变压器结构的分解结构示意图。

图4A：其为图3所示的第一绕线部的结构示意图。

图4B：其为于图4A的箭头B方向所示的套件内部示意图。

图5A：其为图3所示的第二绕线部的结构示意图。

图5B：其为图5A的剖面结构示意图。

图5C：其为图5A所示的第二绕线部绕线完成的示意图。

图6：其为图3所示的变压器的组装结构示意图。

图7A：其为本发明另一较佳实施例的两组变压器组装的结构示意图。

图7B：其为图7A的组合结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

变压器：1、2、3、4            磁芯组：11、21、31

第一磁芯部：111、311          第二磁芯部：112、312

第一轴心部：111a、311a、312a  第二轴心部：112a、311b、312b

绕线基座：12                  绕线部：121

通道：122                     初级绕线：13、24、34

次级绕线：14、25、35          胶带：15

第一绕线部：22、32            第二绕线部：23、33

第一侧板：26、330             第二侧板：27、338

隔板：23a、332                绕线槽：23b、334

基座：26a、27a、321、331、431

接脚：28、28a、28b、29、29a、29b

侧板：320                     孔洞：321a

沟槽：321b                    套件：322

侧壁：322a                    凹部：322b

凹部结构：322c                第一贯穿通道：323、423

绕线区：324                   接脚：325

第一连接部：325a              第二连接部：325b

孔洞：331a                    板件：333

第二贯穿通道：335             第一接脚：336

第一连接部：336a              第二连接部：336b

第二接脚：337            收线部：337a

连接部：337b             插接部：337c

缺口：339                第一侧面：331a

第二侧面：331b、431b     第三侧面：331c

凸块结构：331d、331f     凹部结构：331e、322c、431e

具体实施方式

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形式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上应作说明之用，而并非用以限制本发明。

请参阅图3，其为本发明较佳实施例的变压器结构的分解结构示意图，如图所示，本发明的变压器3主要由磁芯组31、第一绕线部32、第二绕线部33、初级绕线34及次级绕线35所组成。磁芯组31具有第一磁芯部311以及第二磁芯部312，可将第一磁芯部311的第一轴心部311a及第二磁芯部312的第一轴心部312a分别设置于第一绕线部32及第二绕线部33内，使磁芯组31与初级绕线34及次级绕线35产生电磁偶合感应，以此达到电压转换的目的。

于本实施例中，第一绕线部32包含侧板320、基座321、套件322以及第一贯穿通道323，侧板320与套件322之间形成一绕线区324，可供初级绕线34缠绕，基座321则为侧板320所延伸形成的具有中空孔洞的方形结构。于一些实施例中，第一绕线部32的套件322、绕线区324、侧板320及基座321可为但不限于一体成型，且套件322可为一长条形中空结构并具有一容置空间(图未示)，而第一贯穿通道323贯穿基座321、侧板320及绕线区324，可供第一磁芯部311的第一轴心部311a插入设置于其中。至于，套件322的容置空间主要用来容置第二绕线部33的第二侧板338以及缠绕于第二绕线部33的次级绕线35，进而通过套件322使初级绕线34与次级绕线35相分隔。

更进一步地，套件322为由五个侧壁所形成的方形中空结构，且朝背向绕线区324的方向开口，使部分的第二绕线部33可经由该开口容置于套件322的容置空间中，其中，与绕线区324相连的侧壁322a作为磁芯及绕线之间的绝缘挡墙，可隔离第二磁芯部312与初级绕线34以及隔离第一磁芯部311与次级绕线35，尤其是隔离第一磁芯部311与缠绕于第二接脚337的收线部337a(如图5C所示)上的次级绕线35，以避免因安全距离不足而产生打火的现象。

请参阅图4A及图4B，其中图4A为图3的第一绕线部的结构示意图，图4B则为于图4A的箭头B方向所示的套件内部示意图。如图所示，于本实施例中，套件322的侧壁322a的内壁面上可形成一凹部322b，其形状对应第二磁芯部312的第一轴心部312a及第二接脚337的收线部337a，可协助磁芯的固定与定位以及提供收线部337a的容置空间。尤其，通过凹部322b的设置，可控制侧壁322a的剩余壁厚，即控制分隔初级侧及次级侧的挡墙的厚度，并以此控制变压器磁漏感。再者，由于初级侧及次级侧可通过套件及挡墙相分隔，使得爬电距离增加，因此可缩短初级侧及次级侧的距离，进而降低变压器的整体长度。

请再参阅图4A，第一绕线部32的基座321上设置有多个L形接脚325，用以插置于一电路板(图未示)上。接脚325插设于基座321上的对应孔洞321a中，且可分为大体上相互垂直且分别突出于基座321边缘的第一连接部325a及第二连接部325b，其中接脚325通过第二连接部325b向下插置于电路板上。第一连接部325a及第二连接部325b可由导电材质，例如铜、铝等金属，经弯折而形成大致呈L形的结构，即接脚325的第一连接部325a及第二连接部325b为一体成型，但不以此为限，且此种L形接脚325可轻易地组装于基座321上。

请同时配合参阅图4A及图3，初级绕线34的缠绕方式为将一端缠绕连接于一接脚325的第一连接部325a，接着绕过基座321底部的沟槽321b至绕线区324进行绕线，再绕过基座321底部的另一沟槽321b，最后缠绕连接于另一接脚325的第一连接部325a，以完成绕线(如图3所示)。由于初级绕线34的出线端缠绕连接于接脚325的第一连接部325a，并通过第二连接部325b与电路板电连接，不但可增加接脚325的结构强度、降低变压器的整体高度，更可避免因出线端直接缠绕于接脚325与电路板连接的部分(即第二连接部325b)而影响接脚325的平整度。

请参阅图5A，其为图3的第二绕线部的结构示意图，如图所示，于本实施例中，第二绕线部33主要由第一侧板330、第二侧板338、多个隔板332、板件333以及基座331所组成。其中，第一侧板330、第二侧板338、隔板332、板件333以及基座331实质上为例如方形结构，但不以此为限，且第一侧板330及第二侧板338分别位于第二绕线部33的两侧边，并为例如具有中空孔洞的板件结构。

于一些实施例中，每一个隔板332与第一侧板330及第二侧板338平行设置。此外，板件333设置于第一侧板330与隔板332之间、第二侧板338与隔板332之间，以及两相邻中空隔板332之间，并与相邻的第一侧板330、第二侧板338以及隔板332相连接，以形成一中空的第二贯穿通道335，该第二贯穿通道335主要用来容置部分的第二磁芯部312。另外，在第一侧板330、第二侧板338、隔板332与板件333之间还形成多个绕线槽334，主要用来缠绕次级绕线35。

另外，于一些实施例中，基座331可为由第一侧板330延伸形成的结构，其与第一侧板330相连接，并同样具有一对应的中空孔洞，在基座331上设置有多个第一接脚336及第二接脚337，用以插置于一电路板(图未示)上，其中，第一接脚336亦为L形接脚，且插设于基座331上的对应孔洞331a中，具有大体上相互垂直且分别突出于基座331边缘的第一连接部336a及第二连接部336b，且第一接脚336通过第二连接部336b向下插置于电路板上；第一接脚336的结构优点与第一绕线部32的基座321上的接脚325相同，故在此不赘述。此外，在第一侧板330、第二侧板338、隔板332以及底座331的一端均具有相对应设置的缺口339。

请参阅图5B，其为图5A的剖面结构示意图，如图所示，第二接脚337为一延长埋设于第二绕线部33内部的金属接脚，其由收线部337a、连接部337b及插接部337c所组成，其中，连接部337b用以连接收线部337a及插接部337c，并埋设于基座331及板件333内部，与连接部337b一端相连接的收线部337a由第二绕线部33的第二侧板338延伸突出，而与连接部337b另一端相连接的插接部337c则自基座331的底部向下延伸，用以插接于电路板上，以形成导接，并且，连接部337b可为一L形结构，其实施形式可依第二绕线部33的形态而有所不同，但不以此为限。

以此，次级绕线35便可依图5C所示的缠绕方式进行缠绕：首先，将次级绕线35的一端与基座331上的第一接脚336的第一连接部336a缠绕连接，再依序缠绕至第一侧板330、多个隔板332与板件333所形成的绕线槽334中，并经由多个隔板332的底部缺口339可将次级绕线35转绕至另一个绕线槽334。当次级绕线35缠绕完成后，可使次级绕线35由最终的绕线槽334经由第二侧板338的缺口339将其另一端固定且缠绕连接于第二接脚337的收线部337a上，如此以完成次级绕线35的缠绕，即可通过第二接脚337的收线部337a将次级绕线35所产生的电流经连接部337b而传导至插接部337c上，而与电路板电性连接，如此一来，则可避免次级绕线35于高压回线时因安全距离不足的原因而产生跳火的情形。

请参阅图6，其为图3的组合示意图，如图所示，第二绕线部33的基座331具有第一侧面331a、第二侧面331b及第三侧面331c，在第一侧面331a上具有第一卡合构件，可为凸块结构331d，但不以此为限，而在第二侧面331b上则具有与凸块结构331d相对应设置的第二卡合构件，用以与相邻变压器的凸块结构331d相互卡合，以使多个变压器可相互卡合，以延伸组合应用，于本实施例中，第二卡合构件可为凹部结构331e，并不以此为限。至于第三侧面331c上亦具有第三卡合构件，可为但不限为凸块结构331f。另外，在第一绕线部32的套件322上亦具有与凸块结构331f相对应设置的第四卡合构件，于本实施例中，第四卡合构件为一凹部结构322c，主要用来与第二绕线部33的基座331上的凸块结构331f相互对应卡合。

当变压器3进行组装时，先将第二绕线部33的第二侧板338以及缠绕于绕线槽334的次级绕线35插入第一绕线部32的套件322的容置空间内，即可通过套件322使初级绕线34与次级绕线35相分隔，且使第一绕线部32的第一贯穿通道323与第二绕线部33的第二贯穿通道335相连通，接着，再将套件322上的凹部结构322c对应第二绕线部33的基座331上的凸块结构331f，使之相互卡合，以使缠绕于第二绕线部33的绕线槽334上的次级绕线35设置于第一绕线部32的套件322的容置空间内，最后，将磁芯组31的第一磁芯部311的第一轴心部311a以及第二磁芯部312的第一轴心部312a分别插入第一绕线部32的第一贯穿通道323以及第二绕线部33的第二贯穿通道335中，以完成图6所示的变压器3的组装结构示意图。

当然本发明的变压器结构并不局限于较佳实施例所述的方形结构，亦可依电子产品的内部体积空间及实际需求来改变变压器的实施形式。

另外，于一些实施例中，还可将两组变压器共同组合使用，如图7A所示，其将变压器3及变压器4共同并联设置，并通过变压器3的基座331的第一侧面331a上的凸块结构331d与变压器4的基座431的第二侧面431b上的凹部结构431e相互对应卡合，以使变压器3及变压器4可共同组合使用，并将磁芯组31的第一磁芯部311的第一轴心部311a及第二轴心部311b分别设置于变压器3的第一贯穿通道323及变压器4的第一贯穿通道423内，以及将第二磁芯部312的第一轴心部312a及第二轴心部312b分别设置于变压器3的第二贯穿通道335及变压器4的第二贯穿通道(图未示)内，以完成图7B所示的两组变压器3、4的组合结构示意图。

综上所述，本发明的变压器结构通过将第二接脚延长埋设于第二绕线部的板件内部并令其一端由第二侧板延伸出，使次级绕线于第二绕线部绕线完成后直接缠绕连接于第二侧板的收线部而无需回线至基座上的接脚，进而避免在高压回线造成安全距离不足而产生跳火的情形，从而降低变压器损毁的机率。再者，第一绕线部具有一套件，可使部分的第二绕线部容置于其中，且套件具有一挡墙，用以隔离磁芯组与初级绕线及次级绕线，并以此控制变压器磁漏感，且可降低变压器的整体长度。此外，基座上的接脚为一L形接脚，可降低变压器的整体高度。

本发明可由熟悉本领域的技术人员进行任意思考及修饰，然而皆不脱离所附权利要求书的范围。

Claims (10)

1.一种变压器结构，其包括：

一第一绕线部，其用以缠绕一初级绕线，并具有一第一贯穿通道及一套件；

一第二绕线部，其包含：

一第一侧板，其具有一基座，该基座设置一第一接脚；

一第二侧板，其与该第一侧板分别位于该第二绕线部的两侧边；

多个隔板，其设置于该第一侧板及该第二侧板之间；

一板件，其设置于该第一侧板与该隔板之间、该第二侧板与该隔板之间，以及两个相邻该隔板间，并与相邻的该第一侧板、该第二侧板以及该隔板相连接，用以形成一第二贯穿通道以及用以缠绕一次级绕线的一绕线槽；以及

一第二接脚，其具有一收线部、一插接部以及连接该收线部及该插接部的一连接部，该收线部自该第二侧板延伸而出，该连接部埋设于该板件中，而该插接部自该基座延伸出；以及

一磁芯组，其部分设置于该第一绕线部的该第一贯穿通道以及该第二绕线部的该第二贯穿通道；

其中，该次级绕线的一端部与该第一接脚连接，另一端部则缠绕连接于该第二接脚的该收线部上，而至少部分的第二绕线部容置于该第一绕线部的该套件中，且该套件具有一挡墙，用以隔离该磁芯组与该初级绕线及该次级绕线。

2.如权利要求1所述的变压器结构，其中该第一侧板、该第二侧板及所述多个隔板彼此相互平行设置，且所述多个隔板分别具有一缺口，该缺口用以使该次级绕线由该缺口转绕至相邻的该绕线槽内。

3.如权利要求1所述的变压器结构，其中该基座具有一第一侧面、一第二侧面以及一第三侧面，该第一侧面具有一第一卡合构件，该第二侧面具有与该第一卡合构件相对应设置的一第二卡合构件，该第二卡合构件用以与一相邻变压器的第一卡合构件相互卡合。

4.如权利要求1所述的变压器结构，其中该基座具有一第一侧面、一第二侧面以及一第三侧面，该第三侧面具有一第三卡合构件，该套件具有一第四卡合构件，该第四卡合构件用以与相对应的该基座的该第三卡合构件相互卡合，以使该第二绕线部固定容置于该套件内。

5.如权利要求1所述的变压器结构，其中该磁芯组由一第一磁芯部与一第二磁芯部所组成，该挡墙具有对应该第二磁芯部的一凹部，该凹部可协助该第二磁芯部的定位。

6.如权利要求1所述的变压器结构，其中该挡墙具有对应该第二接脚的该收线部的一凹部，该凹部可提供该收线部的容置空间。

7.如权利要求1所述的变压器结构，其中该第一绕线部具有一基座及设置于该基座上的多个L形接脚，所述多个L形接脚用以与该初级绕线连接并插置于一电路板上。

8.如权利要求7所述的变压器结构，其中该L形接脚具有大体上相互垂直且分别突出于该基座边缘的一第一连接部及一第二连接部，该L形接脚通过该第二连接部向下插置于该电路板上，且该初级绕线的出线端缠绕连接于该第一连接部上。

9.如权利要求1所述的变压器结构，其中该第二绕线部的该第一接脚为一L形接脚。

10.如权利要求9所述的变压器结构，其中该L形接脚具有大体上相互垂直且分别突出于该基座边缘的一第一连接部及一第二连接部，该L形接脚通过该第二连接部向下插置于该电路板上，且该次级绕线的出线端缠绕连接于该第一连接部上。

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