CN102543367A - 磁性组件及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种磁性组件及其组装方法。该磁性组件包括磁芯组，至少包括第一磁芯部件，具有第一磁板、第一边柱及第二边柱，该第一边柱与第二边柱彼此相对地设置于第一磁板的一侧，以构成一容置空间；以及第二磁芯部件，具有第二磁板及中柱，该中柱连接第二磁板且设置于容置空间内；以及至少一导电绕组，直接绕设于第二磁芯部件的中柱上。本发明的磁性组件及其组装方法中，导电绕组可直接绕设于磁芯组的中柱上，可降低变压器的制造成本、简化组装工艺、提升散热功效、使变压器可绕线圈数相对增加以及提升变压器的窗口利用率。

Description

磁性组件及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种磁性组件及组装方法，尤其涉及一种无需使用绕线架的磁性组件及其组装方法。

背景技术

一般而言，各式电器设备中经常使用许多磁性组件，例如变压器、电感组件等，而为了满足电器设备的薄型化与不断提升功效的设计需求，导致电器设备内的组件密集，可设计空间日趋缩小，故如何缩小磁性组件体积、提升组件功效并同时减少其制造组装成本，已成为当前磁性组件设计上的重要课题。以变压器为例，请参阅图1，其为传统变压器的结构示意图。该变压器1由绕线架11、磁芯组12以及线圈13所组成。其中，绕线架11具有绕线槽111，用以供线圈13绕设于其上，且在绕线架11中具有一贯穿通道112。磁芯组12为EE型磁芯，且包括第一磁芯部件121及第二磁芯部件122，其中第一磁芯部件121及第二磁芯部件122的中间区域及两端分别具有同侧凸出的中柱121a、122a及侧柱121b、122b。

当变压器1进行组装时，首先将第一磁芯部件121的中柱121a以及第二磁芯部件122的中柱122a分别对应于绕线架11的贯穿通道112，并将中柱121a、122a容设于贯穿通道112内，以使第一磁芯部件121的侧柱121b与第二磁芯部件122的侧柱122b相互对应组装，并通过设置于绕线架11上的线圈13与第一磁芯部件121及第二磁芯部件122之间的电磁感应，使线圈13产生感应电压。

传统变压器1因使用EE型磁芯，无法通过绕线机直接将线圈13绕设于第一磁芯部件121或第二磁芯部件122的中柱121a、122a上，因此必须搭配使用绕线架11，并借由将线圈13绕设于绕线架11方能与磁芯组12组合而完成组装。然而，使用绕线架会导致变压器的制造成本增加、组装及散热不易等问题，此外，由于绕线架的体积较大，因而导致变压器的可绕线圈数相对减少以及降低其窗口利用率。

发明内容

本发明的目的为提供一种磁性组件及其组装方法，其改良传统变压器的磁芯组结构，使导电绕组可利用绕线机直接绕设于磁芯组的中柱上而无需使用绕线架，并且可降低变压器的制造成本、简化组装工艺、提升散热功效、使变压器可绕线圈数相对增加以及提升变压器的窗口利用率。

为达上述目的，本发明的一较广义实施方式为提供一种磁性组件，包括磁芯组及至少一个导电绕组。磁芯组至少包括第一磁芯部件，具有第一磁板、第一边柱及第二边柱，该第一边柱与第二边柱彼此相对地设置于第一磁板的一侧，以构成一容置空间；以及第二磁芯部件，具有第二磁板及中柱，该中柱连接第二磁板且设置于容置空间内。至少一导电绕组直接绕设于第二磁芯部件的中柱上。

为达上述目的，本发明的另一较广义实施方式为提供一种磁性组件的组装方法，至少包括下列步骤：提供一磁芯组，该磁芯组包括第一磁芯部件及第二磁芯部件，其中，第一磁芯部件具有第一磁板、第一边柱及第二边柱，第二磁芯部件具有第二磁板与中柱；提供至少一导电绕组，将该至少一导电绕组直接绕设于第二磁芯部件的中柱上；以及将第一磁芯部件与第二磁芯部件组合，且使第二磁芯部件的中柱设置于第一磁芯部件的第一边柱以及第二边柱之间，以完成该磁性组件组装。

本发明改良传统变压器的磁芯组结构，使导电绕组可利用绕线机直接绕设于磁芯组的中柱上而无需使用绕线架，并且可降低变压器的制造成本、简化组装工艺、提升散热、使变压器可绕线圈数相对增加以及提升变压器的使用效率。

附图说明

图1：为传统变压器的结构示意图。

图2A：为本发明优选实施例的磁性组件示意图。

图2B：为图2A的磁芯组结构分解示意图。

图2C：为图2A的磁芯组结构另一视角的分解示意图。

图2D：为图2B的组合结构示意图。

图2E：为图2D于A截面的截面示意图。

图3A：为本发明另一优选实施例的磁性组件示意图。

图3B：为图3A的散热器结构示意图。

图4：为本发明优选实施例的磁性组件的组装方法流程图。

其中，附图标记说明如下：

1：传统变压器

11：绕线架

111：绕线槽

112：贯穿通道

12：磁芯组

121：第一磁芯部件

121a：中柱

121b：侧柱

122：第二磁芯部件

122a：中柱

122b：侧柱

13：线圈

2：变压器

21：磁芯组

211：第一磁芯部件

211a：第一磁板

211b：第一边柱

211c：第二边柱

211d：容置空间

212：第二磁芯部件

212a：第二磁板

212b：中柱

212c：自由端面

A：截面

22：导电绕组

221：初级导电绕组

222：次级导电绕组

23：第一组接脚

24：第二组接脚

25：散热器

251：底板

251a：容置槽

252：侧板

252a：开口

26：绝缘黏着元件

m：气隙距离

D1：中心线至第一边柱的距离

D2：中心线至第二边柱的距离

H1：中柱的长度P：中心线

S₁₁～S₁₃：磁性组件的组装步骤

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。本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，然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，而非用以限制本发明。

请参阅图2A、图2B及图2C，其中图2A为本发明优选实施例的磁性组件示意图；图2B为图2A中的磁芯组结构分解示意图；图2C为图2A中的磁芯组结构另一视角的分解示意图。该磁性组件为变压器，该变压器2包括磁芯组21以及多个导电绕组22。磁芯组21包括第一磁芯部件211及第二磁芯部件212，其中第一磁芯部件211具有第一磁板211a、第一边柱211b及第二边柱211c，且第一边柱211b与第二边柱211c彼此相对地设置于第一磁板211a的一侧，以构成一容置空间211d，而第二磁芯部件212具有第二磁板212a及中柱212b，且中柱212b连接第二磁板212a并设置于第一磁芯部件211的容置空间211d内。多个导电绕组22直接绕设于第二磁芯部件的中柱212b上且其包括至少一初级导电绕组221与至少一次级导电绕组222。于本实施例中，多个导电绕组22由例如铜箔所制成，但不以此为限。

于本实施例中，第一磁芯部件211的第一磁板211a、第一边柱211b及第二边柱211c可为一体成型，且第二磁芯部件212的第二磁板212a及中柱212b可为一体成型。第一磁芯部件211的第一磁板211a与第二磁芯部件212的第二磁板212a分别以扇形板体为较佳。第二磁芯部件212的中柱212b以圆柱体为较佳，但不以此为限。于本实施例中，第一磁芯部件211架构为一U字形，而第二磁芯部件212架构为一T字形，但不以此为限。

请再参阅图2A～图2C所示，于本实施例中，变压器2的初级导电绕组221与次级导电绕组222彼此绝缘且重叠地绕设于第二磁芯部件212的中柱212b上。变压器2还包括第一组接脚23以及第二组接脚24，且第一组接脚23与初级导电绕组221连接，而第二组接脚24与次级导电绕组222连接。

请参阅图2D及图2E，其中图2D为图2B的组合结构示意图；图2E为图2D于A截面的截面示意图。于本实施例中，第二磁芯部件212的中柱212b具有一中心线P，该中心线P至第一边柱211b具有一距离D₁，中心线P至第二边柱211c具有一距离D₂，其中距离D₁与D₂实质上为等距离，即D₁＝D₂。另外，第一磁芯部件211与第二磁芯部件212对应组合后，第二磁芯部件212的中柱212b的自由端面212c与第一磁芯部件211的第一磁板211a间可形成一气隙距离m，且该气隙距离m可依据中柱212b的长度H₁而改变，用以调整变压器2的电磁耦合特性或漏电感的大小。于另一些实施例中，第一磁芯部件211与第二磁芯部件212对应组合后，第二磁芯部件212的中柱212b的自由端面212c与第一磁芯部件211的第一磁板211a接触而无形成气隙。

请参阅图3A及图3B，其中图3A为本发明另一优选实施例的磁性组件示意图；图3B为图3A的散热器结构示意图。于本实施例中，该磁性组件为变压器，且该变压器2还包括一散热器25，该散热器25包括一底板251及一侧板252，其中底板251具有容置槽251a，用以容置多个导电绕组22的一部分，而侧板252具有开口252a，用以选择性地使第一组接脚23或第二组接脚24由此开口252a出线。散热器25的底板251与侧板252上涂布绝缘黏着元件26，磁芯组21分别对应设置于底板251及侧板252上，由此使磁芯组21固定于散热器25上，以达到辅助散热的效果。于本实施例中，绝缘黏着元件26以绝缘黏胶为较佳，且不以此为限。

请参阅图4，其为本发明优选实施例的磁性组件的组装方法流程图。变压器2的组装方法至少包括下列步骤，首先，如步骤S₁₁所示，提供一磁芯组21，该磁芯组21包括第一磁芯部件211及第二磁芯部件212，其中第一磁芯部件211具有第一磁板211a、第一边柱211b及第二边柱211c，第二磁芯部件212具有第二磁板212a与中柱212b。接着，如步骤S₁₂所示，提供至少一导电绕组22，并将至少一导电绕组22直接绕设于第二磁芯部件212的中柱212b上。最后，如步骤S₁₃所示，将第一磁芯部件211与第二磁芯部件212组合，且使第二磁芯部件212的中柱212b设置于第一磁芯部件211的第一边柱211a及第二边柱211b之间，如此以完成变压器2组装。

于一些实施例中，变压器2的组装方法还可包括提供一散热器25且将磁芯组21以绝缘黏着元件26固定于散热器25上，如此以完成变压器2组装。

以上实施例以变压器为例，说明本发明磁性组件的构造及其组装方法。当然，本发明磁性组件亦可为电感器，此时，磁性组件仅有一导电绕组即可。

综上所述，本发明提供一种磁性组件及其组装方法，其使用UT型磁芯组结构，使导电绕组可利用绕线机直接绕设于T字形磁芯部件的中柱上而无需使用绕线架，并且可降低磁性组件的制造成本、简化组装工艺、提升散热功效、使磁性组件可绕线圈数相对增加以及提升磁性组件的窗口利用率。另外，本发明磁性组件还包括一散热器，并使磁芯组固定于散热器上，以此达到辅助散热的效果。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述，而可由本领域普通技术人员做出修改及变更，然而皆不脱离本发明所附权利要求所欲保护的范围。

Claims (17)

1.一种磁性组件，包括：

一磁芯组，包括：

一第一磁芯部件，具有一第一磁板、一第一边柱及一第二边柱，该第一边柱与该第二边柱彼此相对地设置于该第一磁板的一侧，以构成一容置空间；以及

一第二磁芯部件，具有一第二磁板及一中柱，该中柱连接该第二磁板且设置于该容置空间内；以及

至少一导电绕组，直接绕设于该第二磁芯部件的该中柱上。

2.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一磁板、该第一边柱及该第二边柱为一体成型，该第二磁板及该中柱为一体成型。

3.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该磁性组件为一电感器。

4.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一磁芯部件架构为一U字形，且该第二磁芯部件架构为一T字形。

5.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该至少一导电绕组由铜箔制成。

6.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该磁性组件为变压器，且该至少一导电绕组包括至少一初级导电绕组及至少一次级导电绕组。

7.如权利要求6所述的磁性组件，其特征在于，其该变压器还包括一第一组接脚以及一第二组接脚，分别与该初级导电绕组以及该次级导电绕组连接。

8.如权利要求1或6所述的磁性组件，其特征在于，其还包括一散热器，且该磁芯组以一绝缘黏着元件固定于该散热器上。

9.如权利要求8所述的磁性组件，其特征在于，该磁性组件为变压器，该变压器还包括一第一组接脚以及一第二组接脚，该散热器包括一底板及一侧板，其中该底板具有一容置槽，用以容置该导电绕组的一部分，而该侧板具有一开口，用以选择性地使该第一组接脚或该第二组接脚由该开口出线。

10.如权利要求6所述的磁性组件，其特征在于，该初级导电绕组与该次级导电绕组彼此绝缘且重叠地绕设于该第二磁芯部件的该中柱。

11.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第二磁芯部件的该中柱为一圆柱体。

12.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一磁芯部件的该第一磁板与该第二磁芯部件的该第二磁板分别为一扇形板体。

13.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一磁芯部件该第二磁芯部件对应组合后，该第二磁芯部件的该中柱的一自由端面与该第一磁芯部件的该第一磁板间形成一气隙距离，且该气隙距离依据该中柱的长度而改变。

14.如权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，该第一磁芯部件与该第二磁芯部件对应组合后，该第二磁芯部件的该中柱的一自由端面与该第一磁芯部件的该第一磁板接触而无形成气隙。

15.一种磁性组件的组装方法，至少包含步骤：

(a)提供一磁芯组，该磁芯组包括一第一磁芯部件及一第二磁芯部件，其中，该第一磁芯部件具有一第一磁板、一第一边柱及一第二边柱，该第二磁芯部件具有一第二磁板与一中柱；

(b)提供至少一导电绕组，将该至少一导电绕组直接绕设于该第二磁芯部件的该中柱上；以及

(c)将该第一磁芯部件与该第二磁芯部件组合，且使该第二磁芯部件的该中柱设置于该第一磁芯部件的该第一边柱以及该第二边柱之间，以完成该磁性组件的组装。

16.如权利要求15所述的磁性组件的组装方法，其特征在于，该磁性组件为变压器，且该至少一导电绕组包括至少一初级导电绕组及至少一次级导电绕组。

17.如权利要求15所述的磁性组件的组装方法，其特征在于，其还包括步骤(d)提供一散热器，且将该磁芯组以一绝缘黏着元件固定于该散热器上。

Images