CN112185655B - 薄型谐振变压器漏感调整结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄型谐振变压器漏感调整结构，线架具有中空的绕线柱，上、下分别延伸顶板与底板，顶板与底板分别设有相应的第一穿孔与第二穿孔，内线圈绕设在绕线柱，并将导磁片上、下两端分别迫紧在第一穿孔与第二穿孔内，各铁芯的中柱分别上、下套入绕线柱内并相抵靠，各侧柱分别包覆线架两侧并相抵靠，借此，所述外线圈、内线圈经铁芯产生第一导磁回路，且导磁片介于次级线圈与初级线圈之间，产生第二导磁回路，达成谐振变压器经导磁片产生所需强度漏电感的结构。

Description

薄型谐振变压器漏感调整结构

技术领域

本发明涉及一种薄型谐振变压器，特别是指一种维持谐振变压器既有的体积，且能快速组装并具有良好导磁覆盖率、高磁屏蔽的薄型谐振变压器，且具备漏感调整结构。

背景技术

漏电感的产生，是源自于是变压器中初级侧线圈与次级测线圈间的耦合系数小于1，使变压器部分线圈不会有变压作用，这部份线圈产生的电感即为漏电感；谐振变压器的基本公式为ω＝1/√(LC)，其中，ω是电源的角频率＝2πf，L和C是LLC谐振槽的电感和电容量。谐振频率f常会因不同应用而有不同设定，为了满足不同谐振频率f的要求，L和C中必须是可调的，为了精确找到谐振点，还需要参数可以无级微调，但实际的情况却无法如此实现。所以，现代谐振变压器一般使用变频电源作为电源，以便调整ω的数值，但并无法直接由谐振变压内部进行Lk的调整，导致谐振变压器的效益无法有效提升。

虽然有业者改良谐振变压器的构造，使其能够产生更多的漏电感，如：中国台湾专利公告第M560684号「变压器」(以下简称M560684案)，包括绕线架、第一铁芯、第二铁芯及多个线圈。绕线架包括具有铁芯中孔的中空绕线部、具有铁芯边孔的侧边绕线部。第一铁芯包括第一铁芯中柱及第一铁芯侧柱。第二铁芯包括第二铁芯中柱及第二铁芯侧柱。第一与第二铁芯中柱分别插入铁芯中孔，第一与第二铁芯侧柱分别插入铁芯边孔，且第一铁芯侧柱的顶面与第二铁芯侧柱的顶面存在间隙。线圈缠绕中空绕线部，且线圈的其中一圈缠绕中空绕线部及侧边绕线部。然M560684案实际上仍有诸多缺失尚待改进：

1、请参照M560684案的图3及图5，一次侧线圈及/或二次侧线圈线中，至少会有一圈以上会同时时缠绕中空绕线部以及侧边绕线部；中空绕线部以及侧边绕线部是以侧板来区隔，且防止侧边绕线部的线圈接触到第一、二铁芯侧柱，因此，在小型化电子产品的电路板设计布局中，变压器的体积缩小的程度有限，而M560684案增加了侧板的结构，不仅无法轻易地应用到其他型态的变压器，更增加了变压器的体积。

2、常见的变压器在脚位设计时，大多是分别排列在变压器绕线架的两侧，借以分开一、二次引线脚位的距离，且电路板线路布局设计时，能够避免线路之间的讯号干扰，然，M560684案的侧板并不是变压器绕线架的基础结构，因此，变压器一侧设置侧板后，引线端子组仅能设置在变压器的另一侧，因变压器的一次侧线圈(又称激磁线圈、初级侧线圈等)的电流大多大于二次侧线圈(又称感应线圈、次级侧线圈等)，因此，引线端子组的第一、二引线端子组之间，相当容易产生讯号干扰，也会因为引线端子组之间的距离太近，产生绝缘不足的问题。

3、依据M560684案的先前技术，可以得知是为了解决变压器耦合状态不易控制，容易产生泄漏磁通的问题；解决问题的技术手段是：「透过调整第一铁芯侧柱的顶面、与第二铁芯侧柱的顶面之间的间隙的大小，来改变一次侧线圈与二次侧线圈之间的耦合系数。」，因此，M560684案所属技术领域中具有通常知识者，能直接而无歧异的认定，M560684案的变压器是电力变压器，且需要再结构设计虽然电力变压器可以将第一、二引线端子组设置在同一侧，但仅能作为电力变压器使用，若将M560684案的结构应用在谐振变压器，则第一、二引线端子组之间会因为距离过近，导致讯号严重干扰、以及绝缘距离不足的问题。

4、M560684案专利说明书提到：「绕线架也可为一体成型，也就是绕线架可无须透过本体与侧板的卡合来共同定义出如图所示的铁芯边孔，而是直接形成具有铁芯中孔与铁芯边孔的结构。」，又参阅所述提到：「一次侧线圈及/或二次侧线圈线中，至少会有一圈以上会同时时缠绕中空绕线部以及侧边绕线部」，若绕线架是一体成形且不使用侧板，而是直接形成铁芯边孔，则一、二次侧线圈之间便无法产生供第一、二铁芯侧柱穿过的空间，即M560684案图3中，若移除了侧板，则二次侧线圈会直接靠在一侧侧线圈上，更重要的原因在于，不论是哪一种变压器，绕线架都是先缠绕一、二次侧线圈后，再组装铁芯，所以，M560684案实际上并无法一体成形直接形成铁芯中孔与铁芯边孔的结构。

5、M560684案的第一、二铁芯为了配合绕线架的铁芯边孔，必须延伸第一、二导磁体，然后在第一、二导磁体相对应的表面设置第一、二铁芯侧柱，借由第一、二导磁体延伸第一、二铁芯侧柱的距离，才能穿入铁芯边孔内，上述结构导致第一、二铁芯的结构改变，由于第一、二铁芯侧柱凸出于铁芯之外且过于细长，生产时有极大破损与变形风险，导致生产成本增加；再者，M560684案的第一、二铁芯相对于第一、二导磁体的另一侧形成一个凹入的缺口，则介于缺口处的一、二次侧线圈所产生的磁场，实际上是对外发散，并不会经过第一、二铁芯，降低整体变压器的磁屏蔽效果。

有鉴于现有技术有上述缺点，乃针对上述缺点研究改进之道，终于有本发明产生。

发明内容

本发明主要目的在于，提供一种无须变更谐振变压器既有的体积，即能调整漏感的薄型谐振变压器漏感调整结构。

本发明次要目的在于，提供一种能快速组装并具有良好导磁覆盖率的薄型谐振变压器漏感调整结构。

本发明再一目的在于，提供一种具高磁屏蔽强度的薄型谐振变压器，同时具备漏感调整结构。

为达成上述目的及功效，本发明所实行的技术手段包括：一线架、一内线圈、一导磁片、一外线圈、与一对称铁芯，其中：

所述线架具有贯通的一绕线柱，顶部与底部分别延伸设置一顶板与一底板，且顶板与底板分别设有相应的一第一穿孔与一第二穿孔。

所述内线圈绕设在所述绕线柱。

所述导磁片设在所述线架内，且上、下两端分别迫紧在所述第一穿孔与第二穿孔内。

所述外线圈绕设在所述线架内并同时包覆内线圈与导磁片，将导磁片固定在线架内，其中，内线圈是初级侧线圈时，外线圈是次级侧线圈，反之，内线圈是次级侧线圈时，外线圈是初级侧线圈。以及，

所述各铁芯中段处延伸一中柱，近两端处延伸对称的侧柱，中柱分别上、下套入所述绕线柱内并相抵靠，各侧柱分别包覆线架两侧并相抵靠。

借此，所述内线圈、外线圈经所述铁芯产生第一导磁回路，且所述导磁片介于内线圈与外线圈之间而产生第二导磁回路，达成谐振变压器经所述导磁片产生所需强度漏电感的结构。

依上述结构，顶板两侧分别延伸一侧板部，侧板部顶面与所述铁芯的表面形成共平面。

依上述结构，底板两侧分别延伸一第一线座与一第二线座，且第一线座与第二线座底面与所述铁芯的表面形成共平面。

依上述结构，导磁片上、下分别具有一端面，则导磁片设在所述线架内，各端面分别与顶板、底板表面形成共平面。

依上述结构，导磁片上、下分别具有一端面；以及，所述各铁芯相对于线架的第一穿孔、第二穿孔位置处设分别设有一凹入部，则导磁片设在所述线架内，两端分别抵靠在凹入部，各端面分别与铁芯的表面形成共平面。

依上述结构，还包括一第一绝缘层，包覆并将所述铁芯固定在线架上，达成固定铁芯、与强化绝缘的结构。

依上述结构，还包括一第二绝缘层，包覆所述弹片、铁芯侧柱的上、下交界处、与外线圈，达成固定铁芯、外线圈、与增加绝缘的结构。

依上述结构，导磁片的体积与谐振变压器产生的漏感成正比，以及，导磁片的导磁率与谐振变压器产生的漏感成正比。。

依上述结构，铁芯的侧柱一端延伸一凸部，以及，还包括一弹片，弹片两端分别延伸相应的一勾部，弹片套入铁芯之间，并以勾部分别卡扣在凸部，达成固定铁芯的结构。

依上述结构，弹片两端分别延伸一侧壁，各侧壁前端延伸所述勾部。

依上述结构，内线圈是次级侧线圈并绕设绕线，则外线圈是初级侧线圈；以及，内线圈是初级侧线并绕设绕线柱，外线圈是初级侧线圈。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的立体图。

图2是本发明较佳实施例的立体分解图。

图3是图2中部份组件另一角度立体分解图。

图4是本发明较佳实施例的部分组合图。

图5是本发明较佳实施例的顶面剖视图。

图6是本发明再一较佳实施例的侧面剖视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属本发明保护的范围。

请参阅第图1至图5所示，可知本发明的结构主要包括：一线架1、一外线圈2、一导磁片3、一内线圈4、一对称铁芯5、与一弹片6，其中：

所述线架1具有贯通的一绕线柱11，顶部与底部分别延伸设置一顶板12与一底板13，顶板12侧边邻近边缘处设有一第一穿孔121，并在两侧边分别延伸相对应的一侧板部122，各侧板部122的顶面是共平面；底板13侧边邻近边缘处设有与第一穿孔121相对应的第二穿孔131，并在两侧边分别延伸一第一线座132与一第二线座133，第一线座132与一第二线座133底面是共平面。

所述导磁片3上、下分别具有一端面31。

各铁芯5中段处延伸一中柱51，近两端处延伸对称的侧柱52，侧柱52一端延伸一凸部53，且介于各侧柱52的铁芯5侧边设有一凹入部54，且凹入部54与中柱5的位置相对应。

所述弹片6两端分别延伸一侧壁61，各侧壁61前端分别延伸相应的一勾部62。

上述结构组合时，内线圈4绕设在所述绕线柱11上，并将导磁片3迫紧在线架1的第一穿孔121、与第二穿孔131内，且导磁片3上、下两端分别穿出第一穿孔121、与第二穿孔131，则上端的端面31与线架1的侧板部122顶面形成共平面，以及，下端的端面31`与第一线座132、第二线座133的底面形成共平面；续将外线圈2绕设在线架1，在绕设外线圈2时，会同时包覆内线圈4与导磁片3，将导磁片3固定在线架1的第一穿孔121、与第二穿孔131内；应注意的是，本实施例中，图5是为了利于说明导磁片3在线架1内的结构，因此，除了省略上半部分的铁芯5，更简化了外线圈2，请辅助参阅图6，可以看出外线圈2绕设时，确实是会紧密的包覆内线圈4与导磁片3。

应注意的是，外线圈2与内线圈4是所属不同功能区别的线圈，在一个较佳的实施例中，若外线圈2是初级侧线圈，则内线圈4就是次级侧线圈，反之，若外线圈2是次级侧线圈，则内线圈4就是外线圈；当内线圈4是次级侧线圈并绕设绕线柱11时，外线圈2就是初级侧线圈，以及，当内线圈4是初级侧线并绕设绕线柱11时，外线圈2就是初级侧线圈。

上述完成后，各铁芯5的中柱51分别上、下套入线架1的绕线柱11内并相抵靠，各侧柱52分别包覆线架1两侧并相抵靠，而弹片6套入铁芯5之间，并以勾部62分别卡扣在各侧柱52的凸部53，利用弹力抵靠各凸部53，除了固定铁芯5之外，更能够利用弹片6吸收高频时产生的振动，铁芯5与线架1组合后，侧板部122顶面与铁芯5上半部的表面55形成共平面，以及，第一线座132、第二线座133底面与铁芯5下半部55`的表面形成共平面。

借此，所述内线圈4、外线圈2经所述铁芯5产生第一导磁回路，且所述导磁片3介于外线圈2与内线圈4之间而产生第二导磁回路，达成谐振变压器经所述导磁片3产生所需强度漏电感的结构，应注意的是，导磁片3的体积与谐振变压器产生的漏感成正比，以及，导磁片3的导磁率与谐振变压器产生的漏感成正比。

上述的组合完成后，本发明更进一步利用一第一绝缘层7、及/或一第二绝缘层8固定线架1与铁芯6，分别说明如下：

所述第一绝缘层7是绕设在铁芯5的表面，将铁芯5上、下紧密的固定在线架1，同时利用第一绝缘层7达成强化绝缘的结构；所述第二绝缘层8是水平向缠绕在线架1，并同时包覆铁芯侧柱52的上、下交界处、外线圈2外露处、与弹片6，将铁芯5、弹片6与外线圈2紧密的固定在线架1，同时利用第二绝缘层8达成强化绝缘的结构，应注意的是，在本实施例中可以看出，先包覆第一绝缘层7后，再包覆第二绝缘层8，实际上，第一绝缘层7与第二绝缘层8并无包覆顺序的限定；以及，第一绝缘层7、与第二绝缘层8可依照实际生产的需求，单独使用第一绝缘层7、或第二绝缘层8，亦可同时使用第一绝缘层7与第二绝缘层8。

变压器中与一次绕线及二次绕线两者皆互连的磁通称为互磁通(或主磁通，Φ12或Φ21)。变压器的磁通除此之外，还有仅与一次绕线互连而未与二次绕线互连的一次侧漏磁通(或自磁通Φσ1)，仅与二次绕线互连而未与一次绕线互连的二次侧漏磁通(Φσ2)。因为变压器中有磁气外漏所以一定会有漏磁通的存在。且因为漏磁通仅是与一次绕线，二次绕线任一方互连，也就是意味着这是各绕线的电感附加在其中。因此，一次侧漏磁通为一次侧漏电感，二次侧漏磁通为二次侧漏电感。

耦合系数k，一次绕线的自我电感为L1，二次绕线的自我电感为L2，则各漏电感为：

Le1＝(1-k).L1

Le2＝(1-k).L2

本发明的薄型谐振变压器与传统变压器得要求并不相同，其特点在于漏电感可依需求无级微调，可大可小，可完全依据需求特别设计制作，而耦合系数更是决定漏电感大小的参数，耦合系数，在电路中，为表示组件间耦合的松紧程度，把两电感组件间实际的互感(绝对值)与其最大极限值之比定义为耦合系数，所以，本发明的薄型谐振变压器将导磁片3设置在外线圈2、与内线圈4之间，利用导磁片3产生第二导磁回路，改变外线圈2、与内线圈4之间的耦合系数，而导磁片3是具可导磁性，习知变压器的结构是让初、次级间的漏磁环绕于线圈之间，造成极大的涡流损，利用导磁片3将漏磁导回铁芯，可以完全避免涡流损的产生，效率因而可大幅提高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：其至少包括：

一线架，具有贯通的一绕线柱，顶部与底部分别延伸设置一顶板与一底板，且顶板与底板分别设有相应的一第一穿孔与一第二穿孔；

一内线圈，绕设在所述绕线柱；

一导磁片，设在所述线架内，且上、下两端分别迫紧在所述第一穿孔与第二穿孔内，且导磁片上、下分别具有一端面；

一外线圈，绕设在所述线架内并同时包覆内线圈与导磁片，将导磁片固定在线架内；

一对称铁芯，各铁芯中段处延伸一中柱，近两端处延伸对称的侧柱，侧柱一端延伸一凸部，中柱分别上、下套入所述绕线柱内并相抵靠，各侧柱分别包覆线架两侧并相抵靠，各磁芯铁芯相对于线架的第一穿孔、第二穿孔位置处设分别设有一凹入部；各导磁片设在所述线架内，两端分别抵靠在凹入部，各端面分别与铁芯的表面形成共平面；以及，

一弹片，弹片两端分别延伸一侧壁，各侧壁末端延伸相应的一勾部，弹片套入铁芯之间，并以勾部分别卡扣在凸部固定铁芯；

借此，所述外线圈、内线圈经所述铁芯产生第一导磁回路，且所述导磁片介于内线圈、与外线圈之间而产生第二导磁回路，达成谐振变压器经所述导磁片产生所需强度漏电感的结构。

2.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：顶板两侧分别延伸一侧板部，侧板部顶面与所述铁芯的表面形成共平面。

3.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：底板两侧分别延伸一第一线座与一第二线座，且第一线座与第二线座底面与所述铁芯的表面形成共平面。

4.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：导磁片上、下分别具有一端面，则导磁片设在所述线架内，各端面分别与顶板、底板表面形成共平面。

5.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：还包括一第一绝缘层，包覆并将所述铁芯固定在线架上，达成固定铁芯、与强化绝缘的结构。

6.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：还包括一第二绝缘层，包覆所述铁芯侧柱的上、下交界处、与外线圈，达成固定铁芯、外线圈、与增加绝缘的结构。

7.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：导磁片的体积与谐振变压器产生的漏感成正比，以及，导磁片的导磁率与谐振变压器产生的漏感成正比。

8.根据权利要求1所述的薄型谐振变压器漏感调整结构，其特征在于：内线圈是次级侧线圈并绕设绕线，则外线圈是初级侧线圈；以及，内线圈是初级侧线并绕设绕线柱，外线圈是初级侧线圈。

Images