CN112562986A - 磁感应线圈模组 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁感应线圈模组，包括：一由一第一组线圈及一第二组线圈所构成的线圈模组，该第一组线圈的外部包覆有一第一隔离层，该第二组线圈是一种扁平线圈，其具有一开放的第一回圈本体，使形成二个互不接触的端部，其中一端部具有一朝该第一回圈本体外凸出的第一导通部，另一端部具有一连接端，该连接端一体向外延伸形成一开放的第二回圈本体，该第二回圈本体的末端具有一外凸的第二导通部，其中，在该连接端上包含有一转折部，该转折部使该第二回圈本体与该第一回圈本体同方向对置，通过该第二组线圈以包夹方式定位在该第一隔离层上，借以提高组装效率、以及降低产品的不良率。

Description

磁感应线圈模组

技术领域

本发明有关一种线圈模组，特别是一种用于电感器、变压器的磁感应线圈模组。

背景技术

例如变压器等磁感应线圈模组的架构至少包括有两组独立的线圈(coil)，即所谓的“初级线圈”与“次级线圈”，在通电流后根据电磁感应原理、以该两组线圈的圈(匝)比进行电压数值的转换。

实际的应用上，该变压器通常会被架构在一独立的绝缘基座(base)上，该绝缘基座会预先布署有多个导电针(pin)或接触脚与线圈相连而形成一变压器总成，并透过这些导电针或接触脚与外部的电路焊接相连，使这个变压器总成与外部电路导通使用，同时以该绝缘基座作为信号隔离避免发生干扰。

为配合消费型电子产品的小型化需求，这些变压器的设计越为轻薄是不可避免的趋势，在已知的先前技术中有使用印刷电路板(PCB)的电路印刷技术制成线圈组，产出一种扁平式(或平板式)变压器(Planar transformer)，例如中国公开第CN201138608号专利说明书所公开，就是公开一种在PCB上印刷有导电线圈图案的变压器总成。该项第CN201138608号专利使用PCB制作包括了初级线圈及次级线圈，并在该两组线圈的表面涂布一层绝缘漆予以隔离，通过与磁芯的组装成为一种扁平式的变压器。

第CN201138608号先前技术虽然可以让变压器的体积薄形化，但是在制造、组装的过程中仍存在有不少的缺陷如下：

1. 须知，利用PCB印刷技术制造导电线圈图案成为变压器的初级、和次级线圈的工法复杂，耐电流小，而且成本负担高，所制成的产品难以在市场上具有价格竞争优势。

2. 在该两组线圈的表面涂布绝缘漆作为彼此隔离，难以符合变压器制造的安全规范需求，容易使变压器在运作中产生损害；特别是用在连接市电的交流转直流(AC-DC)变压器，由于交流电(AC)电源端的电压差大，初级线圈和次级线圈之间在规范上更必须具备一定安全间距的隔离。

3. 第CN201138608号先前技术中的图7及图8所公开的变压器中，一组初级线圈5A及两组次级线圈4A,6A在与磁芯M1进行组装时，该磁芯M1的中央导磁柱必须分别通过每一组线圈上预留的组装孔，所以这些线圈组装孔的对位必须非常精准，否则将造成组装上的困难，或者造成线圈与磁芯之间隙过大的问题。特别是，如该案的图8所示的两组由PCB制成的次级线圈4A、6A还需要精准地通过左侧示意的导电针(pin)使彼此的线圈图案连通后再提供与外部电路连接使用，更是难以依此设计导入自动化、大量生产的主要因素。

另一项发明人已知与本发明有关的先前技术，是美国公开第2013/0278371号专利所公开的一种平面式变压器，其将多个预先制作的平板线圈(包括初级及次级线圈)依顺序穿套在变压器的磁芯上，并提供一已建立有多个导电针(pin)的基座(base)，利用焊接技术与该多个线圈、以及外部的电路连接，其中，该基座可作为磁芯与外部电路的隔离保护。

显而易见的，该项第2013/0278371号先前技术所使用的平板式金属线圈可以预先透过模铸、或冲压直接成型，制造的成本相较于在先公开的以PCB制成的线圈会低廉许多也更适于量产，而且该金属层的厚度也相较于PCB印刷导电线圈耐受更大的电流；但是就变压器制造的程序、以及组装的过程中依然存在有以下缺陷：

1. 各平板线圈之间缺少了安全间距的隔离设计，如前所述，即使在各组线圈的表面涂布一层绝缘漆作为隔离，亦难以符合变压器安全规范需求，特别是用于连接市电的变压器，由于电源端的电压差大，容易使该变压器在运作中产生损害。

2. 各组线圈均为一独立的单元与构件，在与磁芯进行组装时，磁芯的中央导磁柱必须依序通过每一组线圈上预留的组装孔，所以这些线圈组装孔的对位必须非常精准，不仅使组装的难度提高、容易失败，而且浪费工时，更难以导入自动化工艺而不利于大量的生产作业。

3. 该多个导电针预先被固定在一独立的基座(base)上，不论是初级、或次级的各线圈的线端都必须一一连接到各导电针上进行导通，如果线圈数需求较多(此与初级和次极线圈的匝比有关)，势必影响到生产的效果，显而易见的，连接的次数越多越容易发生错误，例如盲接、或错接，进而造成失败率的增加。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种更为新颖的“磁感应线圈模组”，相较于先前技术，不仅更利于制造、组装，在以此作为电感器、或变压器等磁感应线圈模组的应用时将更为便利，并可以降低末端产品的不良比率，为本发明的主要目的。

为实现发明目的，本发明所公开的磁感应线圈模组包括：一第一组线圈，其外部具有一第一隔离层；一第二组线圈，其具有一开放的第一回圈本体，该第一回圈本体有二个互不接触的端部，其中一个端部具有一朝该第一回圈本体外凸出的第一导通部，另一个端部具有一连接端，该连接端还一体向外延伸形成一开放的第二回圈本体，该第二回圈本体的末端具有一外凸的第二导通部，其中，在该连接端之上包含有一转折部，该转折部使该第二回圈本体与该第一回圈本体呈同方向对置，通过该第二组线圈以包夹方式定位在该第一隔离层上构成一线圈模组。

可选地，该第一隔离层以绝缘材料在该第一组线圈外部包覆成型。

可选地，该第一隔离层以绝缘材料成型一模架提供该第一组线圈穿套而予以包覆。

可选地，该第一组线圈及第一隔离层中还共同具有一适配孔，该适配孔对应该第一回圈本体及第二回圈本体的圈孔。

可选地，该适配孔的外围的第一隔离层上各布署有一与第一回圈本体及第二回圈本体的轮廓适配的定位槽。

可选地，该第一组线圈是由一导电图案布署在一绝缘基板中所构成的，其一侧配置有多个接触部与该导电图案连通并露于该第一隔离层之外。

可选地，该第一隔离层在一端布署有一载台，以提供该第二组线圈的第一导通部及第二导通部配置在该载台的两个相反侧。

可选地，该第一隔离层在该第二组线圈的连接端与第一导通部及第二导通部之间各建立有一凸台作为隔离。

可选地，该线圈模组的外部还包覆有一第二隔离层，并露出该第一导通部及第二导通部。

可选地，还可包括：一第一组线圈，其外部具有一第一隔离层；一第二组线圈，其具有多个连续的开放式第一回圈本体，多个该第一回圈本体具有一外凸的第一导通部，以及多个连接端，该多个连接端是同向且一体向外延伸形成多个连续的开放式第二回圈本体，多个连续的该第二回圈本体的末端外凸有一第二导通部，其中，在该多个连接端上各包含有一转折部，该转折部使多个该第二回圈本体与多个该第一回圈本体同方向对置，通过该第二组线圈以包夹方式定位在该第一隔离层上构成一线圈模组。

本发明具有以下优点：1、所述第二组线圈可以利用模铸、或冲压导电材料制作以降低生产成本，其中，以所述第一回圈本体及第二回圈本体一体连接成为第二组线圈，减化了先前技术使用多个独立线圈在组装上的工序，以及必须精准对位的麻烦；特别是，在与外部线路连接时只需要通过所提供的第一导通部及第二导通部两个接点对接，减少了可能发生盲接的机会，也更有效地提升了末端产品的可靠度。

2、该第一隔离层在该适配孔的外围各布署有一与第一回圈本体、及第二回圈本体轮廓适配的定位槽以方便其对位与组装，且在该连接端与该第一回圈本体、及该第二回圈本体之间各建立有一凸台作为隔离。

3、通过第二组线圈的架构可衍生出另一种实施方式，亦即，所述第二组线圈同样是一种扁平式线圈，其具有多个连续的开放式第一回圈本体，其具有一外凸的第一导通端，以及多个连接端，该多个连接端一体向外延伸形成多个连续的开放式第二回圈本体，该多个连续的第二回圈本体末端具有一外凸的第二导通端，其中，在该多个连接端中各包含有一转折部，该多个转折部提供该多个第二回圈本体与该多个第一回圈本体同方向对置，如此，可借由该第二组线圈的圈数增加来对应和满足所配置的磁感应线圈模组需求。

附图说明

图1是本发明的分解图；

图2是本发明第二组线圈展开的结构图；

图3是本发明的组合外观图；

图4是本发明另一视角的组合外观图；

图5是本发明的图3的A-A’方向剖面图；

图6是本发明的另一实施例外观图；

图7是本发明第二组线圈的另一实施例展开结构图。

图中：

1第一组线圈；10导电图案；11绝缘基板；12接触部；13适配孔；2,2a第二组线圈；20、20a第一回圈本体；200、200a第一导通部；201圈孔；21、21a第二回圈本体；210、210a第二导通部；211圈孔；22、22a连接端；220、220a转折部；3第一隔离层；30定位槽

31凸台；32载台；4第二隔离层；5磁芯；6线圈模组。

具体实施方式

本发明是一种线圈模组，可应用在例如电感器、或变压器等磁性感应元件上。

请同时参考图1～图5，本发明包括有一第一组线圈1及一第二组线圈2，其中，该第一组线圈1的外部具有一第一隔离层3，该第二组线圈2以包夹方式定位在该第一隔离层3上，成为一如图3及图4所示的线圈模组。

在本发明公开的较佳实施例中，如图1及图5所公开，该第一组线圈1是在一绝缘基板11上布署一导电图案10，例如透过印刷电路板以下均通称为PCB制造技术、将该导电图案10布署在该PCB中制成的第一组线圈1；或者，是直接将该导电图案10直接铺设在该绝缘基板11上成为该第一组线圈1，但不以此为限。另外，在该绝缘基板11的一侧可以预先布署有多个接触部12与导电图案10连通，作为提供与外部的电路导通；以及，在该第一组线圈1中预设有一适配孔13，可以作为与变压器的磁芯配置。

所述第二组线圈2是一种导电材料，透过模铸、冲压、或其它方式制作成一扁平线圈，其具有一开放式的第一回圈本体20，所述第一回圈本体20具有二个不接触的端部，其中一个端部具有一朝该第一回圈本体20外凸出的第一导通部200，另一个端部为一连接端22，该连接端22一体向外延伸形成一开放式的第二回圈本体21，该第二回圈本体21的末端具有一外凸的第二导通部210，较佳地，所述第一回圈本体20与该第二回圈本体21的形状相互对称；其中，在该连接端22中尚包含有一转折部220，该转折部220提供该第二回圈本体21与该第一回圈本体20同方向对置。

所述第一隔离层3透过包覆在该第一组线圈1的外部提供该第一组线圈1与外部绝缘及隔离，并露出该多个接触部12能与外部电路连通。包覆的方式可以透过绝缘材料在该第一组线圈1外部直接射出成型，或者以该绝缘材料预先形成一模架提供该第一组线圈1穿套在其中；作为优选的，该第一隔离层3在该适配孔13的外围各布署有一与第一回圈本体20、及第二回圈本体21轮廓适配的定位槽30以方便其对位与组装，且在该连接端22与该第一导通部200、及该第二导通部210之间各建立有一凸台31作为隔离。另外，该第一隔离层3在远离接触部12的相对端布署有一载台32，该载台32可以提供该第二组线圈2的第一导通部200、及该第二导通部210配置。

组装时，将该第一回圈本体20置于第一组线圈1外部包覆的第一隔离层3的一侧，借该转折部220的形成，该第二回圈本体21朝该第一回圈本体20方向折曲并与其同方向对置，使该第一组线圈1被包夹在该第一回圈本体20及该第二回圈本体21之间而成为一如图3及图4所示的线圈模组；同时，该第一回圈本体20与第二回圈本体21的圈孔201、211自然对应该第一组线圈1的适配孔13，作为与变压器的磁芯配置。较佳地，该第一回圈本体20与第二回圈本体21被填入在该第一隔离层3上的定位槽30中加强定位的效果，而该第一导通部200与该第二导通部210则配置在该载台32的两相反侧，提供与外部电路的导电针插入，或以SMT表面粘着方式焊接，至于该连接端22与转折部220则跨设在该载台32上使该第二组线圈2的定位更加紧实及稳固。请参考图4所示，所述的第一导通部200及第二导通部210亦可以同向朝该第一回圈本体20垂直弯折与外部电路插孔焊接。

请参考图6所示，作为优选的，请参考图6所示，在完成上述线圈模组的组装后，可以于该线圈模组的外部再以绝缘材料透过射出包覆一第二隔离层4，并将该第一组线圈1的接触部12，以及该第二组线圈2的第一及第二导通部200、210露出，提供与外部的线路连通使用。

最后，请参考图7所示，为本发明的第二组线圈的另一较佳实施例，该第二组线圈2a同样是由一种导电材料，透过模铸、冲压、或其它方式制作成的扁平线圈，其具有多个连续的开放式第一回圈本体20a，该多个第一回圈本体20a具有一外凸的第一导通部200a，以及多个连接端22a，该多个连接端22a同向、一体向外延伸形成多个连续的开放式第二回圈本体21a，该多个连续的第二回圈本体21a末端外凸有一第二导通部210a，较佳地，所述多个第一回圈本体20a与该多个第二回圈本体21a的形状相互对称，且其中在该多个连接端22a中各包含有一转折部220a，该多个转折部220a提供该多个第二回圈本体21a与该多个第一回圈本体20a同方向对置，如此，可借由该第二组线圈2a的圈数增加来对应所配置的磁感应线圈模组需求。

相较于先前技术，可以发现本发明所公开的磁感应线圈模组的优势包括：

一、所述第二组线圈2以模铸、或冲压导电材料制作，相较于先前技术的变压器初级、次级线圈都使用PCB，明显可以降低生产的成本且易于实施。

二、以该第一回圈本体20及第二回圈本体21一体连接成为第二组线圈2，减化了先前技术使用多个独立线圈在组装上的工序，以及必须精准对位的麻烦；特别是与外部线路连接时只需要与所提供的第一导通部200及第二导通部210两个接点对接，减少了可能发生盲接的机会，也提升了可靠度。

三、该第二组线圈2以类似于包夹方式定位在该第一隔离层3上而成为一线圈模组，更有利于后续在其外部包覆第二隔离层4的加工作业；特别是预先在该第一隔离层3上建立一与该第一回圈本体20及第二回圈本体21轮廓适配的定位槽30提供填入，更加强了二者在组装时的定位效果。

四、以本发明的线圈模组作为变压器时，变压器的磁芯只需要对位于第一组线圈的适配孔13就可以完成组装，减化了制程并降低失败率。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，例如定义该线圈模组之初级线圈或次级线圈的位置、数量、形式，或第一组、第二组线圈的成型方法，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种磁感应线圈模组，其特征在于，包括：

一第一组线圈，其外部具有一第一隔离层；

一第二组线圈，其具有一开放的第一回圈本体，该第一回圈本体有二个互不接触的端部，其中一个端部具有一朝该第一回圈本体外凸出的第一导通部，另一个端部具有一连接端，该连接端还一体向外延伸形成一开放的第二回圈本体，该第二回圈本体的末端具有一外凸的第二导通部，其中，在该连接端之上包含有一转折部，该转折部使该第二回圈本体与该第一回圈本体呈同方向对置，通过该第二组线圈以包夹方式定位在该第一隔离层上构成一线圈模组。

2.如权利要求1所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该第一隔离层以绝缘材料在该第一组线圈外部包覆成型。

3.如权利要求1所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该第一隔离层以绝缘材料成型一模架提供该第一组线圈穿套而予以包覆。

4.如权利要求1所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该第一组线圈及其外部的第一隔离层中还共同具有一适配孔，该适配孔对应该第一回圈本体及第二回圈本体的圈孔。

5.如权利要求4所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该适配孔的外围的第一隔离层上各布署有一与第一回圈本体及第二回圈本体的轮廓适配的定位槽。

6.如权利要求1所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该第一组线圈是由一导电图案布署在一绝缘基板中所构成的，其一侧配置有多个接触部与该导电图案连通并露于该第一隔离层之外。

7.如权利要求1所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该第一隔离层在一端布署有一载台，以提供该第二组线圈的第一导通部及第二导通部配置在该载台的两个相反侧。

8.如权利要求1所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该第一隔离层在该第二组线圈的连接端与第一导通部及第二导通部之间各建立有一凸台作为隔离。

9.如权利要求1至8任一项所述的磁感应线圈模组，其特征在于，该线圈模组的外部还包覆有一第二隔离层，并露出该第一导通部及第二导通部。

10.一种磁感应线圈模组，其特征在于，包括：

一第一组线圈，其外部具有一第一隔离层；一第二组线圈，其具有多个连续的开放式第一回圈本体，多个该第一回圈本体具有一外凸的第一导通部，以及多个连接端，该多个连接端是同向且一体向外延伸形成多个连续的开放式第二回圈本体，多个连续的该第二回圈本体的末端外凸有一第二导通部，其中，在该多个连接端上各包含有一转折部，该转折部使多个该第二回圈本体与多个该第一回圈本体同方向对置，通过该第二组线圈以包夹方式定位在该第一隔离层上构成一线圈模组。

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