CN112863826B - 平板变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平板变压器，其包含多个芯体及多个绕组层，每一芯体包括中柱，所述多个芯体之间具有第一间隙；所述多个绕组层是以层迭并环绕所述多个中柱的方式被配置，每一绕组层上具有散热孔，散热孔的位置对应于第一间隙，第一间隙与散热孔彼此连通。上述的平板变压器藉由所述多个芯体之间的第一间隙以及使在绕组层上连通第一间隙的散热孔配置，而可在平板变压器内部形成散热路径，以带走容易聚积于内部的热能，进而增进散热的功效。

Description

平板变压器

【技术领域】

本发明涉及一种变压器，更具体地讲，本发明涉及一种平板变压器。

【背景技术】

平板变压器为一种利用印刷电路板(PCB)的铜层来取代传统铜线卷绕的新形态变压器，其为呈扁平状而具有降低体积的特点。

现有的平板变压器的结构大致为将绕组电路板环绕着日型铁芯的中柱设置，并主要依靠气冷式的散热手段，让周围的系统对流带走工作产生的热能。然而，平板变压器功率密度高，日型铁芯的外框又覆盖了不少绕组电路板的表面积，导致在整体结构的内部中心处，层迭的绕组电路板及铁芯的中柱在工作时产生的热能容易聚积，周围气冷散热的效率经常不足以应付快速产生的热能，因而致使组件容易过热或组件寿命缩短等的问题发生。

【发明内容】

本发明的一目的在于解决现有平板变压器工作时，内部热能易聚积而散热效率不佳的问题。

本发明的另一目的在于提供一种具有散热结构的平板变压器。

为实现上述的发明目的及其它发明目的，本发明提出了一种平板变压器，包含多个芯体及多个绕组层，每一芯体包括一中柱，所述多个芯体之间具有一第一间隙；所述多个绕组层层迭并环绕所述多个中柱地配置，每一绕组层上具有一散热孔，所述散热孔的位置对应于所述第一间隙，其中，所述第一间隙与所述多个散热孔彼此连通。

在本发明的一实施例中，所述多个绕组层之间具有一第二间隙。

在本发明的一实施例中，更包含一导风罩，其配置于所述多个芯体的下方，所述导风罩具有一进风口及连通所述进风口的一导风道，且所述导风道与所述芯体之间的第一间隙连通。

在本发明的一实施例中，更包含一强制对流装置，其配置于所述多个芯体的一侧，所述强制对流装置朝向所述多个芯体提供气流。

在本发明的一实施例中，不同绕组层上的散热孔为对齐排列。

在本发明的一实施例中，所述第一间隙为1mm以上。

在本发明的一实施例中，所述第二间隙为1mm以上。

在本发明的一实施例中，所述导风罩的所述进风口的开口方向为平行于所述多个芯体底面的第一间隙的延伸方向。

在本发明的一实施例中，所述导风罩具有多个支承肋，所述多个支承肋的位置是对应于所述多个芯体的位置且不与所述第一间隙重迭。

综上所述，上述本发明实施例的平板变压器是藉由所述多个芯体之间的第一间隙以及使在各所述绕组层上连通所述第一间隙的散热孔配置，而可在所述平板变压器内部形成散热路径，以带走容易聚积于内部的热能，进而增进散热的功效；并且，藉由所述多个绕组层之间具有第二间隙且第二间隙连通散热孔及第一间隙的配置，更进一步地加强了所述平板变压器内部水平及垂直方向上的散热效果。

【附图说明】

[图1]为本发明第一实施例中的平板变压器的立体示意图。

[图2]为本发明第一实施例中的平板变压器的分解示意图。

[图3]为本发明第一实施例中的平板变压器的结构示意图。

[图4]为本发明第二实施例的平板变压器的使用状态示意图。

[图5]为本发明第三实施例的平板变压器的结构示意图。

[图6]为图5的侧向立体示意图。

[图7]为本发明第三实施例中导风罩的立体示意图。

[图8]为本发明第三实施例的平板变压器的另一视角结构示意图。

[图9]为本发明第四实施例的平板变压器的结构示意图。

【具体实施方式】

为充分了解本发明的目的、特征及功效，现借助下述具体的实施例，并结合附图，对本发明做一详细说明，说明如后：

在本申请中，所描述的用语「一」或「一个」来描述部件、结构、装置、模块、系统或设备等。此举只是为了方便说明，并且对本发明的范畴提供一般性的意义。因此，除非很明显地另指他意，否则此种描述应理解为包括一个或至少一个，且单数也同时包括复数。

在本申请中，所描述的用语「包含、包括、具有」或其他任何类似用语意非仅限于本申请所列出的此等要件而已，而是可包括未明确列出但却是所述部件、结构、装置、模块、系统或设备通常固有的其他要件或步骤。

在本申请中，所描述的「第一」或「第二」等类似序数的词语，是用以区分或指关联于相同或类似的信号、组件或操作，并不必然隐含此等信号、组件或操作的顺序。应了解的是，在某些情况或配置下，序数词语可交换使用而不影响本发明的实施。

请参照图1至图3，图1为本发明第一实施例中的平板变压器的立体示意图；图2为本发明第一实施例中的平板变压器的分解示意图；图3为本发明第一实施例中的平板变压器的散热路径示意图。

本发明实施例的平板变压器100，主要包含多个芯体110及多个绕组层120。每一芯体110包括一中柱111(请参考图2)，所述多个芯体110之间具有一第一间隙112，所述多个绕组层120是以层迭并环绕所述多个中柱111的方式被配置，如图2及图3所示，每一绕组层120上具有一散热孔121，所述散热孔121的位置对应于所述第一间隙112，其中，所述第一间隙112与所述多个散热孔121为彼此连通，如图3所示，所述第一间隙112与所述多个散热孔121可形成散热路径，使结构中心的热量可藉由通过的气流被带走，进而达成增进散热的作用。

如图1及图2的示例，所述各个芯体110可具有外框或外环，所述各个中柱111配置于外框或外环的中间，进而分隔出二侧的通道，各所述芯体110可以是概呈一横卧的「日」字的形状。所述各个芯体110可由便于组装的一上部110A与一下部110B组立而成，以使所述多个绕组层120被限位于所述上部110A与所述下部110B之间，所述上部110A与所述下部110B可分别概呈相反的「E」字形状，如图2所示但不限于此。

所述各个绕组层120可为印刷电路板(PCB)，其上的铜层作为绕组(windings)。所述各个绕组层120上具有可供所述各个芯体110的中柱111穿设的一中央开口122，作为绕组的铜层是环绕所述中央开口112并避开所述散热孔121地设置。图式所示仅为示例，散热孔121的数量可为一个以上，更佳地是，在所述各个绕组层120上且对应于一条第一间隙112可具有2个散热孔121，所述多个散热孔121配置于所述中央开口122的相对二侧。此外，所述各个散热孔121的形状没有限制，其可以是矩形或圆形。在本实施例中，所述各个散热孔121为矩形，并至少一侧边长大于等于2mm。

所述多个绕组层120可层迭配置，而使所述多个绕组层120的中央开口122共同形成容置所述多个芯体110的中柱111的空间。

如图1及2的示例，所述多个绕组层120是藉由二侧连接板130A，130B来支承固定，例如，每一绕组层120具有一凸出部123，所述凸出部123用于插置于连接板130A，130B上对应的安装孔131，而使每一绕组层120可被对应的连接板130A，130B所支承固定。

所述多个绕组层120的数量、其上铜层的线宽、绕组的形式等可依使用需求来设计，而不限于实施例与图式中的示例。在本实施例中，在奇数层的绕组层120作为初级绕组，其藉由初级绕组导电件132A电性连接；在偶数层的绕组层120作为次级绕组，其藉由次级绕组导电件132B电性连接。

此外，所述多个芯体110的数量亦不限于实施例与图式中的示例，其可沿磁场方向划分为至少2块以上，具体数量可依据变压器大小及因应需求的其他参数，在不影响电气特性之下来决定。

如图3所示，藉由每一绕组层120上具有位置对应于所述多个芯体110之间的第一间隙112的所述散热孔121的设计，使第一实施例的平板散热器结构的内部可以形成散热路径，设备内部提供的系统气流可以通过所述散热路径，带走聚积于平板变压器100内部的热能，藉以增进散热的功效。

所述第一间隙112可为1mm以上，举例而言，在本实施例中，所述各个第一间隙112为2mm。然其不限于此，所述第一间隙112可依整体体积需求、空间需求、电气特性等各种参数进行变化。

请参考图4，其为本发明第二实施例的平板变压器的使用状态示意图，为了便于说明及示意，图式中不显示所述多个连接板130A，130B。

在本实施例中，所述多个绕组层120之间可具有一第二间隙124，所述多个第二间隙124连通所述多个绕组层120上的所述多个散热孔121与所述多个芯体110之间的所述第一间隙112(可同时参考图1～3)。

据此，系统气流可通过所述多个绕组层120之间的所述多个第二间隙124、所述多个绕组层120上的所述多个散热孔121与所述多个芯体110之间的所述第一间隙112，藉此使得容易聚积于所述平板变压器100中的热能可被带走，进一步在水平及垂直方向达成散热的功效。

优选的是，本发明第二实施例的平板变压器100优选配合一系统风扇140的配置方向来设置，所述系统风扇140通常为主机或设备内部用于提供系统对流的装置。举例而言，所述平板变压器100优选配置为，所述系统风扇140的送风的方向优选朝向所述多个芯体110之间的所述多个第一间隙112，使系统对流从面向所述系统风扇140一侧的所述第一间隙112进入，再由所述多个绕组层120上的所述多个散热孔121与第二间隙124、所述多个芯体110之间的所述多个第一间隙112流出，进而达成增进散热的功效。

在本实施例中，所述第二间隙124可为1mm以上，然其不限于此，所述第二间隙124可依整体体积需求、空间需求、PCB上的电子组件的体积等各种参数进行变化。其中，在固定的整体体积与空间需求之下，各所述绕组层120可利用合并单板的方式来保留所述多个第二间隙124可有足够的空间。

请参考图5至图8，图5为本发明第三实施例的平板变压器的结构示意图；图6为图5的侧向立体示意图；图7为本发明第三实施例中导风罩的立体示意图；图8为本发明第三实施例的平板变压器的另一视角结构示意图。

在本实施例中，所述平板变压器100进一步包含一导风罩150，其配置于所述多个芯体110的下方，所述导风罩150具有一进风口151及连通所述进风口151的一导风道152，且所述导风道152与所述芯体110之间的第一间隙112连通，并透过所述多个芯体110之间的第一间隙112而与位于最下层的绕组层120上的散热孔121连通。

所述导风罩150可具有使位于芯体110下方的系统对流加强导引进入所述平板变压器100的作用，藉以增强垂直方向上通过所述平板变压器100内部的对流，进一步提升散热的功效。

如图5所示，在本实施例中，不同绕组层120上的散热孔121为对齐排列，使得气流通过的路径从下而上大体呈直线。然其并不限于此，不同绕组层上的散热孔亦能以不对齐的方式排列(图未示)，可以例如是交错的、部分重迭的、完全不重迭的，而使气流通过的路径呈现蜿蜒状，气流因为风压可向外流动，仍可具有内部散热的效果。

请配合图5及图6所示，在本实施例中，所述导风罩150的所述进风口151的开口方向较佳地是平行于所述多个芯体110底面的第一间隙112的延伸方向，使得流入所述导风罩150的气流的流向平行于所述多个第一间隙112的长度方向，如此有助于流场的稳定与提升可流入所述多个散热孔121的流量。

请一并参考图7与图8，在本实施例中，所述导风罩150具有多个支承肋153，所述多个支承肋153的位置是对应于所述多个芯体110的位置且不与所述多个第一间隙112重迭。所述多个支承肋153的数量可等于所述多个芯体110的数量，且所述各个支承肋153的位置对应于所述各个芯体110的下方，用以支撑所述各个芯体110。

所述各个支承肋153的延伸方向平行所述各个第一间隙112的延伸方向，且所述各个支承肋153的位置不与所述各个第一间隙112重迭，以避免阻挡进入所述各个第一间隙112的气流。并且，所述各个支承肋153将所述导风罩150的导风道152之间区隔出多个次通道，而可具有稳定流场的作用。

此外，所述导风罩150相反于进风口151的一侧，可具有一弧面154，以使气流可沿着所述弧面154转为垂直向上。

请参考图9，其为本发明第四实施例的平板变压器的结构示意图。

本发明第四实施例与第三实施例不同之处在于，在本实施例中是将第三实施例中的导风罩替换为强制对流装置。

本发明第四实施例包含一强制对流装置160，其配置于所述多个芯体110的一侧，所述强制对流装置160朝向所述多个芯体110提供气流，使气流通过所述多个第一间隙112及所述多个散热孔121。所述强制对流装置160可例如为一散热风扇，并所述强制对流装置160可利用所述多个连接板130A、130B固定支承于所述芯体110的一侧。

据此，所述强制对流装置160可具有使位于所述多个芯体110一侧的系统对流强制导引进入所述平板变压器100的作用，藉以增强可通过所述平板变压器100内的对流，进一步提升散热的功效。

在本实施例中，所述强制对流装置160可设置于所述多个芯体110上除了底部的其他侧，亦可朝向所述多个第一间隙112提供气流，使气流从所述多个第一间隙112通过所述多个第二间隙124及/或所述多个散热孔121，进而达成散热的功效。

综上所述，上述本发明实施例的平板变压器是藉由所述多个芯体之间的第一间隙以及使在所述各个绕组层上连通所述第一间隙的散热孔配置，而可在所述平板变压器内部形成散热路径，以带走容易聚积于内部的热能，进而增进散热的功效；并且，藉由所述多个绕组层之间具有第二间隙、且第二间隙连通散热孔及第一间隙的配置，更进一步地加强了所述平板变压器内部水平及垂直方向上的散热效果。

本发明在上面描述中已以优选的实施例予以披露，然本领域的技术人员可以理解的是，所述实施例仅用于描绘本发明，而不应将其理解为是对本发明范围的限制。应注意的是，所有与上述实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求所界定的范围为准。

【附图标记】

100 平板变压器

110 芯体

110A 上部

110B 下部

111 中柱

112 第一间隙

120 绕组层

121 散热孔

122 中央开口

123 凸出部

124 第二间隙

130A，130B 连接板

131 安装孔

132A 初级绕组导电件

132B 次级绕组导电件

140 系统风扇

150 导风罩

151 进风口

152 导风道

153 支承肋

154 弧面

160 强制对流装置

Claims (8)

1.一种平板变压器，包含：

多个芯体，每一芯体包括一中柱，所述多个芯体之间具有一第一间隙；以及

多个绕组层，所述多个绕组层层迭，各个所述绕组层环绕所述多个中柱地配置，每一绕组层上具有一散热孔，所述散热孔的位置对应于所述第一间隙，其中，所述第一间隙与所述多个散热孔彼此连通，所述多个绕组层之间具有一第二间隙，所述第二间隙与所述多个散热孔彼此连通。

2.如权利要求1所述的平板变压器，其中，所述平板变压器进一步包含一导风罩，其配置于所述多个芯体的下方，所述导风罩具有一进风口及连通所述进风口的一导风道，且所述导风道与所述芯体之间的第一间隙连通。

3.如权利要求1所述的平板变压器，其中，所述平板变压器进一步包含一强制对流装置，其配置于所述多个芯体的一侧，所述强制对流装置朝向所述多个芯体提供气流。

4.如权利要求2或3所述的平板变压器，其中，不同绕组层上的散热孔为对齐排列。

5.如权利要求4所述的平板变压器，其中，所述第一间隙为1mm以上。

6.如权利要求4所述的平板变压器，其中，所述第二间隙为1mm以上。

7.如权利要求2所述的平板变压器，其中，所述导风罩的所述进风口的开口方向平行于所述多个芯体底面的第一间隙的延伸方向。

8.如权利要求7所述的平板变压器，其中，所述导风罩具有多个支承肋，所述多个支承肋的位置对应于所述多个芯体的位置且不与所述第一间隙重迭。

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