CN113439315A - 变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器，并且更具体地，涉及一种包括在其上堆叠导电板的次级线圈部的变压器。根据本发明的一个实施例的变压器可以包括：骨架；磁芯部，该磁芯部沿骨架的外侧耦接到骨架；以及多个导电板，所述多个导电板插入到骨架中并且沿着厚度方向堆叠。

Description

变压器

技术领域

实施例涉及一种具有包括堆叠的导电板的次级线圈单元的变压器。

背景技术

各种线圈零件(诸如变压器或线路滤波器)安装在电子装置的电源设备中。

出于各种目的，变压器可以被包括在电子装置中。例如，变压器可以被用于将能量从一个电路传输到另一电路。此外，变压器也可以被用于升压或降压。此外，特征在于在初级和次级绕组之间仅执行电感耦接并且因此不直接形成DC通路的变压器还可以被用于DC中断和AC输电，或者用于两个电路之间的绝缘隔离。

通常，变压器包括用作磁通路径的磁芯。为了提高磁芯的性能，在磁芯的中间腿处布置气隙或间隙。这将参考图1进行描述。图1是图示一般的磁芯的间隙的视图。

在图1中，示出了包括彼此耦接的大体对称的E型磁芯C1和C2的磁芯单元C。当彼此耦接时，两个E型磁芯C1和C2的外腿彼此接触；然而，磁芯的中间腿CL1和CL2在竖直方向上彼此间隔开预定距离，即间隙G。在磁芯单元C的中间腿之间提供间隙G的情况下，与没有提供间隙的情况相比，提高了使用磁芯单元C的磁性设备的磁特性。然而，由于提供间隙G，磁能集中在间隙G周围，由此与磁芯单元的其余部分相比，与间隙G相邻的线圈中的电流密度增加，因此降低了磁性设备的性能。为了在使用由于提供间隙G而产生的良好特性的同时，减小由于磁能偏置引起的副作用，因此，增加与间隙G相邻的线圈的平行堆叠数目的方法被用于一般的磁性设备。然而，在该方法中，线圈的构造复杂，从而增加了设备的重量和尺寸。此外，组装过程复杂，从而出现缺陷率管理的问题。

发明内容

技术问题

已经鉴于上述问题做出了实施例并且提供了具有更高效率的变压器。

此外，实施例提供了一种包括次级线圈单元的变压器，该次级线圈单元具有能够减少由于磁芯单元的具有高能量密度的特定部分而对电流密度产生的影响的结构。

具体地，实施例提供了一种包括次级线圈单元的变压器，该次级线圈单元具有能够减少由于磁芯单元中的间隙而对电流密度产生的影响的结构。

实施例的目的不限于前述目的，并且本领域技术人员基于以下描述将清楚地理解其它未提及的目的。

技术解决方案

在一个实施例中，变压器具有如下一种侧向形状，其中，在竖直方向上彼此间隔开地布置磁芯单元中的间隙和构成次级线圈单元的导电板，由此在结构上解决了由于间隙导致的电流密度问题。

为此，一种变压器包括：骨架；磁芯单元，该磁芯单元布置在骨架的外部，该磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，磁芯单元具有在第一中间腿和第二中间腿之间的间隙；以及多个导电板，所述多个导电板被沿着厚度方向堆叠，其中，所述多个导电板中的每一个具有在竖直方向上与所述间隙间隔开布置的侧向形状。

另外。一种变压器包括：骨架；磁芯单元，该磁芯单元布置在骨架的外部，磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，磁芯单元具有在第一中间腿和第二中间腿之间的间隙；以及多个导电板，所述多个导电板插入到骨架中，所述多个导电板构成在竖直方向上彼此间隔开的上线圈单元、中间线圈单元和下线圈单元，其中，中间线圈单元包括第一中间线圈单元和第二中间线圈单元，并且所述间隙布置在第一中间线圈单元和第二中间线圈单元之间。

例如，第一中间线圈单元和第二中间线圈单元中的每一者可以具有在竖直方向上与间隙间隔开布置的侧向形状。

例如，骨架可以具有被配置为接纳中间线圈单元的中间接纳部，并且中间接纳部可以包括，第一接纳孔，该第一接纳孔被配置为接纳第一中间线圈单元；第二接纳孔，该第二接纳孔被配置为接纳第二中间线圈单元；以及隔板，该隔板在竖直方向上布置在第一接纳孔和第二接纳孔之间，隔板的至少一部分在水平方向上与间隙重叠。

例如，间隙在竖直方向上的尺寸可以小于在竖直方向上第一中间线圈单元和第二中间线圈单元之间的距离。

例如，上线圈单元、第一中间线圈单元、第二中间线圈单元和下线圈单元中的每一者可以包括沿着厚度方向堆叠的第一类型导电板和第二类型导电板。

例如，第一类型导电板和第二类型导电板可以具有左右对称的平面形状。

例如，在第一类型导电板和第二类型导电板中的每一者的信号端处布置的通孔的延伸方向可以与在第一类型导电板和第二类型导电板中的每一者的地线端处布置的通孔的延伸方向形成预定角度。

例如，预定角度可以包括钝角。

例如，在所述多个导电板之中，在竖直方向上在最上层处布置的导电板和在最下层处布置的导电板的厚度可以大于其它导电板的厚度。

在另一实施例中，一种变压器被配置成使得，在构成次级线圈单元的导电板之中，与磁芯单元的具有相对高的磁力能量密度的部分相邻的导电板的厚度大于其它导电板的厚度，从而在结构上解决了由于磁力能量偏置引起的电流密度问题。

为此，一种变压器包括：骨架；磁芯单元，该磁芯单元布置在骨架的外部，磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，磁芯单元具有在第一中间腿和第二中间腿之间的间隙；以及多个导电板，所述多个导电板在竖直方向上堆叠，其中，在所述多个导电板之中，在竖直方向上与间隙相邻的至少一个导电板的厚度大于其它导电板的厚度。

此外，一种变压器包括：骨架；磁芯单元，该磁芯单元布置在骨架的外部，磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，磁芯单元具有在第一中间腿和第二中间腿之间的间隙；以及多个导电板，所述多个导电板插入到骨架中，所述多个导电板构成在竖直方向上彼此间隔开的上线圈单元、中间线圈单元和下线圈单元，其中，与间隙相邻的中间线圈单元的至少一个导电板的厚度大于其它导电板的厚度。

例如，上线圈单元的最上导电板和下线圈单元的最下导电板的厚度可以大于上线圈单元和下线圈单元的其它导电板的厚度。

例如，与间隙相邻的中间线圈单元的至少一个导电板、上线圈单元的最上导电板和下线圈单元的最下导电板中的每一者可以具有大于其它导电板的第一厚度的第二厚度。

例如，作为在竖直方向上交替堆叠具有第一平面形状和第一厚度的1-1型导电板和具有第一平面形状和大于第一厚度的第二厚度的1-2型导电板中的任何一者以及具有第二平面形状和第一厚度的2-1型导电板和具有第二平面形状和第二厚度的2-2型导电板中的任何一者的结果，可以形成所述多个导电板。

例如，第一平面形状和第二平面形状可以左右对称。

例如，在具有第一平面形状的导电板和具有第二平面形状的导电板中的每一者的信号端处布置的通孔的延伸方向可以与在具有第一平面形状的导电板和具有第二平面形状的导电板中的每一者的地线端处布置的通孔的延伸方向形成预定角度。

例如，预定角度可以包括钝角。

有利效果

根据实施例的变压器具有以下效果。

首先，即使在磁芯单元的中间腿中提供间隙，与间隙相邻的导电板在竖直方向上彼此间隔开，从而减小了对电流密度的影响。

第二，即使存在磁芯单元的被能量密度被偏置到的部分，如磁芯单元中的间隙，由于与该部分相邻的导电板之间的相对厚度差异，降低了对电流密度的影响。

第三，由于电流密度降低，减少了能够呈现出相同性能的导电板的数目。

应当注意到，实施例的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员通过以下描述将清楚地理解其它未提及的效果。

附图说明

被提供以帮助理解本公开的附图与其详细描述一起，说明了本公开的实施例。然而，应当理解到，本公开的技术特征不限于具体附图，并且附图中公开的特征可以组合以构成新的实施例。

图1是图示一般的磁芯中的间隙的视图。

图2是示出根据实施例的变压器的外观的透视图。

图3是根据实施例的变压器的分解透视图。

图4是示出根据实施例的骨架的形状的视图。

图5是示出根据实施例的下磁芯的外观的透视图。

图6是示出根据实施例的两种类型的导电板的平面形状的视图。

图7是图示根据实施例的间隙和导电板之间的布置的侧视图。

图8是示出根据实施例的另一方面的变压器的结构的示例的侧视图。

图9A是示出图8中所示的变压器的次级线圈单元中的电流密度的视图，并且图9B是示出根据比较示例的变压器的次级线圈单元中的电流密度的视图。

图10是示出根据另一实施例的变压器的外观的透视图。

图11是根据另一实施例的变压器的分解透视图。

图12是示出根据另一实施例的骨架的形状的视图。

图13是图示根据另一实施例的磁芯单元和导电板之间的布置的侧视图。

图14是示出图13中所示的变压器的次级线圈单元中的电流密度的视图。

图15是示出根据又一实施例的变压器的结构的示例的平面图。

图16是示出根据又一实施例的骨架和次级线圈单元的构造的示例的透视图。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的优选实施例，其示例在附图中图示。本文中元件的后缀“模块”和“单元”是为了方便描述而使用的，并且因此可以互换使用，并且不具有任何可区分的含义或功能。

在描述实施例时，将理解到，当元件被称为在另一个元件的“上或下”或“前方或后方”时，这包括两个元件彼此直接接触的情况以及至少一个其它元件布置在这两个元件之间的情况。

同样，在描述本公开的组件时，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”之类的术语。这些术语仅用于将一个部件与另一个部件区分开的目的，并且这些术语不限制组件的性质、次序或顺序。当一个组件被称为“连接”、“耦接”或“链接”到另一个组件时，这可能不仅意味着一个组件直接连接、耦接或链接到另一个组件，而且还意味着一个组件经由介入其间的又一组件而“连接”、“耦接”或“链接”到另一个组件。

此外，除非另有说明，否则术语“包括(include)”、“包含(comprise)”和“具有(have)”意味着元件可以是固有的。因此，这些术语应当被解释为不排除其它元件，而是进一步包括此类其它元件。包括技术或科学术语的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义，除非另有说明。通常使用的术语，诸如字典中定义的术语，应该被解释成与来自上下文的相关技术的含义一致。除非在本发明中明确定义，否则这样的术语不应当被解释为具有理想的或过于正式的含义。

在下文中，将参考附图，详细描述根据实施例的变压器。

图2是示出根据实施例的变压器的外观的透视图，并且图3是根据实施例的变压器的的分解透视图。

参考图2和图3，根据实施例的变压器100A可以包括骨架110A、插入到骨架110A中的多个导电板120、被配置为电连接所述多个导电板120以便与所述多个导电板120一起构成次级线圈单元的多个紧固部130，以及耦接到骨架110以便包裹其外侧的至少一部分的磁芯单元140。

在此，根据实施例的变压器100可以进一步包括绕骨架110A缠绕以便构成初级线圈单元的导线。然而，在本说明书的附图中省略了导线的图示。初级线圈单元(未示出)可以具有由缠绕若干次的刚性导电金属(诸如铜导线)形成的多重绕组的形状，或者板的形状。

次级线圈单元120和130可以转换并输出从初级线圈单元(未示出)接收的功率信号。在图2和3中，可以在厚度方向(例如z轴方向)上堆叠的状态下布置总共8个导电板以便构成次级线圈单元120和130。每一个导电板可以对应于次级线圈单元的一匝。然而，这是说明性的，可以使用更多或更少数目的导电板。

例如，所述多个导电板120可以在平行于x轴的方向上插入到骨架110A中。

除了通过紧固部130的电连接之外，所述多个导电板120可以经由绝缘材料彼此电绝缘。例如，绝缘膜可以布置在所述多个导电板中的相邻导电板之间以便使导电板彼此电绝缘。绝缘膜可以包括诸如酮或聚酰亚胺的组分。然而，本公开不限于此。导电板120可以包括上线圈单元120T、第一中间线圈单元120M1、第二中间线圈单元120M2和下线圈单元120B，并且线圈单元120T、120M1、120M2和120B可以在厚度方向上彼此间隔开。

此外，所述多个导电板120中的每一个可以包括导电金属，诸如铜。然而，本公开不限于此。例如，所述多个导电板可以包括铝。在使用铝代替铜的情况下，导电板的厚度可以比使用铜的情况大大约60％。然而，本公开不限于这样的厚度比。

骨架110A可以具有适合于在构成初级线圈单元的导线(未示出)、构成次级线圈单元的所述多个导电板120和磁芯单元140彼此绝缘的状态下接纳或固定所述多个导电板120中的每一个和磁芯单元140的至少一部分的形状。例如，骨架110A可以具有通孔TH，该通孔具有与磁芯单元140的中间腿的形状相对应的平面形状，使得中间腿穿过该通孔。

骨架110A可以包括绝缘材料，诸如树脂材料，并且可以使用各种造模法制造。根据实施例的骨架110A可以具有开口，所述开口被配置为暴露所述多个导电板之中的在厚度方向上的最上导电板的上表面的一部分和在厚度方向上的最下导电板的下表面的一部分。在下文中，将参考图4，描述骨架110A的更具体的形状。

每一个都具有金属棒的形状的紧固部130可以在厚度方向(例如z轴方向)上延伸穿过导电板120的端部，并且可以通过焊接而被固定到导电板120。当然，取决于实施例，金属棒可以用其它紧固构件(诸如螺栓、螺母和垫圈)替代。

具有磁路功能的磁芯单元140可以用作磁通的路径。磁芯单元可以包括在其上侧处耦接的上磁芯141和在其下侧处耦接的下磁芯142。两个磁芯141和142可以具有上下对称的形状或不对称的形状。磁芯单元140可以包括磁性材料，诸如铁或铁氧体。然而，本公开不限于此。在下文中，将参考图5，描述磁芯单元140的具体形状。

图4是示出根据实施例的骨架100A的形状的视图。

参考图4，根据实施例的骨架110A可以包括上接纳部111A、中间接纳部113A、下接纳部115A、被配置为将上接纳部111A和中间接纳部113A彼此连接的上连接部112以及被配置为将中间接纳部113A和下接纳部115A彼此连接的下连接部114。

在此，接纳部111A、113A和115A中的每一个可以具有“U”形平面形状或从其切掉半圆的跑道形平面形状，并且接纳部111A、113A和115A以及两个连接部112和114可以在平面中围绕通孔TH在竖直方向上对齐。此外，连接部112和114中的每一个的内表面可以限定通孔TH的侧壁。通孔TH可以具有跑道形的平面形状，然而，这是说明性性的。通孔具有与磁芯单元14的中间腿的平面形状相对应的形状就足够了，下面将对其进行描述。

接纳部111A、113A和115A具有被配置为接纳导电板120的接纳孔RH1、RH2、RH3和RH4，并且共同具有在X-Y平面中与具有半圆形形状的一侧相反的另一侧中形成的开口，导电板120可以插入到所述开口中。例如，上接纳部111A具有被配置为接纳上线圈单元120T的上接纳孔RH1，并且下接纳部115A具有被配置为接纳下线圈单元120B的下接纳孔RH4。此外，中间接纳部113A具有被配置为接纳第一中间线圈单元120M1的第一中间接纳孔RH2和被配置为接纳第二中间线圈单元120M2的第二中间接纳孔RH3。具有预定厚度T的隔板116被布置在第一中间接纳孔RH3和第二中间接纳孔RH4之间。因此，第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2在竖直方向上彼此间隔开至少隔板116的厚度T。因此，第一中间接纳孔RH3和第二中间接纳孔RH4可以通过隔板116彼此分隔开。此时，从侧面看，隔板116在竖直方向上的位置可以在水平方向上至少部分地重叠磁芯单元140的间隙G。

同时，上接纳部111A和下接纳部115A在厚度方向(例如z轴方向)上具有上下对称的形状，上接纳部111A向上开口，并且下接纳部111C向下开口。因此，接纳在上接纳部111A中的上线圈单元121的最上导电板的至少一部分向上暴露，并且接纳在下接纳部115A中的下线圈单元125的最下导电板的至少一部分向下暴露。因此，上线圈单元121和下线圈单元125中的每一者的至少一个表面具有宽的散热面积。结果，取决于暴露表面的位置，热可以被传递到周围空气，或者当磁芯单元140被耦接时，热量可以被快速传递到磁芯单元140，这有利于散热。

不同于上接纳部111A和下接纳部115A，中间接纳部113除了通孔TH之外，在上下方向上不设有开口。这样做的原因是需要确保将被接纳在中间接纳部113中的中间线圈单元123与将被绕上连接部112和下连接部114缠绕的初级线圈单元之间的绝缘距离。

构成初级线圈单元的导线(未示出)可以在上接纳部111A和中间接纳部130之间的空间中绕上连接部112的外表面缠绕并且在中间接纳部113A和下接纳部115A之间的空间中绕下连接部114的外表面缠绕。

接下来，将参考图5描述磁芯单元140的构造。图5是示出下磁芯的外观的透视图。尽管将参考图6描述磁芯单元140的下磁芯142，但假设上磁芯141和下磁芯142具有上下对称的形状，由此将取代上磁芯141的描述。

参考图5，下磁芯142的下表面可以具有矩形平面形状，该矩形平面形状包括在一个方向(例如y轴方向)上延伸的长边和与所述一个方向相交的另一个方向(例如x轴方向)上的短边.

此外，下磁芯142可以包括具有跑道形柱状的中间腿(或中间部分)142_1和围绕中间腿142_1在相对侧处布置的侧部142_2。接纳孔可以在尺寸和形状上对应于骨架110，该接纳孔限定在侧部142_2的内表面和中间腿142_1的侧表面之间以便具有切断的跑道状的平面形状，使得下磁芯142耦接到骨架110以便包裹骨架。该磁芯也被称为“EPC”磁芯。

同时，中间腿142_1可以被插入到骨架110的通孔TH中。另外，当耦接到骨架110时，上磁芯141的中间腿(未示出)和下磁芯142的中间腿142_1可以彼此间隔开预定距离(例如100nm)以形成间隙G。

接下来，将参考图6描述构成次级线圈单元的所述多个导电板的构造。

图6是示出根据实施例的两种类型的导电板的平面形状的视图。

参考图6，示出了具有不同平面形状的两个导电板121和122。第一类型导电板121具有与第二类型导电板122相同的形状，只是其左侧和右侧被颠倒。因此，将基于第一类型导电板121进行描述。

根据实施例的导电板121可以具有带有两个端部121_M和121_R的开口环型平面形状，以便构成次级线圈单元的一匝。在包括图6的本说明书中。将导电板121、122、123和124中的每一个示为具有绕跑道形中空腔HC的开口跑道形状，然而，这是说明性性的。平面形状可以是开口圆形/椭圆形环状或开口多边形环状。

例如，第一类型导电板121可以具有“q”形平面形状。此外，由于第一类型导电板121和第二类型导电板122具有左右对称的形状，因此第二类型导电板122可以具有“p”形的平面形状。

此外，每一个端部可以设有通孔H，紧固部130延伸穿过该通孔H。在图6中，具有矩形平面形状的通孔H被示出为形成在每一个端部中。但是，孔的数目和位置可能会改变。

作为在形成一对的状态下一个第一类型导电板121和一个第二类型导电板122堆叠成围绕中空腔HC在竖直方向上对齐的结果，可以构成上线圈单元120T、第一中间线圈单元120M1、第二中间线圈单元120M2和下线圈单元120B中的每一者。

同时，基于第一类型导电板121，第一端121_M可以被称为地线端，因为第一端连接到地线，并且第二端121_R可以被称为第一信号端，因为第二端连接到一根信号线。类似地，第二类型导电板122也可以具有一个地线端122_M和一个信号端122_L。信号端122_L位于与第一信号端121_R相反的方向上，并且可以被称为第二信号端。

在将两片导电板应用于构成次级线圈单元120和130的一个线圈单元，例如上线圈单元120T的情况下，因此，可以提供两个地线端、两个第一信号端和两个第二信号端。在此，两个地线端可以围绕通孔H布放以便在竖直方向上至少部分地彼此重叠。

图7是图示根据实施例的间隙和导电板之间的布置的侧视图。在图7中，为了容易理解，仅示出了导电板120和磁芯单元140。

参考图7，根据实施例的次级线圈单元可以包括总共8个导电板。此时，第一类型导电板121和第二类型导电板122可以在竖直方向上交替堆叠。此外，两个上导电板可以作为一组构成上线圈单元120T，四个中间导电板可以作为另一组构成中间线圈单元120M1和120M2，并且两个下导电板可以作为又一组构成下线圈单元120B。

如所示，上线圈单元120T、中间线圈单元120M1和120M2以及下线圈单元120B可以在竖直方向上彼此间隔开预定距离。在此，上线圈单元120T和第一中间线圈单元120M1之间的距离D2可以大于上连接部112的高度，并且第二中间线圈单元120M2和下线圈单元120B之间的距离D3可以大于下连接部114的高度。取决于实施例，D2和D3可以彼此相等或可以彼此不同。例如，在上磁芯141和下磁芯142具有上下对称形状的情况下，D2和D3可以彼此相等。

此外，第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2之间的距离D1可以等于或大于骨架110A的隔板116的厚度T。然而，优选的是，第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2之间的距离D1大于布置在上磁芯141的中间腿141_1和下磁芯142的中间腿142_1之间的间隙G的竖直方向的尺寸。另外，如所示，上线圈单元120T、第一中间线圈单元120M1、第二中间线圈单元120M2和下线圈单元120B，特别是与间隙G相邻的第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2可以具有在竖直方向上彼此间隔开布置的侧向形状。例如，在竖直方向上在第一中间线圈单元120M1与第二中间线圈单元120M2之间布置间隙G，并且间隙G、第一中间线圈单元120M1与第二中间线圈单元120M2在水平方向上彼此不重叠。此外，第一中间线圈单元120M1与间隙G之间的距离以及第二中间线圈单元120M2与间隙G之间的距离在竖直方向上可以彼此相等。由于如上所述第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2围绕间隙G在竖直方向上彼此间隔开，所以可以减小偏置到间隙G的磁力能量对第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2中的电流密度的影响。与第一中间线圈单元120M1和第二中间线圈单元120M2至少部分重叠间隙G同时在竖直方向上彼此不间隔开的情况相比，可以减少中间线圈单元中的发热并且还可以减少能够呈现出相同性能的导电板的数目。

同时，磁芯单元140的被磁力能量所偏置到的部分，除了间隙G之外，可以包括以下部分，即，中间腿141_1和142_2与磁芯单元140的剩余部分连接处的141_1的上部分和142_2的下部分。由于这些部分最接近位于竖直方向上最外侧处的导电板，所以可以增加最外导电板中的电流密度。因此，可以使用使最外导电板的厚度增加以便大于其它导电板的厚度以便增加其截面积的方法来减小电流密度的变化，这将参考图8进行描述。

图8是示出根据实施例的另一方面的变压器的结构的示例的侧视图。图8中所示的变压器100B在构造上与根据实施例的变压器100A相同，只是最上导电板122'和最下导电板121'的厚度大于其它导电板的厚度，并且将省略重复的描述。例如，图8中所示的骨架110B的结构可以与图4中所示的骨架110A的结构相同。

由于位于竖直方向上最外侧处的两个导电板121'和122'的厚度大于其它导电板的厚度，所以导电板121'和122'的截面积相对大。因此，可以减小由于磁芯单元140中的磁力能量的偏置导致的电流密度的变化。将参考图9A和9B描述上述结构的效果。

图9A是示出图8中所示的变压器的次级线圈单元中的电流密度的视图，并且图9B是示出根据比较示例的变压器的次级线圈单元中的电流密度的视图。

在图9A中，为便于理解，仅示出了图8中所示的变压器100B的导电板和磁芯单元140，并且在图9B中仅示出了根据比较示例的变压器100’的导电板和磁芯单元。与根据另一实施例的变压器100B相比，在根据比较示例的变压器100'中，中间线圈单元120M'未被划分并且在水平方向上至少部分地与间隙G重叠。此外，假设在根据比较示例的变压器100'中，上线圈单元120T'和下线圈单元120B'中的每一者都包括四片导电板，并且中间线圈单元120M'包括八片导电板，并且假设根据比较示例的变压器具有与根据另一实施例的变压器100B相同的容量。

当将图9A和9B彼此比较时，在图9A中，构成中间线圈单元的任何导电板具有在水平方向上不与间隙G重叠并且在竖直方向上彼此间隔开的侧向形状，由此与偏置到间隙G的磁力能量有关的影响不大。然而，可以看出，在图9B中的磁芯单元140的中间腿周围形成高电流密度。

此外，在图9A中，虽然磁芯单元140的中间腿与磁芯单元140的其余部分连接处的部分910和920中的磁力能量的密度高，但电流密度的变化很小，因为竖直方向上的最外导电板的厚度大于其它板的厚度。相比之下，可以看出，在图9B中，在与中间腿与磁芯单元140的其余部分连接处的部分910和920相邻的上线圈单元120T'和下线圈单元120B'中形成高电流密度。

结果，根据实施例的变压器被配置为使得在具有与根据比较示例的变压器的性能相对应的性能的同时，降低导电板中的电流密度，由此可以降低线圈损耗，因此可能减少堆叠的数目。因此，可以降低变压器的所有部分的高度，从而可以减小磁芯的磁路径的长度，这促使抑制磁芯损耗。此外，由于电流密度的降低，还可以减少导电板中的发热。

在下文中，将描述根据另一实施例的变压器。

图10是示出根据另一实施例的变压器的外观的透视图，并且图11是根据另一实施例的变压器的分解透视图。

参考图10和11，根据另一实施例的变压器100C可以包括骨架110C、插入到骨架110C中的多个导电板120、被配置为电连接所述多个导电板120以便与所述多个导电板120一起构成单个次级线圈单元的多个紧固部130，以及耦接到骨架110以便包裹其外侧的至少一部分的磁芯单元140。

在此，根据实施例的变压器100进一步包括绕骨架110C缠绕以便构成初级线圈单元的导线。然而，在本说明书的附图中省略了导线的图示。初级线圈单元(未示出)可以具有由缠绕若干次的刚性导电金属(诸如铜导线)形成的多重绕组的形状，或者板的形状。

次级线圈单元120和130可以转换并输出从初级线圈单元(未示出)接收的功率信号。在图2和3中，可以在厚度方向(例如z轴方向)上堆叠的状态下布置总共8个导电板以便构成次级线圈单元120和130。每一个导电板可以对应于次级线圈单元的一匝。然而，这是说明性的，可以使用更多或更少数目的导电板。

例如，所述多个导电板120可以在平行于x轴的方向上插入到骨架110C中。

除了通过紧固部130的电连接之外，所述多个导电板120可以经由绝缘材料彼此电绝缘。例如，绝缘膜可以布置在所述多个导电板中的相邻导电板之间以便使导电板彼此电绝缘。绝缘膜可以包括诸如酮或聚酰亚胺的组分。然而，本公开不限于此。导电板120可以包括上线圈单元120T、中间线圈单元120M和下线圈单元120B，并且线圈单元120T、120M和120B可以在厚度方向上彼此间隔开。

此外，所述多个导电板120中的每一个可以包括导电金属，诸如铜。然而，本公开不限于此。例如，所述多个导电板可以包括铝。在使用铝代替铜的情况下，导电板的厚度可以比使用铜的情况大大约60％。然而，本公开不限于这种厚度比。

骨架110C可以具有适合于在构成初级线圈单元的导线(未示出)、构成次级线圈单元的所述多个导电板120和磁芯单元140彼此绝缘的状态下接纳或固定所述多个导电板120中的每一个和磁芯单元140的至少一部分的形状。例如，骨架110C可以具有通孔TH，该通孔具有与磁芯单元140的中间腿的形状相对应的平面形状，使得中间腿延伸穿过该通孔。

骨架110C可以包括绝缘材料，诸如树脂材料，并且可以使用各种造模法制造。根据该实施例的骨架110C可以具有开口，所述开口被配置为暴露所述多个导电板之中的在厚度方向上的最上导电板的上表面和在厚度方向上的最下导电板的下表面。在下文中，将参考图12，描述骨架110C的更具体的形状。

每一个都具有金属棒形状的紧固部130可以在厚度方向(例如z轴方向)上延伸穿过导电板120的端部，并且可以通过焊接而被固定到导电板120。当然，取决于实施例，金属棒可以用其它紧固构件(诸如螺栓、螺母和垫圈)替代。

具有磁路功能的磁芯单元140可以用作磁通的路径。磁芯单元可以包括在其上侧处耦接的上磁芯141和在其下侧处耦接的下磁芯142。两个磁芯141和142可以具有上下对称的形状或不对称的形状。磁芯单元140可以包括磁性材料，诸如铁或铁氧体。然而，本公开不限于此。磁芯单元140的具体形状与参考图5描述的具体形状相同，因此，将省略重复描述。

图12是示出根据另一实施例的骨架100C的形状的视图。

参考图12，根据另一实施例的骨架110C可以包括上接纳部111C、中间接纳部113C、下接纳部115C、被配置为将上接纳部111C和中间接纳部113C彼此连接的上连接部112C以及被配置为将中间接纳部113C和下接纳部115C彼此连接的下连接部114C。

在此，接纳部111C、113C和115C中的每一个可以具有"U"形平面形状或从其切掉半圆的跑道形平面形状，并且接纳部111C、113C和115C以及两个连接部112C和114C可以围绕通孔TH在竖直方向上在平面中对齐。此外，连接部112C和114C中的每一个的内表面可以限定通孔TH的侧壁。通孔TH可以具有跑道形平面形状，然而，这是说明性的。通孔具有与上述的磁芯单元14的中间腿的平面形状相对应的形状就足够了。

接纳部111C、113C和115C分别具有被配置为接纳导电板120的接纳孔RH1C、RH2C和RH3C，并且共同具有在X-Y平面中与具有半圆形形状的一侧相对的另一侧中形成的开口，导电板120可以插入到该开口中。例如，上接纳部111C具有被配置为接纳上线圈单元120T的上接纳孔RH1C，并且下接纳部115C具有被配置为接纳下线圈单元120B的下接纳孔RH3C。此外，中间接纳部113C具有被配置为接纳第一中间线圈单元120M的中间接纳孔RH2C。

同时，上接纳部111C和下接纳部115C在厚度方向(例如z轴方向)具有上下对称的形状，上接纳部111C向上开口，并且下接纳部115C向下开口。因此，接纳在上接纳部111C中的上线圈单元120T的最上导电板的至少一部分向上暴露，并且接纳在下接纳部115C中的下线圈单元120B的最下导电板的至少一部分向下暴露。因此，上线圈单元120T和下线圈单元120B中的每一者的至少一个表面具有宽的散热面积。结果，取决于暴露表面的位置，热可以被传递到周围空气，或者当磁芯单元140被耦接时，热量可以被快速传递到磁芯单元140，这有利于散热。

不同于上接纳部111C和下接纳部115C，中间接纳部113C除了通孔TH之外，在上下方向上不设有开口。这样做的原因是需要确保将被接纳在中间接纳部113C中的中间线圈单元120M与将被绕上连接部112C和下连接部114C缠绕的初级线圈单元之间的绝缘距离。

构成初级线圈单元的导线(未示出)可以在上接纳部111和中间接纳部130之间的空间中绕上连接部112的外表面缠绕并且在中间接纳部113和下接纳部115之间的空间中绕下连接部114的外表面缠绕。

同时，构成次级线圈单元的所述多个导电板的构造与参考图6所描述的构造相同，因此将省略重复的描述。参考图6描述的1-1导电板121和2-1导电板122基于其平面形状而被分类。然而，根据实施例的构成次级线圈单元的导电板120可以基于其厚度而被分类。例如，类似于图8和9A中所示，应用于本实施例的导电板包括在竖直方向(例如z轴方向)上具有第一厚度的1-1型导电板121和具有与第一导电板121相同的平面形状并且具有大于第一厚度的第二厚度的1-2型导电板121'。此外，应用于实施例的导电板进一步包括在竖直方向(例如z轴方向)上具有第一厚度的2-1型导电板122和具有与2-1型导电板122相同的平面形状并且具有大于第一厚度的第二厚度的2-2型导电板122'。

作为在形成至少一对的状态下交替堆叠1-1型导电板121和1-2型导电板121'中的任何一者以及2-1型导电板122和2-2型导电板122'中的任何一者以便绕中空腔HC在竖直方向上对齐的结果，可以构成上线圈单元120T、中间线圈单元120M和下线圈单元120B中的每一者。

例如，形成一对的两个导电板中的一个可以具有第一厚度并且另一个可以具有第二厚度。然而，本公开不限于此。在竖直方向上与磁芯单元140的具有高磁力能量密度的部分相邻的导电板可以具有第二厚度。

将参考图13描述满足上述条件的导电板的布置。

图13是图示根据另一实施例的磁芯单元和导电板之间的布置的侧视图。在图13中，为了便于理解，仅示出了导电板120和磁芯单元140。

参考图13，根据实施例的次级线圈单元可以包括总共8个导电板。此时，可以交替地堆叠1-1型导电板121和1-2型导电板121'中的任何一者以及2-1型导电板122和2-2型导电板122'中的任何一者。此外，两个上导电板可以作为一组构成上线圈单元120T，四个中间导电板可以作为另一组构成中间线圈单元120M，并且两个下导电板可以作为又一组构成下线圈单元120B。

此时，在导电板之中，与磁芯单元的被磁力密度相对偏置到的部分相邻的导电板的厚度可以大于其它导电板的厚度。如前所述，磁芯单元的被磁力密度相对偏置到的部分可以包括间隙G和中间腿141_1和142_2与磁芯单元140的其余部分连接处的部分，即，141_1的上部分和142_2的下部分。

因此，可以将每一个都具有第二厚度的1-2型导电板121'和2-2型导电板122'应用于中间磁芯单元120M的两个中间导电板，这两个中间导电板被布置成具有在竖直方向上与间隙G相邻或至少部分重叠间隙G的侧向形状。此外，具有第二厚度的导电板可以应用于在竖直方向上布置在最外侧处的两个导电板。例如，具有第二厚度的2-2型导电板122'也可以应用于上线圈单元120T的最上导电板，并且具有第二厚度的1-2型导电板121'也可以应用于下线圈单元120B的最下导电板。

由于如上所述与间隙G和中间腿141_1和142_2与磁芯单元140的其余部分连接处的部分(即141_1的上部分和142_2的下部分)相邻的导电板的厚度大于其它导电板的厚度，所以可以增加电流流动所沿的路径的截面积，从而可以减小由于磁力能量在磁芯单元140中的偏置而对电流密度的影响。因此，与配置成使得构成次级线圈单元的所有导电板具有相同厚度的变压器相比，可以减少每一个线圈单元中的发热并且还可以减少能够呈现出相同性能的导电板的数目。

同时，如所示，上线圈单元120T、中间线圈单元120M和下线圈单元120B可以在竖直方向上彼此间隔开预定距离。在此，上线圈单元120T和中间线圈单元120M之间的距离D4以及中间线圈单元120M和下线圈单元120B之间的距离D2可以彼此相等或可以彼此不同。例如，在上磁芯141和下磁芯142具有上下对称形状的情况下，D4和D5可以彼此相等。

将参考图14描述根据上述实施例的变压器的效果。

图14是示出图13中所示的变压器的次级线圈单元中的电流密度的视图，并且假设比较示例与图9B所示的比较示例相同。

在图14中，为了便于理解，以与图13中类似的方式，仅示出了根据另一实施例的变压器100C的导电板120和磁芯单元140。

即，假设与根据另一实施例的变压器100C相比，在根据比较示例的变压器100'中，上线圈单元120T'和下线圈单元120B'中的每一者都包括四片导电板，并且中间线圈单元120M'包括八片导电板，假设导电板中的所有导电板具有相同的厚度，并且假设根据比较示例的变压器具有与根据另一实施例的变压器100C相同的容量。

当将图14和9B彼此比较时，在图14中，在构成中间线圈单元120M的导电板之中，位于中间处的两个导电板121'和122'的厚度大于其它导电板的厚度，由此与偏置到间隙G的磁力能量有关的影响不大。然而，可以看出，在图9B中的磁芯单元140的中间腿周围通常形成高电流密度。

此外，虽然磁芯单元140的中间腿与磁芯单元140的其余部分连接处的部分1410和1420中的磁力能量的密度高，但电流密度的变化很小，因为在图14中，竖直方向上的最外导电板(120T的122'和120的121')的厚度大于其它板的厚度。相比之下，可以看出，在图9B中，在与中间腿与磁芯单元140的其余部分连接处的部分910和920相邻的上线圈单元120T'和下线圈单元120B'中形成高电流密度。

结果，根据该实施例的变压器被配置为使得在具有与根据比较示例的变压器的性能相对应的性能的同时降低导电板中的电流密度，由此可以降低线圈损耗，并且因此可能减少堆叠的数目。因此，可以降低变压器的所有部分的高度，并且因此可以减小磁芯的磁路径的长度，这促使抑制磁芯损耗。此外，由于电流密度的降低，还可以减少导电板中的发热。

同时，在本发明的又一实施例中，为了更高的效率，可以考虑改变形成在导电板的信号端中的通孔的形式。这将参考图15和16进行描述。

图15是示出根据又一实施例的变压器的结构的示例的平面图，并且图16是示出根据又一实施例的骨架和次级线圈单元的构造的示例的透视图。

首先参考图15，根据又一实施例的变压器100D在导电板的堆叠结构和在竖直方向上的导电板之间的距离方面类似于根据上述实施例的变压器100A、100B和100C。然而，在根据又一实施例的变压器100D中，构成导电板120”的第一类型导电板123和第二类型导电板124具有不同的平面形状。

例如，根据又一实施例的第一类型导电板123可以对应于1-1型导电板121和1-2型导电板121'。此外，根据又一实施例的第二类型导电板124可以对应于2-1型导电板122和2-2型导电板122'。因此，根据又一实施例的第一类型导电板123和第二类型导电板124可以取决于其在竖直方向上的堆叠位置而具有第一厚度或大于第一厚度的第二厚度。

具体地，与设置在地线端123_M和124_M中的每一个中的通孔H相比，在第一类型导电板123的信号端123_R中设置的通孔H1和在第二类型导电板124的信号端124_L中设置的通孔H2可以在其延伸方向上在平面中倾斜。例如，在第一类型导电板123的信号端123_R中设置的通孔H1和在第二类型导电板124的信号端124_L中设置的通孔H2中的每一个的延伸方向可以与在地线端123_M和124_M中的每一个中设置的通孔H的延伸方向形成钝角。在该情况下，如图15中所示，可以减小一个信号端123_R的通孔H1与对应导电板123的在延伸方向上形成匝的部分之间的平面距离(由箭头指示)的偏差。这意味着导电板中的电流流动距离是均匀的，并且因此意味着绕组损耗、涡流损耗和漏感降低。因此，可以提高变压器的总体效率。

同时，由于与在每一个地线端中设置的通孔H相比，在每一个信号端中设置的通孔H1或H2的延伸方向在平面中是倾斜的，所以如图16中所示骨架的形状被改变以便与之对应。参考图16，根据又一实施例的骨架110D可以在与在平面中具有半圆形形状的一个部分在长轴方向(例如x轴方向)上相反的另一个部分的两个拐角处具有倒角部CF1和CF2。此时，在该平面中，倒角部CF1和CF2中的每一个与骨架110C的短轴方向(即y轴方向)之间的角度可以对应于在每一个信号端中设置的通孔H1或H2的延伸方向与在每一个地线端中设置的通孔H的延伸方向之间的角度。

尽管上面已经描述了一些实施例，但是可以实现各种其它实施例。上述实施例的技术内容可以以各种形式组合，除非它们彼此不兼容，并且可以通过其实现新的实施例。

此外，根据上述实施例的变压器100可以被安装在互感器、AC计算面板、DC-DC转换器、升压器或降压变压器上。

对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的精神和基本特征的情况下，本公开可以以不同于本文阐述的那些形式的特定形式实施。因此，上述实施例在所有方面都应当被解释为说明性的而不是限制性的。本发明的范围应当由所附权利要求书及其法律等效物确定，并且本文旨在涵盖了落入所附权利要求书的含义和等效范围内的所有改变。

Claims (10)

1.一种变压器，包括：

骨架；

磁芯单元，所述磁芯单元被布置在所述骨架的外部，所述磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，所述磁芯单元具有在所述第一中间腿和所述第二中间腿之间的间隙；以及

多个导电板，所述多个导电板被沿着厚度方向堆叠，其中，

所述多个导电板中的每一个导电板都具有在竖直方向上与所述间隙间隔开布置的侧向形状。

2.一种变压器，包括：

骨架；

磁芯单元，所述磁芯单元被布置在所述骨架的外部，所述磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，所述磁芯单元具有在所述第一中间腿和所述第二中间腿之间的间隙；以及

多个导电板，所述多个导电板被插入到所述骨架中，所述多个导电板构成在竖直方向上彼此间隔开的上线圈单元、中间线圈单元和下线圈单元，其中，

所述中间线圈单元包括第一中间线圈单元和第二中间线圈单元，并且

所述间隙被布置在所述第一中间线圈单元和所述第二中间线圈单元之间。

3.根据权利要求2所述的变压器，其中，所述第一中间线圈单元和所述第二中间线圈单元中的每一者都具有在所述竖直方向上与所述间隙间隔开布置的侧向形状。

4.根据权利要求2所述的变压器，其中，

所述骨架具有被配置为接纳所述中间线圈单元的中间接纳部，并且

所述中间接纳部包括：

第一接纳孔，所述第一接纳孔被配置为接纳所述第一中间线圈单元；

第二接纳孔，所述第二接纳孔被配置为接纳所述第二中间线圈单元；以及

隔板，所述隔板在所述竖直方向上被布置在所述第一接纳孔和所述第二接纳孔之间，所述隔板的至少一部分在水平方向上与所述间隙重叠。

5.根据权利要求2所述的变压器，其中，所述间隙在所述竖直方向上的尺寸小于在所述竖直方向上所述第一中间线圈单元和所述第二中间线圈单元之间的距离。

6.根据权利要求2所述的变压器，其中，所述上线圈单元、所述第一中间线圈单元、所述第二中间线圈单元和所述下线圈单元中的每一者都包括沿着厚度方向堆叠的第一类型导电板和第二类型导电板。

7.根据权利要求6所述的变压器，其中，所述第一类型导电板和所述第二类型导电板具有左右对称的平面形状。

8.根据权利要求7所述的变压器，其中，在所述第一类型导电板和所述第二类型导电板中的每一者的信号端处布置的通孔的延伸方向与在所述第一类型导电板和所述第二类型导电板中的每一者的地线端处布置的通孔的延伸方向形成预定角度。

9.根据权利要求8所述的变压器，其中，所述预定角度包括钝角。

10.一种变压器，包括：

骨架；

磁芯单元，所述磁芯单元被布置在所述骨架的外部，所述磁芯单元包括具有第一中间腿的上磁芯和具有第二中间腿的下磁芯，所述磁芯单元具有在所述第一中间腿和所述第二中间腿之间的间隙；以及

多个导电板，所述多个导电板被沿着竖直方向堆叠，其中，

在所述多个导电板之中，在所述竖直方向上与所述间隙相邻的至少一个导电板的厚度大于其它导电板的厚度。

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