CN115223781A - 变压装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变压装置，包括一铁芯、一第一导体、一磁性元件、以及一第二导体。铁芯包括一中心柱体和至少一侧柱，且一容置空间形成于中心柱体和侧柱之间。第一导体、磁性元件、以及第二导体设置于容置空间中，其中第一导体围绕中心柱体，磁性元件围绕第一导体，第二导体则围绕磁性元件。磁性元件位于第一导体和第二导体之间，且磁性元件具有可挠性。

Description

变压装置

技术领域

本发明是有关于一种变压装置。更具体地来说，本发明有关于一种具有可挠性磁性元件的变压装置。

背景技术

电子设备往往包括许多电子零件，举例而言，变压器即是电子产品中不可或缺的电子零件之一。变压器的主要作用是转换电子电路中的驱动电压，如可将市电电压降低的电源变压器，又如在笔记型计算机所使用的外接式电源供应器(AC Adapter)模块中，可将工作电压升/降压的变压器等等，故变压器的规格种类相当繁杂，很少有固定的规格，大都因应客户的需求而订制变压器。

电子设备中的电子零件亦可包括电感器。前述变压器和电感器往往会因需求而需具备不同的漏感。目前的电子零件多半是依据漏感的需求将电子零件中的线圈固定于既定位置，此方式容易造成空间的浪费，且也无法对漏感做细部的调整。因此，如何解决前述问题始成一重要的课题。

发明内容

为了解决上述习知的问题点，本发明提供一种变压装置，包括一铁芯、一第一导体、一磁性元件、以及一第二导体。铁芯包括一中心柱体和至少一侧柱，且一容置空间形成于中心柱体和侧柱之间。第一导体、磁性元件、以及第二导体设置于容置空间中，其中第一导体围绕中心柱体，磁性元件围绕第一导体，第二导体则围绕磁性元件。磁性元件位于第一导体和第二导体之间，且磁性元件具有可挠性。

本发明一些实施例中，前述变压装置还包括一绕线架，且绕线架包括一管状部、一上延伸部、以及一下延伸部。上延伸部连接管状部，且凸出于管状部的一外表面。下延伸部同样连接管状部，且凸出于管状部的外表面。第一导体、磁性元件、以及第二导体设置于上延伸部和下延伸部之间。

本发明一些实施例中，前述磁性元件接触上延伸部和下延伸部。中心柱体可穿过管状部，且上延伸部设置于中心柱体和侧柱之间。

本发明一些实施例中，前述磁性元件包括一磁性层和一粘贴层，磁性层设置于第一导体和粘贴层之间，且磁性层贴附至粘贴层。粘贴层仅于面朝磁性层的表面具有粘性。

本发明一些实施例中，前述磁性元件还包括一另一粘贴层，磁性层设置于粘贴层和另一粘贴层之间，且磁性层贴附至另一粘贴层。于一些实施例中，另一粘贴层仅于面朝磁性层的表面具有粘性，又于一些实施例中，另一粘贴层于面朝磁性层的表面和面朝第一导体的表面皆具有黏性。

本发明一些实施例中，前述变压装置还包括一另一磁性元件，设置于磁性元件和第二导体之间，且磁性元件和另一磁性元件为一体化形成。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附附图可以更加理解本发明实施例。应注意的是，根据本产业的标准惯例，附图中的各种部件并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小各种部件的尺寸，以做清楚的说明。

图1是表示本发明一实施例的变压装置的示意图；

图2是表示图1中沿A-A方向的剖视图；

图3是表示本发明一实施例中的磁性元件的局部示意图；

图4是表示本发明另一实施例中的磁性元件的局部示意图；

图5是表示本发明另一实施例的变压装置的示意图；

图6是表示本发明另一实施例的变压装置的示意图。

【符号说明】

100:铁芯

101:中心柱体

102:侧柱

103:侧柱

110:上铁芯

111:顶板

112:凸起

113A:凸出部

113B:凸出部

120:下铁芯

121:底板

122:凸起

123A:凸出部

123B:凸出部

200:绕线架

210:管状部

220:上延伸部

230:下延伸部

300:第一导体

400:磁性元件

410:磁性层

420:粘贴层

421:粘贴层的表面

430:粘贴层

431:粘贴层的表面

432:粘贴层的另一表面

500:第二导体

600:磁性元件

R:容置空间

T:变压装置

具体实施方式

以下说明本发明的变压装置。然而，可轻易了解本发明提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所揭示的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。

除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇揭露所属的一般技艺者所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本发明的背景或上下文一致的意思，而不应该以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。

本说明书以下的揭露内容是叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以求简化发明的说明。当然，这些特定的范例并非用以限定本发明。例如，若是本说明书以下的揭露内容叙述了将一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其包含了所形成的上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦包含了尚可将附加的特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与上述第二特征可能未直接接触的实施例。再者，为了方便描述附图中一特征与另一特征的关系，可使用空间相关用语，例如“下面”、“下方”、“之下”、“上方”、“之上”、以及类似的用语等。除了附图所绘示的方位之外，空间相关用语涵盖装置在使用或操作中的不同方位。所述装置也可被另外定位(旋转90度或在其他方位上)，且同样可对应地解读于此所使用的空间相关描述。

图1是表示本发明一实施例的变压装置T的示意图，且图2是表示图1中沿A-A方向的剖视图。在本实施例中，变压装置T可同时具有变压器和电感器(例如谐振电感)的功能，亦即变压装置T可调整输出电流的电压，且可降低突波(ripple)、去除杂讯、降低电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)、及/或转换功率。

请参阅图1和图2，前述变压装置T主要包括一铁芯100、一绕线架200、一第一导体300、一磁性元件400、以及一第二导体500。其中，前述铁芯100是由一上铁芯110和一下铁芯120组合而成。

上铁芯110具有E字形结构。详细而言，上铁芯110可具有一顶板111、一凸起112、以及两个凸出部113A、113B。凸起112和凸出部113A、113B皆是与顶板111连接，并凸出于顶板111的下表面。凸起112大致位于顶板111的中央，两个凸出部113A、113B则分别位于顶板111的两端，且凸起112和凸出部113A、113B彼此分离。

下铁芯120同样具有E字形结构。详细而言，下铁芯120可具有一底板121、一凸起122、以及两个凸出部123A、123B。凸起122和凸出部123A、123B皆是与底板121连接，并凸出于底板121的上表面。凸起122大致位于底板121的中央，两个凸出部123A、123B则分别位于底板121的两端，且凸起122和凸出部123A、123B彼此分离。

当上铁芯110和下铁芯120组合形成铁芯100时，凸起112和凸起112可彼此对齐以形成铁芯100的中心柱体101，凸出部113A和凸出部123A可彼此对齐以形成铁芯100的侧柱102，且凸出部113B和凸出部123B可彼此对齐以形成铁芯100的侧柱103。由于凸起112和凸出部113A、113B彼此分离、且凸起122和凸出部123A、123B彼此分离，因此中心柱体101将会与侧柱102、103分离，并可在中心柱体101和侧柱102、103之间形成容置空间R。

如图1和图2所示，绕线架200包括一管状部210、一上延伸部220、以及一下延伸部230，其中上延伸部220和下延伸部230与管状部210连接，且凸出于管状部210的外表面。绕线架200设置于铁芯100的容置空间R中，且铁芯100的中心柱体101可穿过绕线架200的管状部210。

第一导体300、磁性元件400和第二导体500设置于铁芯100的容置空间R中，且位于绕线架200的上延伸部220和下延伸部230之间。在组装时，可先将第一导体300缠绕于管状部210的外表面上，接着再将磁性元件400缠绕于第一导体300上，最后，将第二导体500缠绕于磁性元件400上。因此，第一导体300将位于中心柱体101和磁性元件400之间，且磁性元件400将位于第一导体300和第二导体500之间。

应注意的是，磁性元件400的宽度会大致相同于上延伸部220和下延伸部230之间的间距。因此，当磁性元件400设置于铁芯100的容置空间R中时，磁性元件400会与第一导体300和第二导体500接触，借此可有效地固定第一导体300、磁性元件400和第二导体500，且可避免第一导体300和第二导体500彼此接触而产生短路。

第一导体300和第二导体500例如可为导线或其他合适的导电材料。应注意的是，于本实施例中，第一导体300和第二导体500皆为导线，且两者具有不同的线径。通过前述方式使第一导体300和第二导体500围绕中心柱体101后，第一导体300和第二导体500将沿着Y轴方向排列，因此会垂直于中心柱体101的延伸方向(Z轴方向)。

磁性元件400具有一片状结构，以下说明磁性元件400的细部结构。请参阅图3，于本实施例中，磁性元件400包括一磁性层410和一粘贴层420，且磁性层410可贴附至粘贴层420。举例而言，磁性层410可包括金属粉或金属片，且粘贴层420可为胶布，金属粉或金属片可被粉碎并通过压延方式贴附至胶布上，从而形成磁性元件400。金属粉和金属片例如可包括锰锌材料(Mn-Zn)、镍锌材料(Ni-Zn)、纳米晶材料(Nanocrystalline)等。

通过磁性元件400的前述结构，磁性元件400可具有可挠性，因此在缠绕于第一导体300上时，可紧贴于第一导体300。再者，通过磁性元件400的前述结构，磁性元件400还可具有较小的厚度，因此可达到变压装置T的小型化。举例而言，在本实施例中，磁性元件400的厚度可介于0.1毫米～0.3毫米(例如0.2毫米)。

当磁性元件400设置于第一导体300和第二导体500之间时，磁性层410会位于第一导体300和粘贴层420之间，且第一导体300和第二导体500会分别接触磁性层410和粘贴层420。粘贴层420仅在面朝磁性层410的表面421上具有粘性，因此可便于第二导体500的组装。

请参阅图4，于本发明另一实施例中，磁性元件400还包括另一粘贴层430。磁性层410设置于粘贴层420和粘贴层430之间，且贴附至粘贴层420和粘贴层430。当磁性元件400设置于第一导体300和第二导体500之间时，粘贴层430位于第一导体300和磁性层410之间并接触第一导体300。于本实施例中，粘贴层430仅在面朝磁性层410的表面431上具有粘性，以利缠绕于第一导体300上。

于一些实施例中，粘贴层430在面朝第一导体300的表面432上亦可具有粘性，从而可使磁性元件400的位置更为牢固地固定。

请参阅图5，于本发明另一实施例中，变压装置T还包括另一磁性元件600，设置于磁性元件400和第二导体500之间。磁性元件600的结构与磁性元件400相同，故于此不再赘述。需特别说明的是，磁性元件400和磁性元件600可为一体化构成。换言之，磁性元件400和磁性元件600皆呈长条带状且一体成形，而缠绕于第一导体300上的部分可构成磁性元件400，且接着缠绕于磁性元件400上的部分可构成磁性元件600。于一些实施例中，长条带状的磁性元件可缠绕更多圈数，以于第一导体300和第二导体500之间形成更多层的磁性元件。

请参阅图6，于本发明另一实施例中，变压装置T中的绕线架200可被省略，第一导体300可直接缠绕于铁芯100的中心柱体101上。于本实施例中，磁性元件400的宽度将大致相同于顶板111和底板121之间的间距，并与顶板111和底板121接触。

借此，使用者可通过改变第一导体300和第二导体500之间的磁性元件的数量，来调整变压装置T的漏感(Leakage inductance)。

综上所述，本发明提供一种变压装置，包括一铁芯、一第一导体、一磁性元件、以及一第二导体。铁芯包括一中心柱体和至少一侧柱，且一容置空间形成于中心柱体和侧柱之间。第一导体、磁性元件、以及第二导体设置于容置空间中，其中第一导体围绕中心柱体，磁性元件围绕第一导体，第二导体则围绕磁性元件。磁性元件位于第一导体和第二导体之间，且磁性元件具有可挠性。

虽然本发明的实施例及其优点已揭露如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作更动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中具有通常知识者可从本发明揭示内容中理解现行或未来所发展出的制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述制程、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一申请专利范围构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个申请专利范围及实施例的组合。

虽然本发明以前述数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。此外，每个申请专利范围建构成一独立的实施例，且各种申请专利范围及实施例的组合皆介于本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种变压装置，其特征在于，包括：

一铁芯，包括一中心柱体和至少一侧柱，其中一容置空间形成于该中心柱体和该侧柱之间；

一第一导体，设置于该容置空间中，且围绕该中心柱体；

一磁性元件，设置于该容置空间中，且围绕该第一导体；以及

一第二导体，设置于该容置空间中，且围绕该磁性元件，其中该磁性元件位于该第一导体和该第二导体之间，且该磁性元件具有可挠性。

2.如权利要求1的变压装置，其特征在于，该变压装置还包括一绕线架，且该绕线架包括：

一管状部；

一上延伸部，连接该管状部，且由该管状部的一端凸出该管状部的一外表面；以及

一下延伸部，连接该管状部，且由该管状部的另一端凸出该管状部的该外表面，其中该第一导体围绕该管状部的该外表面，该第一导体、该磁性元件、以及该第二导体设置于该上延伸部和该下延伸部之间。

3.如权利要求2的变压装置，其特征在于，该磁性元件接触该上延伸部和该下延伸部。

4.如权利要求2的变压装置，其特征在于，该中心柱体穿过该管状部，且该上延伸部设置于该中心柱体和该侧柱之间。

5.如权利要求1的变压装置，其特征在于，该磁性元件包括一磁性层和一粘贴层，该磁性层设置于该第一导体和该粘贴层之间，且该磁性层贴附至该粘贴层。

6.如权利要求5的变压装置，其特征在于，该粘贴层仅于面朝该磁性层的表面具有粘性。

7.如权利要求5的变压装置，其特征在于，该磁性元件还包括一另一粘贴层，该磁性层设置于该粘贴层和该另一粘贴层之间，且该磁性层贴附至该另一粘贴层。

8.如权利要求7的变压装置，其特征在于，该另一粘贴层仅于面朝该磁性层的表面具有粘性。

9.如权利要求7的变压装置，其特征在于，该另一粘贴层于面朝该磁性层的表面和面朝该第一导体的表面皆具有黏性。

10.如权利要求1的变压装置，其特征在于，该磁性元件呈长条带状。

11.如权利要求1的变压装置，其特征在于，该变压装置还包括一另一磁性元件，设置于该磁性元件和该第二导体之间。

12.如权利要求1的变压装置，其特征在于，该磁性元件呈长条带状，且该另一磁性元件亦呈长条带状。

13.如权利要求12的变压装置，其特征在于，该磁性元件和该另一磁性元件为一体化形成。

14.如权利要求1的变压装置，其特征在于，该第一导体和该第二导体沿着一方向排列，且该方向垂直于该中心柱体的延伸方向。

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