CN116825510A - 谐振变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示采立式结构设计以减小涡流损耗的一种谐振变压器。特别地，本发明将用以缠绕线圈的分槽式绕线架采两件式结构设计，以利于模块化设计及组装。本发明谐振变压器主要包括：第一铁芯、第二铁芯、第一绕线架、第二绕线架、第一端子座、以及第二端子座，其中该第一绕线架(简称子套)之上缠绕有一次级绕组，且该第二绕线架(简称母套)之上缠绕有一初级绕组。进一步地，本发明还设计用以套设该母套的一罩体，以利用该罩体隔离母套上的初级绕组和子套上的次级绕组。依此设计，本发明的谐振变压器允许替换相应的子套以满足不同的应用需求(如：大电流输出或小电流输出)。

Description

谐振变压器
技术领域
本发明是关于电力电子的技术领域，尤指应用于电源转换装置之中的一种谐振变压器。
背景技术
随着电子产品演进与发展，不同电子产品需要利用不同电压予以驱动；因此，电源装置的制造商积极尝试开发各种适合的变压器，以应用在对应地电源供应装置之内。目前，具有主感与漏感的谐振变压器有两种型式。第一种型式为利用主要变压器结合谐振电感，以借由谐振电感来产生并调整漏感，但此选择同时需要主要变压器与谐振电感两种组件，因此要求的使用空间大，不利于微小化设计。第二种型式为分槽式变压器，其具有两组绕组以分别产生主感磁路径与漏感磁路径，两绕组相互隔开并调整其线圈的圈数以控制漏感值。
因此，分槽式变压器于是成为谐振变压器的主流。习知技术将谐振变压器设计成立式结构，并将初级引线脚位和次级引线脚位分别排列在分槽式绕线架的两侧。然而，随着立式谐振变压器的薄型化(即，缩减高度)，必须使用三层绝缘线(Triple Insulated wire)作为线圈缠绕在分槽式绕线架之上以形成初级绕组与次级绕组，导致谐振变压器的制造成本变高。再者，习知的分槽式绕线架的大小固定，无法依据应用需求而适应性地调整、改变，导致习知的谐振变压器仅可应用在指定机型的电源转换装置之中。
由前述说明可知，习知的立式谐振变压器于结构设计方面仍存在需要加以改善之处。有鉴于此，本案发明人极力加以研究发明，而终于研发完成本发明的一种谐振变压器。
发明内容
本发明主要目的在于提供采立式结构设计以减小涡流损耗的一种谐振变压器。特别地，本发明将用以缠绕线圈的分槽式绕线架采两件式结构设计，以利于模块化设计及组装。本发明谐振变压器主要包括：第一铁芯、第二铁芯、第一绕线架、第二绕线架、第一端子座、以及第二端子座，其中该第一绕线架(简称子套)之上缠绕有一次级绕组，且该第二绕线架(简称母套)之上缠绕有一初级绕组。进一步地，本发明还设计用以套设该母套的罩体，以利用该罩体隔离母套上的初级绕组和子套上的次级绕组。依此设计，本发明的谐振变压器允许替换相应的子套以满足不同的应用需求(如：大电流输出或小电流输出)。
为达成上述目的，本发明提出所述谐振变压器的一实施例，其包括：
第一铁芯；
第一绕线架，具有第一管件、连接该第一管件的一端的第一板件以及连接该第一管件的另一端的第二板件，其中，该第一管件之上缠绕有一次级绕组，且该第一板件设置于该第一铁芯之上；
第一端子座，形成于该第一板件的一侧边，且具有多个第一端子；
第二绕线架，设置在该第一绕线架之上，且具有第二管件、连接该第二管件的一端的第三板件以及连接该第二管件的另一端的第四板件，其中，该第二管件之上缠绕有一初级绕组；
第二端子座，形成于该第三板件的一侧边，且具有多个第二端子；
支撑结构，包括左支撑件与右支撑件，其中，该左支撑件与该右支撑件沿着该第三板件的二侧边设置，并以其一端连接该第二端子座；
罩体，套设在该第二绕线架之上从而部分包覆该第三板件与该第四板件，并由该支撑结构所支撑；以及
第二铁芯，设置在该第四板件之上。
在一实施例中，所述第二端子为一直线形端子，且所述第一端子为选自于由直线形端子和L形端子所组成群组之中的任一者。
在一实施例中，该第一铁芯为E形铁芯，该第一管件具有第一中空部，该第一板件具有第一开口连通该第一中空部，该第二板件具有第二开口连通该第一中空部，且该第一铁芯的第一中间部经由该第一开口穿进该第一中空部。
在一实施例中，该第二铁芯亦为一E形铁芯，该第二管件具有第二中空部，该第三板件具有第三开口连通该第二中空部，该第四板件具有第四开口连通该第二中空部，且该第二铁芯的第二中间部经由该第四开口穿进该第二中空部。
在一实施例中，该左支撑件与该第三板件的左侧边之间具有左间隙，该右支撑件与该第三板件的右侧边之间具有右间隙，且该第三板件透过该左支撑件及该右支撑件而迭在该第二板件之上，使得该第二管件的该第一中空部与该第一管件的该第二中空部同轴。
在一实施例中，该第三板件的底面设有一设置区，用以供一磁性件设置于其中，且该磁性件用以调整所述谐振变压器的漏感。
在一实施例中，该罩体为由U形中间板件、U形上板件与U形下板件所围成的U形罩体。
在一实施例中，连接至该第二绕线架之时，该U形下板件的左部部分地嵌入该左间隙，该U形下板件的右部部分地嵌入该右间隙，且该U形上板件以其下表面面对该第四板件的上表面。
在一实施例中，该第一板件的下表面设有二个第一限位件，且该二个第一限位件之间具有一限位空间，使该第一铁芯限位于该限位空间内。
在一实施例中，该第四板件的上表面设有二个第二限位件，且该二个第二限位件之间亦具有一限位空间，使该第二铁芯限位于该限位空间内。
附图说明
图1为本发明一种谐振变压器的第一立体图；
图2为本发明谐振变压器的第二立体图；
图3为本发明谐振变压器的第一立体分解图；
图4为本发明谐振变压器的第二立体分解图；
图5为本发明谐振变压器的第一绕线架、第一端子座、第二绕线架、第二端子座、与支撑结构的立体图；以及
图6为本发明谐振压器的断面图。
附图标记说明：
1:谐振变压器
11:第一铁芯
11C:第一中间部
12:第一绕线架
121:第一管件
122:第一板件
1221:第一开口
122L:第一限位件
123:第二板件
1231:第二开口
13:第一端子座
131:第一端子
14:第二绕线架
141:第二管件
142:第三板件
1421:第三开口
142R:设置区
143:第四板件
1431:第四开口
143L:第二限位件
15:第二端子座
151:第二端子
16:支撑结构
17:罩体
17B:U形中间板件
17U:U形上板件
17L:U形下板件
18:第二铁芯
18C:第二中间部
19:磁性件
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明所提出的一种谐振变压器，以下将配合图式，详尽说明本发明的较佳实施例。
图1与图2为本发明一种谐振变压器的第一、第二立体图。并且，图3与图4为本发明谐振变压器的第一、第二立体分解图。如图1～4所示，本发明提出一种采立式结构设计的谐振变压器1，其主要包括：第一铁芯11、第一绕线架12、第一端子座13、第二绕线架14、第二端子座15、支撑结构16、罩体17、以及第二铁芯18。依据本发明的设计，该第一绕线架12(可简称子套)具有第一管件121、连接该第一管件121的一端的第一板件122以及连接该第一管件121的另一端的第二板件123。依据图3与图4可知，该第一绕线架12以其第一板件122设置于该第一铁芯11之上。并且，该第一管件121之上缠绕有一次级绕组(Secondary winding)，且该第一端子座13形成于该第一板件122的一侧边，并具有多个第一端子131。依据不同的应用场合，所述第一端子131可为直线形端子或L形端子。更详细地说明，采直线形设计的第一端子131用于12V输出，且采L形设计的第一端子131则用于24V输出。
进一步地，图5显示第一绕线架12、第一端子座13、第二绕线架14、第二端子座15、以及支撑结构16的立体图。并且，图6为本发明谐振压器1的断面图。如图3～6所示，该第一铁芯11为一E形铁芯，该第一管件121具有第一中空部，该第一板件122具有第一开口1221连通该第一中空部，该第二板件123具有第二开口1231连通该第一中空部，且该第一铁芯11的第一中间部11C经由该第一开口1221穿进该第一中空部。
更详细地说明，该第二绕线架14(可简称母套)设置在该第一绕线架12之上，且具有第二管件141、连接该第二管件141的一端的第三板件142以及连接该第二管件141的另一端的第四板件143。并且，该第二管件141之上缠绕有一初级绕组(Primary winding)，且该第二端子座15形成于该第三板件142的一侧边，并具有多个第二端子151，所述第二端子151为直线形端子。值得说明的是，该第二铁芯18设置在该第四板件143之上。如图3、图4和图6所示，该第二铁芯18亦为E形铁芯，该第二管件141具有第二中空部，该第三板件142具有第三开口1421连通该第二中空部，该第四板件143具有一第四开口1431连通该第二中空部，且该第二铁芯18的第二中间部18C经由该第四开口1431穿进该第二中空部。
特别地，本发明设计包括左支撑件与右支撑件的支撑结构16。如图3、图4和图5所示，该左支撑件与该右支撑件沿着该第三板件142的二侧边设置，并以其一端连接该第二端子座15。并且，该左支撑件与该第三板件142的左侧边之间具有左间隙，该右支撑件与该第三板件142的右侧边之间具有右间隙，且该第三板件142透过该左支撑件及该右支撑件而迭在该第二板件123之上，使得该第二管件141的该第一中空部与该第一管件121的该第二中空部同轴。依此设计，亦同时将该第二板件123限位于该支撑结构16的左支撑件及右支撑件之间。
进一步地，本发明还设计用以套设该母套(即，第二绕线架14)的罩体17，以利用该罩体17隔离缠绕在该第二绕线架14的该第二管件141之上的初级绕组和缠绕在该第一绕线架12的该第一管件121之上的次级绕组。如图3～6所示，套设在该第二绕线架14之上的罩体17部分包覆该第三板件142与该第四板件143，并由该支撑结构16所支撑。在一实施例中，该罩体17为由U形中间板件17B、U形上板件17U与U形下板件17L所围成的U形罩体17。如此设计，在连接至该第二绕线架14(即，母套)之时，该U形下板件17L的一左部部分地嵌入该左间隙，该U形下板件17L的右部部分地嵌入该右间隙，且该U形上板件17U以其下表面面对该第四板件143的上表面。
补充说明的是，如图3与图4所示，该第一板件122的下表面设有二个第一限位件122L，且该二个第一限位件122L之间具有一限位空间，使该第一铁芯11限位于该限位空间内。另一方面，该第四板件143的上表面设有二个第二限位件143L，且该二个第二限位件143L之间亦具有一限位空间，使该第二铁芯18限位于该限位空间内。并且，为了使所述谐振变压器1具有漏磁(Lm)可调的功能，本发明进一步地在该第二绕线架14(即，母套)的第三板件142的底面设有一设置区142R。在有需要增加漏磁的情况下，可以将一磁性件19设置在该设置区142R之中，从而提升所述谐振变压器1的漏感。举例而言，当本发明的谐振变压器1应用在小功率的LLC电源转换装置之中时，可以通过增设该磁性件19使本发明谐振变压器1的漏感提升一倍。另一方面，当本发明的谐振变压器1应用在相对高功率的LLC电源转换装置之中时，则无需使用该磁性件19。
如此，上述已完整且清楚地说明本发明的一种谐振变压器；并且，经由上述可得知本发明具有下列优点：
(1)本发明将所述谐振变压器1采立式结构设计以减小涡流损耗。并且，本发明将用以缠绕线圈的分槽式绕线架采母套+子套的两件式设计，以利于模块化设计及组装。依此设计，本发明谐振变压器1允许替换相应的子套以满足不同的应用需求(如：大电流输出或小电流输出)。
(2)本发明还设计用以套设该母套的罩体17，以利用该罩体17隔离母套上的初级绕组和子套上的次级绕组，满足法规对于距离的要求。依此设计，则允许使用一般的漆包线在母套和子套之上分别缠绕出初级绕组和次级绕组，并不需要使用高成本的三层绝缘线(Triple Insulated wire)。
然而，必须加以强调的是，上述详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为之等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种谐振变压器，其特征在于，包括：
第一铁芯；
第一绕线架，具有第一管件、连接该第一管件的一端的第一板件以及连接该第一管件的另一端的第二板件，其中，该第一管件之上缠绕有一次级绕组，且该第一板件设置于该第一铁芯之上；
第一端子座，形成于该第一板件的一侧边，且具有多个第一端子；
第二绕线架，设置在该第一绕线架之上，且具有第二管件、连接该第二管件的一端的第三板件以及连接该第二管件的另一端的第四板件，其中，该第二管件之上缠绕有一初级绕组；
第二端子座，形成于该第三板件的一侧边，且具有多个第二端子；
支撑结构，包括左支撑件与右支撑件，其中，该左支撑件与该右支撑件沿着该第三板件的二侧边设置，并以其一端连接该第二端子座；
罩体，套设在该第二绕线架之上从而部分包覆该第三板件与该第四板件，并由该支撑结构所支撑；以及
第二铁芯，设置在该第四板件之上。
2.根据权利要求1所述的谐振变压器，其特征在于，所述第二端子为一直线形端子，且所述第一端子为选自于由直线形端子和L形端子所组成群组之中的任一者。
3.根据权利要求1所述的谐振变压器，其特征在于，该第一铁芯为E形铁芯，该第一管件具有第一中空部，该第一板件具有第一开口连通该第一中空部，该第二板件具有第二开口连通该第一中空部，且该第一铁芯的一第一中间部经由该第一开口穿进该第一中空部。
4.根据权利要求3所述的谐振变压器，其特征在于，该第二铁芯亦为E形铁芯，该第二管件具有第二中空部，该第三板件具有第三开口连通该第二中空部，该第四板件具有第四开口连通该第二中空部，且该第二铁芯的第二中间部经由该第四开口穿进该第二中空部。
5.根据权利要求4所述的谐振变压器，其特征在于，该左支撑件与该第三板件的左侧边之间具有左间隙，该右支撑件与该第三板件的右侧边之间具有右间隙，且该第三板件透过该左支撑件及该右支撑件而迭在该第二板件之上，使得该第二管件的该第一中空部与该第一管件的该第二中空部同轴。
6.根据权利要求5所述的谐振变压器，其特征在于，该第三板件的底面设有一设置区，用以供磁性件设置于其中，且该磁性件用以调整所述谐振变压器的漏感。
7.根据权利要求5所述的谐振变压器，其特征在于，该罩体为由U形中间板件、U形上板件与U形下板件所围成的U形罩体。
8.根据权利要求7所述的谐振变压器，其特征在于，连接至该第二绕线架之时，该U形下板件的左部部分地嵌入该左间隙，该U形下板件的右部部分地嵌入该右间隙，且该U形上板件以其下表面面对该第四板件的上表面。
9.根据权利要求4所述的谐振变压器，其特征在于，该第一板件的下表面设有二个第一限位件，且该二个第一限位件之间具有一限位空间，使该第一铁芯限位于该限位空间内。
10.根据权利要求9所述的谐振变压器，其特征在于，该第四板件的上表面设有二个第二限位件，且该二个第二限位件之间亦具有一限位空间，使该第二铁芯限位于该限位空间内。
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