CN1336674A - 变压器的绕线架 - Google Patents

Abstract

一种变压器的绕线架,包括中空架筒、接脚座与分隔板。中空架筒为中空的多角形柱体。中空架筒上缠绕了多个铜线圈。中空架筒的转角处包括起绕点。接脚座包括接脚与入线导槽。接脚用以缠绕铜线的起点,入线导槽用以放置铜线的起点至起绕点的铜线线段。分隔板用以与中空架筒与接脚座相连。中空架筒的转角处为中空架筒的一上平面,与其上平面相交的侧平面以及分隔板的交点。本发明绕线架避免可能短路的情形,并提高变压器良率。

Description

变压器的绕线架

本发明涉及一种变压器的绕线架，特别是涉及一种可避免线圈产生短路的变压器的绕线架。

一般变压器主要包括有一绕线架(Bobbin)与一铁芯(Core)，并用以进行低压端口与高压端口之间的电压转换。绕线架上用以分别缠绕低压端口与高压端口的铜线圈，铁芯分置于绕线架中间与绕线架两侧，以形成磁通路，达到电压转换的效果。

请参照图1，其为现有变压器的绕线架立体图。绕线架100设置有一中空架筒102、分隔板104、106、108及110、接脚座112及114。中空架筒102的中空部分是用以放置铁芯(未标示于图中)，中空架筒102的外侧用以缠绕铜线圈(未标示于图1中)。分隔板104、106、108及110分别与中空架筒102垂直相连，其中，高压端口的铜线圈缠绕于分隔板106与分隔板110之间，低压端口的铜线圈缠绕于分隔板104与分隔板106之间。分隔板110与108间形成绕线槽120，分隔板108与106间形成绕线槽122，分隔板106与104间形成绕线槽124。分隔板104与分隔板110还分别与接脚座112与接脚座114垂直相连。接脚座1112及114上包括多个接脚，例如是接脚116及118，其用以固定铜线圈的起点及终点。

请参照图2A～2B，其中图2A为将部分铜线圈缠绕于图1的绕线架后的绕线架立体图，图2B为将所有铜线圈都缠绕于图1的绕线架后的绕线架立体图。在图2A中，铜线的起点200首先缠绕于接脚116上，接着，以顺时针的方向将铜线缠绕于分隔板108与110之间的中空架筒102上，以形成铜线圈204。在图2B中，当分隔板110与108之间的中空架筒102上已绕满铜线圈204后，接着通过分隔板108的凹槽(未标示于图中)，继续将铜线缠绕于分隔板106和108之间的中空架筒102上。当所有的铜线圈204均缠绕完毕时，以分隔板108的边缘为途径将铜线缠绕至终点205。

为了便于说明起见，将铜线的起点200与起绕点A之间的铜线线段定义为引入铜线206，而所有铜线圈204的集合定义为线圈本体208。其中，起绕点A为铜线缠绕于中空架筒102上时的绕线起点。

请参照图3A～图3B，其所绘示的是图2B中，绕线架沿着X方向的前视剖面示意图与沿着Y方向的侧视剖面示意图。图3A中，铜线的起点200缠绕于接脚116后，接着，将多层铜线层204缠绕于中空架筒102上。因为部分的引入铜线206置于接脚座114上，部分的引入铜线206位于与YZ平面平行的分隔板110上。所以，位于分隔板110上的部分引入铜线206与所有铜线圈204的集合线圈本体208相接触于接触面302。

图3B中，每个铜线圈204位于中空架筒102的上侧部分是以一个圆形来表示。同样地，铜线的起点200缠绕于接脚116，部分的引入铜线206与线圈本体208相接触于接触面302。

请同时参考图3A与图3B。部分的引入铜线206与线圈本体208相接触于接触面302时将可能导致下列几个问题，第一，因为高压端口中铜线的起点200与铜线的终点205间的电压差很大，例如是1000伏特到1200伏特，所以，此处以高压端口包括绕线槽120与122为例，引入铜线206和绕线槽120中的线圈本体208的最上层铜线圈的电位相差极大，也是接近于500伏特到600伏特。引入铜线206和线圈本体208中的最上层铜线圈相互接触的结果，很可能因为铜线表面的绝缘漆膜缺陷的问题而产生短路情形。

第二，因为在缠绕铜线圈204时，使用机器快速旋转来将铜线圈204缠绕于绕线架100之上。因为线圈本体208与引入铜线206相接触，所以极可能在快速缠绕铜线圈204的过程当中，线圈本体208的铜线圈204与引入铜线206相互刮伤而使得铜线表面的漆膜脱落。漆膜脱落之后，本有的绝缘效果消失，使得引入铜线206和线圈本体208中产生短路的情形，变压器因此被损坏而无法使用。

本发明的目的在于提供一种变压器的绕线架，此种绕线架的结构不会有引入铜线与线圈本体的接触面，而避免了上述可能产生的短路情形，以此更提高了变压器的质量及合格率。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种变压器的绕线架，此变压器用以进行一第一端口与一第二端口间的电压转换，一第一铜线与一第二铜线分别缠绕在此绕线架上，形成多个第一端口的铜线圈与多个第二端口的铜线圈。绕线架包括：一中空架筒、一第一接脚座、一分隔板与一第二接脚座。中空架筒为中空的多角形柱体。此各第一端口的铜线圈与此各第二端口的铜线圈缠绕在中空架筒上。中空架筒的转角处包括一起绕点，起绕点为第一铜线缠绕在中空架筒上时的绕线起点。第一接脚座，包括：一第一接脚与一第一入线导槽。其中，第一接脚用以缠绕第一铜线的起点，第一入线导槽用以放置第一铜线的起点至起绕点的第一铜线的铜线线段。分隔板用以分别与中空架筒与第一接脚座相连。第二接脚座包括一第三接脚与一第四接脚，第三接脚与第四接脚分别用以缠绕第二铜线的起点与终点。其中，中空架筒的转角处为中空架筒的一上平面，与该上平面相交的侧平面以及分隔板的交点。

下面结合附图，详细说明本发明的实施例，其中：

图1为现有变压器的绕线架立体图；

图2A为将部分铜线圈缠绕于图1的绕线架后的绕线架立体图；

图2B为将所有铜线圈都缠绕于图1的绕线架后的绕线架立体图；

图3A～图3B为图2B中绕线架沿着X方向的前视剖面示意图与沿着Y方向的侧视剖面示意图；

图4为本发明一较佳实施例的一种变压器的绕线架立体图；

图5A为将部分铜线圈缠绕于图4的绕线架后的绕线架立体图；

图5B为将所有铜线圈都缠绕于图4的绕线架后的绕线架立体图；

图6A～图6B为图5B中绕线架沿着X方向的前视剖面示意图与沿着Y方向的侧视剖面示意图；

图7A为图4中沿着Z方向的隔离突岛的上视图；

图7B为图4中沿着Z方向的另一种形状的隔离突岛的上视图。

请参照图4，其为依照本发明一较佳实施例的一种变压器的绕线架的立体图，该绕线架(Bobbin)400包括中空架筒402，分隔板404、406、408及410、第一接脚座412及第二接脚座414。第一接脚座包括多个接脚(Pin)，例如是第一接脚416与第二接脚418。绕线架400中第一接脚座412至分隔板406部分属于高压端口，绕线架400中的分隔板406至第二接脚座414的部分属于低压端口。

中空架筒402为中空的长方体，其中空部分用以放置铁芯(未标示于图中)。一第一铜线(未标示于图4中)与一第二铜线(未标示于图4中)分别缠绕在中空架筒402上，分别形成复数个高压端口的铜线圈(未标示于图4中)与多个低压端口的铜线圈(未标示于图4中)。

分隔板404、406、408及410分别与中空架筒402垂直相连。分隔板410与分隔板408形成绕线槽420，分隔板408与分隔板406形成绕线槽422，分隔板406与分隔板404形成绕线槽424。其中，高压端口的铜线圈缠绕在绕线槽420与绕线槽422上，低压端口的铜线圈缠绕在绕线槽424上。分隔板410与分隔板404还分别与第一接脚座412与第二接脚座414垂直相连。

为了解决现有绕线架的缺点，本发明绕线架的第一接脚座412上设置了一第一入线导槽444。第一入线导槽444与中空架筒402相交。第一接脚座412上的第一接脚416与第二接脚418分别用以缠绕第一铜线的起点与终点。第一铜线将通过第一入线导槽444，再经由中空架筒402的转角处附近的起绕点B开始缠绕高压端口的铜线线圈。因为起绕点B位于中空架筒402的转角处附近，将可有效地解决现有绕线架中因电压差过大而引起的短路问题。

其中，第一入线导槽444用以放置从接脚416上的第一铜线的起点到起绕点B的铜线线段。在中空架筒402为长方体的条件之下，起绕点B为尽量靠近于由中空架筒402的上平面454和上平面454相邻的侧平面456与分隔板410(所形成)的交点转角处附近，目的在于使得第一铜线由起绕点B进入中空架筒402的铜线线段能尽量靠近中空架筒402。因此只要入线导槽444能使第一铜线圈从位于转角处的起绕点B开始缠绕起，则符合本发明的精神。

此外，当需要使用制作与前述绕线方向相反而产生相反极性的变压器时，第一铜线的起点可置于接脚418之上。故而第一接脚座412上还包括一第二入线导槽446，用以放置从接脚418上第一铜线的起点到一第二起绕点C的铜线线段。同理，第二起绕点C位于中空架筒402的上平面454、和上平面454相邻的另一侧平面(未示于图中)、与分隔板410的交点附近。如此可以仅以一种绕线架的设计，而适用于生产两种不同极性变压器的情形。

前述中空架筒402，除为前述的长方形外，也可以实施为中空的多角形柱体，或甚至为圆柱形柱体，其中只要实施有一入线导槽，该入线导槽用来引导第一铜线由起绕点进入中空架筒时的铜线线段能尽量靠近中空架筒，此即符合本发明的精神。其中，当分隔板410与中空架筒402的交界面为多角形。起绕点位于多角形柱体的转角处附近，即是此多角形柱体的中空架筒402的一上平面、和此上平面相交的另一侧平面、以及分隔板410的交点附近。

为了形成第一入线导槽444与第二入线导槽446，第一接脚座412上还包括了一第一隔离突岛430、第二隔离突岛438、一第三隔离突岛440与一第四隔离突岛442。第一入线导槽444与第二入线导槽446形成一X字型。第一隔离突岛430位于第一接脚座412上，并且位于靠近中央架筒402的一侧。第二隔离突岛438位于远离中央架筒402的一侧。第三隔离突岛440与第四隔离突岛442相对，且均位于第一隔离突岛430与第二隔离突岛438中间。  第一隔离突岛430、第二隔离突岛438、第三隔离突岛440与第四隔离突岛442的上平面可均为等腰三角形。

其中，第一接脚座412还包括多个导槽，例如是导槽448。隔离突岛430还用以与分隔板410和分隔板408形成绕线槽420。另外，第二接脚座414上至少包括一第三接脚432与一第四接脚434，分别用以缠绕该第二铜线的起点与终点。且第二接脚座414上也包括多个导槽，例如是导槽450及452。

而且，第一接脚座412与第二接脚座414还包括多个垂直接脚，例如是接脚436。这些垂直接脚用以将使用此绕线架400的变压器固定于一电路板(未标示于图中)上。在现有作法中，接脚除了用以缠绕铜线之外，还用以将使用此绕线架的变压器固定于电路板。如此，将使得缠绕于接脚上的铜线也受到摩擦而脱落或有所损毁。本发明使用此种垂直接脚设计的好处是，将铜线的起点与终点缠绕于接脚上，另外使用了垂直接脚固定在电路板上，可以保护缠绕在接脚上的铜线不会因此而受损，如此更可延长变压器的使用年限。

其中，如果将第一铜线的起点或第二铜线的起点与终点缠绕于垂直接脚上的话，也不脱离本发明的精神范围。

请参照图5A～图5B，其中图5A所绘示的是将部分铜线圈缠绕于图4的绕线架后的绕线架立体图，图5B所绘示的是将所有铜线圈都缠绕于图4的绕线架后的绕线架立体图。在图5A中，第一铜线缠绕于绕线槽420与绕线槽422上。绕线的流程是：首先，将第一铜线的起点500缠绕于接脚416上。接着，将第一铜线置于第一入线导槽444上。然后，从起绕点B开始，将第一铜线以顺时针的方向缠绕在绕线槽420上，以形成多个高压端口的铜线圈504。其中，起绕点B为第一铜线缠绕在中空架筒402上时的绕线起点。

请参考图5B，当绕线槽420中的所有铜线圈504均完成之后，接着，将第一铜线经过分隔板408的凹槽(未标示于图中)，再继续将第一铜线缠绕在绕线槽422上。当将第一铜线缠绕至所需要的高压端口的铜线圈504均完成时，第一铜线以分隔板408的边缘为路径，经过导槽448将第一铜线的终点510缠绕在接脚418上。如此，完成高压端口中的缠绕第一铜线的动作。

为了便于说明起见，将该第一铜线的起点500至起绕点B之间的铜线线段定义为引入铜线506，所有高压端口的铜线圈504的集合定义为线圈本体508。本发明绕线架的结构中，因为第一入线导槽444与中空架筒402的转角处的起绕点B相连，所以使得引入铜线506均置于第一入线导槽444上，而不会有平行于YZ平面的铜线线段产生。如此，引入铜线506将不与线圈本体208的平行于Y方向的铜线线段相接触，故而不会有因为高电压差或是摩擦使漆脱落而短路的问题产生。

请参照图6A～图6B，其所绘示的是图5B中，绕线架沿着X方向的前视剖面示意图与沿着Y方向的侧视剖面示意图。引入铜线506置于第一入线导槽444上，经由起绕点B与线圈本体508相连。虽然引入铜线506与线圈本体508的最上层铜线圈的电压差很大，但是因为引入铜线506置于第一入线导槽444上之故，与线圈本体508不相接触，所以不会有因为电位差太大而产生短路的问题。

请参考图7A～图7B，其中图7A所绘示的是图4中沿着Z方向的隔离突岛的上视图，图7B所绘示的是图4中沿着Z方向的另一种形状的隔离突岛的上视图。在图7A中，隔离突岛430、438、440、及442均为等腰三角形，而隔离突岛430、438、440及442之间形成第一入线导槽444与第二入线导槽446。然而，实施本发明时，隔离突岛430、438、440、及442的形状并不在此限定。在图7B中，隔离突岛702、704、706、及708的外侧为一直线，另一侧则为弧线。只要隔离突岛能够达到形成一第一入线导槽444及第二入线导槽446，并隔离引入铜线506与线圈本体508即符合本发明的精神。

本发明装置的优点在于，上述实施例所揭露的变压器的绕线架的架构使得引入铜线与线圈本体相隔离，并避免了可能产生的短路情形，从而提高了变压器的质量及合格率。

虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围时，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (12)

1.一种变压器的绕线架，该变压器用以进行一第一端口与一第二端口间的电压转换，一第一铜线与一第二铜线分别缠绕在该绕线架上，形成多个第一端口的铜线圈与多个第二端口的铜线圈，该绕线架包括：

一中空架筒，该中空架筒为中空的多角形柱体，该各第一端口的铜线圈与该各第二端口的铜线圈缠绕在该中空架筒上，该中空架筒的转角处附近包括一起绕点，该起绕点为该第一铜线缠绕于该中空架筒上时的绕线起点；

一第一接脚座，包括：

一第一接脚，用以缠绕该第一铜线的起点；及

一第一入线导槽，用以放置该第一铜线的起点至该起绕点的第一铜线的铜线线段；

一分隔板，用以分别与该中空架筒与该第一接脚座相连；以及

一第二接脚座，包括一第三接脚与一第四接脚，该第三接脚与该第四接脚分别用以缠绕该第二铜线的起点与终点；

其中，该中空架筒的转角处为该中空架筒的一上平面，一与该上平面相交的侧平面、以及该分隔板的交点。

2.如权利要求1所述的绕线架，其中，该中空架筒上还包括一第二起绕点，位于该中空架筒的一第二转角处附近，该第一接脚座还包括一第二接脚与一第二入线导槽，其中当该第一铜线以相反方向缠绕时，该第二接脚可用以缠绕该第一铜线的起点，该第二入线导槽用以放置该第一铜线的起点至该第二起绕点的第一铜线的铜线线段，其中，该中空架筒的第二转角处为该中空架筒的上平面，一与该上平面相交的另一侧平面以及该分隔板的交点。

3.如权利要求2所述的绕线架，其中，该第一接脚座还包括一第一隔离突岛，该第一隔离突岛位于该第一接脚座上方，且靠近该中央架筒的一侧。

4.如权利要求3所述的绕线架，其中，该第一接脚座还包括一第二隔离突岛，置于远离该中央架筒的一侧。

5.如权利要求4所述的绕线架，其中，该第一接脚座还包括一第三隔离突岛与一第四隔离突岛，该第三隔离突岛与该第四隔离突岛相对，且该第一隔离突岛、该第二隔离突岛、该第三隔离突岛、与该第四隔离突岛之间形成该第一入线导槽与该第二入线导槽，其中，该第一入线导槽与该第二入线导槽形成一X字型。

6.如权利要求5所述的绕线架，其中，该第一隔离突岛、第二隔离突岛、第三隔离突岛、与第四隔离突岛的上平面均为等腰三角形。

7.如权利要求5所述的绕线架，其中，该第一隔离突岛、该第二隔离突岛、该第三隔离突岛、与该第四隔离突岛的上平面的外侧为直线，另一侧为弧线。

8.如权利要求1所述的绕线架，其中，该第一接脚架与第二接脚架还包括多个垂直接脚，用以将该变压器固定在一电路板上。

9.如权利要求8所述的绕线架，其中，该各垂直接脚还可用以缠绕该第一铜线圈的起点与终点。

10.如权利要求1所述的绕线架，其中，该分隔板与该第一接脚座与该中空架筒垂直相连。

11.如权利要求1所述的绕线架，其中，该绕线架还包括一第二分隔板，该第二分隔板与该中空架筒垂直相连，且用以分隔该各第一端口的铜线圈与该各第二端口的铜线圈。

12.如权利要求1所述的绕线架，其中，该中空套筒为长方体。

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