CN1402270A

CN1402270A - 用于换流器的变压器

Info

Publication number: CN1402270A
Application number: CN 01124152
Authority: CN
Inventors: 屈子铎; 许正家; 周永锦
Original assignee: Guoqi Electric Co Ltd
Current assignee: Guoqi Electric Co Ltd
Priority date: 2001-08-17
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2003-03-12

Abstract

一种用于换流器的变压器，包括一铁芯组，具有一第一铁芯部以及一第二铁芯部；一第一绕线架，具有一第一绕线部以及一第一中空部，该第一中空部用以容纳该第一铁芯部；一第二绕线架，实质上与该第一绕线架成平行配置，具有一第二绕线部以及一第二中空部，该第二中空部用以容纳该第二铁芯部；一次侧绕组线圈，缠绕于该第一绕线部；以及二次侧绕组线圈，缠绕于该第二绕线部。

Description

用于换流器的变压器

技术领域

本发明涉及一种变压器，特别是涉及一种适用于换流器电路，且可减小厚度的薄型高功率变压器。

背景技术

随着显示器技术的日新月异，液晶显示屏幕(LCD Monitor)由于其厚度较小，所占空间较少，且画质比传统的阴极射线管(CRT)屏幕稳定而不闪烁，因此已经成为目前市面常见的一种显示器。液晶显示屏幕中具有一背光模块，内含有高压驱动的灯管，作为背光系统的光源以进行显示。此种灯管一般是由换流器(inverter)来驱动，其内除具有驱动电路外，主要含有一高压变压器。为了尽可能缩小液晶显示屏幕的体积，换流器的变压器必须朝向薄型化的方向来设计。

现有用于换流器的变压器一般是将一次侧绕组线圈及二次侧绕组线圈缠绕在一中空的绕线架(bobbin)上，并在绕线架的中空部位插入铁芯而构成。图1a是显示现有的用于换流器的变压器的一实例；图1b则显示其缠绕有绕组的绕线架的断面示意图。

如图1a所示，现有用于换流器的变压器10具有一第一E字形铁芯30a、及一第二E字形铁芯30b。第一铁芯30a及第二铁芯30b可相互并合而形成一封闭磁路。现有的变压器又具有一绕线架50，其具有一次侧绕线窗510、二次侧绕线窗520，其两端并设有多个端子530用于连接绕组的导线及焊接至电路板。一次侧绕线窗510与二次侧绕线窗520之间突设有间隔515，且二次侧绕线窗520又分割成多个绕线区，彼此之间也突设有间隔525。

上述的绕线架结构中，如图1b所示，一次侧绕线窗510用以缠绕一次侧绕组线圈610，而二次侧绕线窗520用以缠绕二次侧绕组线圈620。由于二次侧绕组线圈620的线径较细且圈数较多，在缠绕多层的情况下，为避免上、下两层相邻导线的电压差过高而发生跳火(arcing)，故一般以间隔525分为数个二次侧绕线窗520。

然而，以上述现有用于换流器的变压器中，由于一次侧绕组线圈与二次侧绕组线圈均缠绕在同一绕线架上，因此可能产生下列的问题。

首先，由于一次侧绕线窗510的区域受限，且其线径较粗，因此若依变压器的需求而增加一次侧绕组线圈610的缠绕圈数，或是缠绕多组一次侧绕组线圈610时，会使其缠绕的厚度明显增大，而无法有效降低高度，因而造成变压器厚度无法减少的问题。

其次，若变压器的负载功率增加时，例如以单一变压器驱动两支以上的灯管时，在一次侧绕组线圈部分会产生明显的升温问题，因而可能会造成变压器过热的现象。若将一次侧绕组线圈的线径加粗，可稍解决升温的问题；然而，随此而增加的线圈厚度会使变压器的厚度更为增加，因此线径加粗并非解决此一问题的理想方式。

此外，在上述现有的变压器中，如需考虑缠绕于同一绕线架上的一次侧绕组线圈与二次侧绕组线圈的安规隔离(mains isolation)问题，则在高压绕组的耐压处理上难度较高，对于变压器的零件制造与成本方面均有较为不利的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于换流器的变压器，可解决上述厚度增加的问题，而达到薄型的需求。

本发明的另一目的在于提出一种用于换流器的变压器，可有效解决一次侧绕组线圈的升温问题，而在不增加厚度的条件下避免过热的发生，而达到高功率的需求。

本发明的另一目的在于提出一种用于换流器的变压器，可在绕线工法不改变的情况下兼顾安规隔离要求，且高压绕线组的耐压处理较为容易，线材的选择弹性大，且可使零件制造简单化，降低变压器的成本。

本发明的目的是这样实现的，即提供一种用于换流器的变压器，包括：一铁芯组，具有一第一铁芯部以及一第二铁芯部；一第一绕线架，具有一第一绕线部以及一第一中空部，该第一中空部用以容纳该第一铁芯部；一第二绕线架，实质上与该第一绕线架成平行配置，具有一第二绕线部以及一第二中空部，该第二中空部用以容纳该第二铁芯部；一次侧绕组线圈，缠绕于该第一绕线部；以及二次侧绕组线圈，缠绕于该第二绕线部。

上述的变压器中，铁芯组可以二U字形铁芯组合成UU结构，以一U字形铁芯与一I字形铁芯组合成UI结构，以二L字形铁芯组合成LL结构，以二E字形铁芯组合成EE结构，以一E字形铁芯与一I字形铁芯组合成EI结构，或以一U字形铁芯与一T字形铁芯组合成UT结构。

本发明还提供一种薄型高功率变压器，其用于一换流器中以驱动一放电灯管，包括：一第一U字形铁芯；一第二U字形铁芯；一第一绕线架，具有一第一中空部，用以插入该第一U字形铁芯的一部及该第二U字形铁芯的一部；一第二绕线架，实质上与该第一绕线架成平行配置，具有一第二中空部，用以插入该第一U字形铁芯的一部及该第二U字形铁芯的一部；一次侧绕组线圈，缠绕于该第一绕线架外侧；以及二次侧绕组线圈，缠绕于该第二绕线架外侧。

根据以上揭示的本发明的变压器，与现有变压器相比，本发明的一次侧绕组线圈缠绕在单一的第一绕线架上，其缠绕区域不受限于一次侧绕线窗，因此可减少一次侧绕组的卷绕层数，从而减小变压器的厚度，达到薄型化的目的。

又，根据本发明的变压器，即使加大一次侧绕组线圈的线径，也不会造成厚度明显增加的问题，可增加一次侧绕组线圈的线材选择弹性。

又，根据本发明的变压器，由于一次侧绕组线圈缠绕堆叠的情况减少，因此升温问题易于解决，可用以承载较高的功率。

又，根据本发明的变压器，由于一次侧绕组线圈与二次侧绕组线圈平行配置，彼此之间并无接触，因此可容易地兼顾安规隔离的要求。

又，根据本发明的变压器，由于一次侧绕组线圈与二次侧绕组线圈分别缠绕于第一绕线架与第二绕线架上，因此绕线空间变大，且使变压器的长度相对减小。

又，根据本发明的变压器，可使零件制造简单化，有效降低制造成本。

附图说明

图1a为一现有用于换流器的变压器的立体分解图；

图1b为上述现有变压器的绕线架缠绕一次与二次侧绕组线圈的侧视剖视图；

图2a为本发明用于换流器的变压器的立体分解图；

图2b为本发明变压器中一次侧绕组线圈部分的侧视剖视图；

图2c为本发明的变压器中二次侧绕组线圈部分的侧视剖视图；

图3a、图3b及图3c分别为三种铁芯组的组合结构的正视图；

图4a、图4b及图4c分别为其它铁芯组的组合结构的正视图。

具体实施内容

本发明的用于换流器的变压器的一较佳实施例，请参见图2a至图2c。如图2a所示，本发明的用于换流器的变压器100具有一第一绕线架110用于卷绕一次侧绕组线圈、一第二绕线架120用于卷绕二次侧绕组线圈、以及铁芯组130。第一绕线架110与第二绕线架120实质上成平行配置，其中分别设有一第一中空部112与一第二中空部122，同时其外侧分别设有绕线窗供绕缠一次侧绕组线圈与二次侧绕组线圈。为避免二次侧绕组产生跳火，第二绕线架120的绕线窗如图所示由多个间隔区分为多个绕线区。铁芯组130又包含一第一U字形铁芯130a及一第二U字形铁芯130b，其可自第一绕线架110与第二绕线架120的两端插入第一中空部112与第二中空部122，而组合形成一口字形封闭磁路。此处限定第一U字形铁芯130a及第二U字形铁芯130b容纳于第一中空部112内的部分合称为第一铁芯部C1，而第一U字形铁芯130a及第二U字形铁芯130b容纳于第二中空部122内的部分合称为第二铁芯部C2。

以下分别以图2b与图2c说明一次侧绕组线圈与二次侧绕组线圈。

如图2b所示，本发明的一次侧绕组线圈150缠绕于第一绕线架110上，其侧边具有第一绕线架110的第一端子115，且第一绕线架110中插入有铁芯组130的第一铁芯部C1。与现有的变压器相比，本发明的一次侧绕组线圈150缠绕而分布在单一的第一绕线架110上，其缠绕区域不受限于如现有结构一次侧绕线窗的小区域，因此厚度可以减少，且即使加大线径，也不会造成厚度明显增加的问题，可增加一次侧绕组线圈的线材选择弹性。在使用本发明结构的变压器中，一次侧绕组线圈较佳为仅卷绕二层，更佳的为仅卷绕单一层。由于一次侧绕组线圈缠绕堆叠的情况减少，因此升温问题易于解决，可用以承载较高的功率。

另外，如图2c所示，本发明的二次侧绕组线圈160缠绕于第二绕线架120上，其侧边具有第二绕线架120的第二端子125，且第二绕线架120中插入有铁芯组130的第二铁芯部C2。由于第一绕线架110与第二绕线架120需实质上成平行配置，因此第一铁芯部C1与第二铁芯部C2实质上也成平行配置，且使缠绕于绕线架上的一次侧绕组线圈150与二次侧绕组线圈160成平行。由于一次侧绕组线圈150与二次侧绕组线圈160成平行配置，彼此之间并无直接的接触，因此可容易地兼顾安规隔离的要求，易于进行耐压处理。

上述的配置中，由于一次侧绕组线圈150与二次侧绕组线圈160分别缠绕于第一绕线架110与第二绕线架120上，因此两者的绕线空间均变大，限制减少，且使变压器的整体长度可相对减小。同时，如图2a所示，由于第一绕线架110不需任何间隔，而第二绕线架120可做成固定间隔，不需如现有绕线架般分为第一侧绕线窗与第二侧绕线窗等两个区域，因此零件制造较为简单，可有效降低制造成本。

在此必须说明，图2a～图2c中所示本发明的铁芯组130，利用二个U字形铁芯组合成一如图3a的UU结构210的铁芯，其中接合处(图2b与图2c中铁芯组130中间的虚线)可以例如点胶的方式来进行接合。然而本发明的铁芯组130也可应用其他种类的形状及配置，只要具有二实质上互相平行的第一铁芯部与第二铁芯部即可。例如图3b及图3c所示的以二L字形铁芯组合成的LL结构220、以一U字形铁芯与一I字形铁芯组合成的UI结构230，以及图4a、图4b及图4c所示的以二E字形铁芯组合成的EE结构310、以一E字形铁芯与一I字形铁芯组合成的EI结构320、或以一U字形铁芯与一T字形铁芯组合成UT结构330，或是任何其他具有两平行部的铁芯组结构均可。

结合以上数个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内，仍可作少许的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种用于换流器的变压器，包括：

一铁芯组，具有一第一铁芯部以及一第二铁芯部；

一第一绕线架，具有一第一绕线部以及一第一中空部，该第一中空部用以容纳该第一铁芯部；

一第二绕线架，实质上与该第一绕线架成平行配置，具有一第二绕线部以及一第二中空部，该第二中空部用以容纳该第二铁芯部；

一次侧绕组线圈，缠绕于该第一绕线部；以及

二次侧绕组线圈，缠绕于该第二绕线部。

2.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该铁芯组包括二U字形铁芯。

3.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该铁芯组包括一U字形铁芯与一I字形铁芯。

4.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该铁芯组包括二L字形铁芯。

5.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该铁芯组包括二E字形铁芯。

6.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该铁芯组包括一E字形铁芯与一I字形铁芯。

7.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该铁芯组包括一U字形铁芯与一T字形铁芯。

8.如权利要求1所述的用于换流器的变压器，其中该一次侧绕组线圈仅缠绕至多二层。

9.一种薄型高功率变压器，其用于一换流器中以驱动一放电灯管，包括：

一第一U字形铁芯；

一第二U字形铁芯；

一第一绕线架，具有一第一中空部，用以插入该第一U字形铁芯的一部及该第二U字形铁芯的一部；

一第二绕线架，实质上与该第一绕线架成平行配置，具有一第二中空部，用以插入该第一U字形铁芯的一部及该第二U字形铁芯的一部；

一次侧绕组线圈，缠绕于该第一绕线架外侧；以及

二次侧绕组线圈，缠绕于该第二绕线架外侧。

10.如权利要求9所述的薄型高功率变压器，其中该一次侧绕组线圈仅缠绕至多二层。