CN208027874U - 变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变压器包括绕线架、第一磁芯、第二磁芯及多个线圈。绕线架包括具有磁芯中孔的中空绕线部、具有磁芯边孔的侧边绕线部。第一磁芯包括第一磁芯中柱及第一磁芯侧柱。第二磁芯包括第二磁芯中柱及第二磁芯侧柱。第一与第二磁芯中柱分别插入磁芯中孔，第一与第二磁芯侧柱分别插入磁芯边孔，且第一磁芯侧柱的顶面与第二磁芯侧柱的顶面存在间隙。线圈缠绕中空绕线部，且线圈的其中一圈缠绕中空绕线部及侧边绕线部。本实用新型提供的变压器可轻易调整变压器的耦合状态，减少线圈匝数，降低生产成本。

Description

变压器

技术领域

本实用新型涉及一种变压器，尤其涉及一种可调整耦合状态的变压器。

背景技术

变压器(transformer)是一种用来升高或降低交流电压的电子元件。简单而言是在一个闭合磁芯(也称铁芯)上缠绕有初级线圈(也称原边绕组)和次级线圈(也称副边绕组)。当初级线圈通过交流电流时，磁芯中产生磁通量，而此磁通量使得次级线圈产生感应电流。

一般现有的变压器的架构主要是由一绕线架突设有数间隔，将一次侧绕组线圈(primary coil)及二次侧绕组线圈(secondary coil)分别相隔缠绕在绕线架上，以分别形成激磁线圈与感应线圈。此外，绕线架更具有一中空部，供相吻合的磁芯(也称铁芯)由该中空部两侧插置，并分别于该绕线架两侧设有引线端子，使该激磁线圈与感应线圈各通过该引线端子与外部电路连接。然而由于实际变压器的激磁线圈与感应线圈在磁通交连上无法完全耦合，致使实际变压器无法避免地产生泄漏磁通，且往往因为绕线结构的些微变化，而影响变压器的耦合状态，因而导致大量生产时，变压器的耦合状态不易控制。一旦经测试不符合规定时，成品变压器常需重绕甚至整组报废，如此即导致制造成本的大幅增加。

实用新型内容

本实用新型是针对一种变压器，其可轻易调整变压器的耦合状态，减少线圈匝数，降低生产成本。

本实用新型的一种变压器，包括绕线架、第一磁芯、第二磁芯及多个线圈。绕线架包括具有磁芯中孔的中空绕线部、具有磁芯边孔的侧边绕线部。第一磁芯包括第一磁芯中柱以及第一磁芯侧柱。第二磁芯包括第二磁芯中柱以及第二磁芯侧柱，其中第一磁芯中柱与第二磁芯中柱分别插入磁芯中孔，第一磁芯侧柱与第二磁芯侧柱分别插入磁芯边孔，且第一磁芯侧柱的顶面与第二磁芯侧柱的顶面之间存在间隙。线圈缠绕中空绕线部，且线圈中的至少其中之一的至少其中一圈缠绕中空绕线部及侧边绕线部。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一磁芯还包括第一导磁体以及多个第一磁芯边柱，第一磁芯中柱、第一磁芯侧柱以及第一磁芯边柱连接第一导磁体，且第一磁芯边柱分别设置于第一磁芯中柱与第一磁芯侧柱的相对两侧。

在本实用新型的一实施例中，上述的各第一磁芯边柱的高度大于第一磁芯侧柱的高度。

在本实用新型的一实施例中，上述的第一磁芯侧柱以及第一磁芯中柱的顶面的面积的和大于第一磁芯边柱的顶面的面积的和。

在本实用新型的一实施例中，上述的第二磁芯还包括第二导磁体以及多个第二磁芯边柱，第二磁芯中柱、第二磁芯侧柱以及第二磁芯边柱连接第二导磁体，且第二磁芯边柱分别设置于第二磁芯中柱与第二磁芯侧柱的相对两侧，第一磁芯边柱的其中之一的顶面与第二磁芯边柱的其中之一的顶面接触。

在本实用新型的一实施例中，上述的各第二磁芯边柱的高度大于第二磁芯侧柱的高度。

在本实用新型的一实施例中，上述的第二磁芯侧柱以及第二磁芯中柱的顶面的面积的和大于第二磁芯边柱的顶面的面积的和。

在本实用新型的一实施例中，上述的绕线架还包括上板部以及下板部。上板部包括第一表面，下板部包括第二表面，磁芯中孔以及磁芯边孔连通第一表面以及第二表面。第一磁芯设置于第一表面，且第二磁芯设置于第二表面。磁芯中孔以及磁芯边孔分别贯穿该本体的中间区域以及边缘区域，以连通第一表面以及第二表面。

在本实用新型的一实施例中，上述的绕线架还包括本体以及侧板，本体包括中空绕线部以及侧边凹口，侧板设置于本体的侧边并与侧边凹口共同定义出磁芯边孔。

在本实用新型的一实施例中，上述的绕线架还包括多个引线端子组，设置于绕线架，线圈分别连接引线端子组，各引线端子组包括多个电端子，线圈分别与电端子电连接。

基于上述，在本实用新型的实施例的变压器中，第一磁芯可包括第一磁芯中柱以及第一磁芯侧柱，相应地，第二磁芯可包括第二磁芯中柱以及第二磁芯侧柱。如此，第一磁芯以及第二磁芯穿过且容纳于绕线架的中空绕线部与侧边绕线部内，以使第一磁芯与第二磁芯相互结合形成完整的磁通路。在绕线架的磁芯边孔内，第一磁芯侧柱的顶面与第二磁芯侧柱的顶面之间存在间隙。并且，至少一线圈的至少其中一圈缠绕中空绕线部及侧边绕线部。如此配置，本实用新型的实施例的变压器可通过调整第一磁芯侧柱的顶面与第二磁芯侧柱的顶面之间的间隙的大小来改变一次侧线圈与二次侧线圈之间的耦合系数。因此，本实用新型的实施例的变压器的耦合系数可依需求微调。举例而言，可依据需求来调整及设计第一磁芯侧柱与第二磁芯侧柱的高度以得到符合需求的耦合状态。

为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本实用新型，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本实用新型的实施例，并与描述一起用于解释本实用新型的原理。

图1是依照本实用新型的一实施例的一种变压器的元件分解示意图。

图2是依照本实用新型的一实施例的一种变压器的立体示意图。

图3是图2的变压器沿着A-A’线的剖面示意图。

图4是图2的变压器沿着B-B’线的剖面示意图。

图5是依照本实用新型的一实施例的一种变压器的部分构件上视示意图。

附图标号说明：

100：变压器

110：绕线架

1101：本体

1102：侧板

112：中空绕线部

1121：磁芯中孔

114：侧边绕线部

1141：磁芯边孔

116：上板部

1161：第一表面

118：下板部

1181：第二表面

117：侧边凹口

120：第一磁芯

122：第一导磁体

124：第一磁芯中柱

126：第一磁芯侧柱

128：第一磁芯边柱

130：第二磁芯

132：第二导磁体

134：第二磁芯中柱

136：第二磁芯侧柱

138：第二磁芯边柱

1241、1341、1261、1361、1281、1381：顶面

140：线圈

142：一次侧线圈

144：二次侧线圈

119：引线端子组

1191：第一引线端子组

1192：第二引线端子组

G1：间隙

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图的各实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本实用新型。并且，在下列各实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号。

图1是依照本实用新型的一实施例的一种变压器的元件分解示意图。图 2是依照本实用新型的一实施例的一种变压器的立体示意图。请参照图1及图2，在本实施例中，变压器100包括绕线架110、第一磁芯120、第二磁芯 130及如图3所示的多个线圈140。绕线架110包括中空绕线部112、侧边绕线部114、第一表面1161以及相对于第一表面1161的第二表面1181。在本实施例中，中空绕线部112可例如设置于绕线架110的中间区域并具有磁芯中孔1121，而侧边绕线部114则可位于绕线架110的侧边区域并具有磁芯边孔1141。详细而言，绕线架110更包括上板部116以及下板部118，其中，上板部116与下板部118分别设置于中空绕线部112的相对两端。第一表面 1161即可为上板部116的上表面，而第二表面1181则为下板部118的下表面。磁芯中孔1121不仅贯穿中空绕线部112，并贯穿上板部116与下板部118 以连通第一表面1161以及第二表面1181。磁芯边孔1141位于绕线架110的侧边区域并分别贯穿上板部116与下板部118以连通第一表面1161以及第二表面1181。

进一步而言，绕线架110更包括本体1101以及侧板1102。本体1101包括前述的上板部116、中空绕线部112、下板部118以及侧边凹口117。详细来说，上板部116与下板部118各包括侧边凹口117，而侧板1102则设置于本体1101的侧边，以与上板部116及下板部118的侧边凹口117共同定义出前述的磁芯边孔1141。如此配置，磁芯中孔1121以及磁芯边孔1141分别贯穿本体1101的中间区域以及边缘区域，以连通第一表面1161以及第二表面 1181。在其他实施例中，绕线架110也可为一体成型，也就是绕线架110可无须通过本体1101与侧板1102的卡合来共同定义出如图2所示的磁芯边孔 1141，而是直接形成具有磁芯中孔1121与磁芯边孔1141的结构。本实施例仅用以举例说明而并不以此为限。

在本实施例中，第一磁芯120设置于绕线架110的第一表面1161，并且，第一磁芯120可包括第一导磁体122、第一磁芯中柱124以及第一磁芯侧柱126。第一磁芯中柱124以及第一磁芯侧柱126连接第一导磁体122。具体来说，第一磁芯中柱124设置于第一导磁体122的中间区域，其设置位置对应于中空绕线部112的磁芯中孔1121，并突出于第一导磁体122。第一磁芯侧柱126则设置于第一导磁体122的侧边区域，其设置位置对应于侧边绕线部 114的磁芯边孔1141，并突出于第一导磁体122。

在本实施例中，第一磁芯120与第二磁芯130的结构可彼此互为镜像结构。相应地，第二磁芯130设置于第二表面1181并包括第二导磁体132、第二磁芯中柱134以及第二磁芯侧柱136。第二磁芯中柱134以及第二磁芯侧柱136连接第二导磁体132。具体来说，第二磁芯中柱134设置于第二导磁体132的中间区域，其设置位置对应于中空绕线部112的磁芯中孔1121，并突出于第二导磁体132。第二磁芯侧柱136则设置于第二导磁体132的侧边区域，其设置位置对应于侧边绕线部114的磁芯边孔1141，并突出于第二导磁体132。

图3是图2的变压器沿着A-A’线的剖面示意图。图4是图2的变压器沿着B-B’线的剖面示意图。图5是依照本实用新型的一实施例的一种变压器的部分构件上视示意图。在此须说明的是，为了更清楚地显示线圈140与绕线架110之间的缠绕关系，图5的变压器100省略显示了第一磁芯120，并且，图5的线圈140以虚线显示。请先参照图1、图3及图5，如上述的配置，第一磁芯120与第二磁芯130分别设置于绕线架110的第一表面1161与第二表面1181上。具体而言，第一磁芯120的第一磁芯中柱124与第二磁芯130的第二磁芯中柱134分别由上板部116与下板部118插入中空绕线部112的磁芯中孔1121内，而第一磁芯120的第一磁芯侧柱126与第二磁芯130的第二磁芯侧柱136则分别由上板部116与下板部118插入磁芯边孔1141内。并且，在磁芯边孔1141内，第一磁芯侧柱126的顶面1261与第二磁芯侧柱136的顶面1361之间存在间隙G1(如图3所示)。

请参照图1及图4，在本实施例中，第一磁芯120更可包括多个第一磁芯边柱128(显示为两个)，其分别设置于第一磁芯中柱124与第一磁芯侧柱126所连成的轴线的相对两侧。相应地，第二磁芯130更可包括多个第二磁芯边柱138，其分别设置于第二磁芯中柱134与第二磁芯侧柱136所连成的轴线的相对两侧。当第一磁芯120与第二磁芯130分别设置于绕线架110 的第一表面1161与第二表面1181上时，第一磁芯边柱128的顶面1281与第二磁芯边柱138的顶面1381可如图4所示的彼此接触。因此，第一磁芯边柱 128的高度可大体上大于第一磁芯侧柱126的高度，且第二磁芯边柱138的高度大体上大于第二磁芯侧柱136的高度。如此配置，当第一磁芯120与第二磁芯130分别设置于绕线架110的第一表面1161与第二表面1181上时，第一磁芯边柱128的顶面1281与第二磁芯边柱138的顶面1381会彼此接触，而第一磁芯侧柱126的顶面1261与第二磁芯侧柱136的顶面1361之间则存在间隙G1。如此配置，第一磁芯120以及第二磁芯130分别穿过并容纳于绕线架110的中空绕线部112与侧边绕线部114内，并使第一磁芯120与第二磁芯130相互结合形成完整的磁通路。在本实施例中，当第一磁芯120与第二磁芯130分别设置于绕线架110的第一表面1161与第二表面1181上时，第一磁芯中柱124的顶面与第二磁芯中柱134的顶面可在磁芯中孔1121内彼此接触，也可在彼此之间维持间隙。

请参照图3及图5，线圈140如图5所示的缠绕中空绕线部112，并且，该些线圈140中的至少其中之一中的至少其中一圈会同时缠绕中空绕线部 112以及侧边绕线部114。具体而言，线圈140可包括一次侧线圈142以及二次侧线圈144，其中，一次侧线圈142和/或二次侧线圈144中的至少其中一圈会以中空绕线部112及侧边绕线部114共同作为缠绕中心来进行缠绕。在本实施例中，一次侧线圈142可被定义为激磁线圈，而二次侧线圈144则被定义为感应线圈。须说明的是，图3及图5的实施例是以二次侧线圈144中的至少其中一圈来共同缠绕中空绕线部112及侧边绕线部114，然而，本实施例仅用以举例说明而并不以此为限。在本实施例中，二次侧线圈144可直接缠绕于一次侧线圈142上，反之亦然，也就是说，一次侧线圈142与二次侧线圈144之间可无须隔离。然而，在其他实施例中，一次侧线圈142与二次侧线圈144之间亦可间隔有绝缘层(例如：绝缘胶带)。举例来说，在一次侧线圈142缠绕完成后，可例如先以绝缘胶带缠绕于一次侧线圈142外后再缠绕二次侧线圈144。或者可以通过漆包线的形式，也就是以绝缘漆包覆一次侧线圈142与二次侧线圈144的外表面，以对一次侧线圈142与二次侧线圈144进行隔离。当然，上述实施例仅用以举例说明，本实用新型并不限制一次侧线圈142与二次侧线圈144的缠绕形式。

在电路中，为表示元件间耦合的松紧程度，一般会将两个电感组件之间实际的互感(绝对值)与其最大极限值的比值定义为耦合系数，因此，本实施例的变压器100可通过调整第一磁芯侧柱126的顶面1261与第二磁芯侧柱136的顶面1361之间的间隙G1的大小来改变一次侧线圈142与二次侧线圈 144之间的耦合系数，如此，本实施例的变压器100的耦合系数可依需求微调。举例而言，可通过调整及设计第一磁芯侧柱126与第二磁芯侧柱136的高度以得到符合需求的耦合状态。

在本实施例中，第一磁芯中柱124的顶面1241的面积大体上约可等于所有第一磁芯边柱128的顶面1281的面积的和。因此，第一磁芯中柱124以及第一磁芯侧柱126的顶面1241、1261的面积的和大体上会大于所有第一磁芯边柱128的顶面1281的面积的和。相应地，第二磁芯中柱134的顶面1341 的面积大体上约可等于所有第二磁芯边柱138的顶面1381的面积的和。因此，第二磁芯中柱134以及第二磁芯侧柱136的顶面1341、1361的面积的和大体上会大于所有第二磁芯边柱138的顶面1381的面积的和。

请参照图1及图3，在本实施例中，绕线架110更可包括多个引线端子组119，其设置于绕线架110的下板部118上，而上述的多个线圈140则分别连接引线端子组119。在本实施例中，引线端子组119可包括多个电端子，分别往第二表面1181的方向延伸并与线圈140电连接。举例而言，引线端子组119可包括第一引线端子组1191与第二引线端子组1192，而一次侧线圈 142与二次侧线圈144可分别连接第一引线端子组1191与第二引线端子组 1192。第一引线端子组1191与第二引线端子组1192可各包括多个电端子，其分别往第二表面1181的方向延伸并分别与一次侧线圈142与二次侧线圈 144电连接。

综上所述，在本实用新型实施例的变压器中，第一磁芯可包括第一磁芯中柱以及第一磁芯侧柱，相应地，第二磁芯可包括第二磁芯中柱以及第二磁芯侧柱。第一磁芯以及第二磁芯分别设置于绕线架的第一表面与第二表面上并穿过且容纳于绕线架的中空绕线部与侧边绕线部内，以使第一磁芯与第二磁芯相互结合形成完整的磁通路。此时，在绕线架的磁芯边孔内，第一磁芯侧柱的顶面与第二磁芯侧柱的顶面之间存在间隙。并且，至少一线圈的至少其中一圈缠绕中空绕线部及侧边绕线部。

如此配置，本实用新型实施例的变压器可通过调整第一磁芯侧柱的顶面与第二磁芯侧柱的顶面之间的间隙的大小来改变一次侧线圈与二次侧线圈之间的耦合系数。因此，本实用新型实施例的变压器的耦合系数可依需求微调。举例而言，可依据需求来调整及设计第一磁芯侧柱与第二磁芯侧柱的高度以得到符合需求的耦合状态，而无须通过增加线圈匝数来达到符合需求的耦合状态，也就是说，本实用新型实施例的变压器可有效减少所须的线圈匝数并可轻易地调整变压器的耦合状态，进而能降低变压器的生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于，包括：

绕线架，包括具有磁芯中孔的中空绕线部以及具有磁芯边孔的侧边绕线部；

第一磁芯，包括第一磁芯中柱以及第一磁芯侧柱；

第二磁芯，包括第二磁芯中柱以及第二磁芯侧柱，其中所述第一磁芯中柱与所述第二磁芯中柱分别插入所述磁芯中孔，所述第一磁芯侧柱与所述第二磁芯侧柱分别插入所述磁芯边孔，且所述第一磁芯侧柱的顶面与所述第二磁芯侧柱的顶面之间存在间隙；以及

多个线圈，缠绕所述中空绕线部，且所述多个线圈中的至少其中之一的至少其中一圈缠绕所述中空绕线部及所述侧边绕线部。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第一磁芯还包括第一导磁体以及多个第一磁芯边柱，所述第一磁芯中柱、所述第一磁芯侧柱以及所述多个第一磁芯边柱连接所述第一导磁体，且所述多个第一磁芯边柱分别设置于所述第一磁芯中柱与所述第一磁芯侧柱的相对两侧。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，各所述第一磁芯边柱的高度大于所述第一磁芯侧柱的高度。

4.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述第一磁芯侧柱以及所述第一磁芯中柱的顶面的面积的和大于所述多个第一磁芯边柱的顶面的面积的和。

5.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述第二磁芯还包括第二导磁体以及多个第二磁芯边柱，所述第二磁芯中柱、所述第二磁芯侧柱以及所述多个第二磁芯边柱连接所述第二导磁体，且所述多个第二磁芯边柱分别设置于所述第二磁芯中柱与所述第二磁芯侧柱的相对两侧，所述多个第一磁芯边柱的其中之一的顶面与所述多个第二磁芯边柱的其中之一的顶面接触。

6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，各所述第二磁芯边柱的高度大于所述第二磁芯侧柱的高度。

7.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，所述第二磁芯侧柱以及所述第二磁芯中柱的顶面的面积的和大于所述多个第二磁芯边柱的顶面的面积的和。

8.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绕线架还包括上板部以及下板部，所述上板部包括第一表面，所述下板部包括第二表面，所述磁芯中孔以及所述磁芯边孔连通所述第一表面以及所述第二表面，所述第一磁芯设置于所述第一表面，且所述第二磁芯设置于所述第二表面，所述磁芯中孔以及所述磁芯边孔分别贯穿本体的中间区域以及边缘区域，以连通所述第一表面以及所述第二表面。

9.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绕线架还包括本体以及侧板，所述本体包括所述中空绕线部以及侧边凹口，所述侧板设置于所述本体的侧边并与所述侧边凹口共同定义出所述磁芯边孔。

10.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述绕线架还包括多个引线端子组，分别设置于所述绕线架，所述多个线圈分别连接所述多个引线端子组，各所述引线端子组包括多个电端子，所述多个线圈分别与所述多个电端子电连接。