TW201225118A - Magnetic device and assembling method thereof - Google Patents

Description

201225118 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [_纟案係關於-種磁性元件及組裳方法，尤指一種無需使 用繞線架之磁性元件及其組裝方法。 【先前技術】 剛—般而言，各式電紐備中經常使科多磁性元件，例 如變壓器、電感疋件等’而為了因應電器設備之薄型化 與不斷提幵功政之设计需求，導致電器設備内之元件密 Ο 可設計空間 曰趨縮小，故如何縮小磁性元件體積、 提昇元件功效並同時減少其製造組裝成本，乃成為當前 磁性元件設計土之重要課題β以變壓器為例，請參閱第 一圖，其係為習用變壓器之結構示意圖。該變壓器1係由 繞線架11、磁芯組1 2以及線圈1 3所組成。其中，繞線架 11具有繞線槽111 ,用以供線圈13繞設於其上，且在繞線 架11中具有一貫穿通道112。磁芯組12係為ΕΕ型磁芯， 且包括第一磁芯部件121及第二磁芯部件1 22，其中第一 ◎ 磁芯部件121及第二域芯部件122之中間區域及兩端分別 具有同側凸出之中柱121a、122a及側柱121b、122b » [0003] 當變壓器1進行組裝時，首先係將第一磁芯部件121之中 柱121a以及第二磁芯部件122之中柱122a分別對應於繞 線架11之貫穿通道112，並將中柱121a、122a容設於貫 穿通道112内，以使第一磁芯部件121之侧柱121b與第二 磁芯部件122之側柱122b相互對應組裝，並藉由設置於繞 線架11上之線圈13與第一磁芯部件121及第二磁芯部件 122之間的電磁感應，使線圈13產生感應電壓。 099142484 表單編號A0101 第3頁/共22頁 0992073728-0 201225118 [0004] 習用變壓器1因使用EE型磁芯，無法藉由繞線機具直接將 線圈13繞設於第一磁芯部件121或第二磁芯部件122之中 柱121a、122a上，因此必須搭配使用繞線架11，並藉由 將線圈1 3繞設於繞線架11方能與磁芯組1 2組合而完成組 裝。然而，使用繞線架會導致變壓器之製造成本增加、 組裝及散熱不易等問題，此外，由於繞線架之體積較大 ，因而導致變壓器之可繞線圈數相對減少以及降低其窗 口利用率。 【發明内容】 [0005] 本案之目的為提供一種磁性元件及其組裝方法，其係改 良習用變壓器之磁芯組結構，使導電繞組可利用繞線機 具直接繞設於磁芯組之中柱上而無需使用繞線架，並且 可降低變壓器之製造成本、簡化組裝製程、提升散熱功 效、使變壓器可繞線圈數相對增加以及提升變壓器之窗 口利用率。 [0006] 為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種磁 性元件，包括磁芯組及至少一個導電繞組。磁芯組至少 包括第一磁芯部件，具有第一磁板、第一邊柱及第二邊 柱，該第一邊柱與第二邊柱係彼此相對地設置於第一磁 板之一側，以構成一容置空間；以及第二磁芯部件，具 有第二磁板及中柱，該中柱係連接第二磁板且設置於容 置空間内。至少一導電繞組係直接繞設於第二磁芯部件 之中柱上。 [0007] 為達上述目的，本案之另一較廣義實施態樣為提供一種 磁性元件之組裝方法，至少包括下列步驟：提供一磁芯 099142484 表單編號A0101 第4頁/共22頁 0992073728-0 201225118 組，該磁·芯組包括第一磁芯部件及第二磁芯部件，其中 [0008] 〇 ，第一磁芯部件具有第一磁板、第一邊柱及第二邊柱， 第二磁芯部件具有第二磁板與中柱；提供至少一導電繞 組，將該至少一導電繞組直接繞設於第二磁芯部件之中 柱上；以及將第一磁芯部件與第二磁芯部件組合，且使 第二磁芯部件之中柱設置於第一磁芯部件之第一邊柱以 及第二邊柱之間，俾完成一磁性元件組裝。 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明 中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有 各種的變化，然其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明 及圖示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。 [0009] 請參閱第二圖A、B及C，其中第二圖A係為本案較佳實施 例之磁性元件示意圖；第二圖B係為第二圖A中之磁芯組 結構爆炸示意圖；第二圖C係為第二圖A中之磁芯組結構 另一視角之爆炸示意圖。該磁性元件係為變壓器，該變 ❹ 壓器2包括磁芯組21以及複數個導電繞組22。磁芯組21包 括第一磁芯部件211及第二磁芯部件212，其中第一磁芯 部件211具有第一磁板211a、第一邊柱211b及第二邊柱 211c，且第一邊柱211b與第二邊柱211c係彼此相對地設 置於第一磁板21 la之一側，以構成一容置空間21 Id，而 第二磁芯部件212具有第二磁板212a及中柱212b，且中 柱212b連接第二磁板212a並設置於第一磁芯部件211之 容置空間21 Id内。複數個導電繞組22係直接繞設於第二 磁芯部件之中柱212b上且其包括至少一初級導電繞組221 099142484 表單編號A0101 第5頁/共22頁 0992073728-0 201225118 [0010] [0011] [㈤ 12] 099142484 與至少一次級導電繞組2 2 2。於本實施例+，,複數個導電 繞組2 2係由例如銅箔所製成，但不以此為限。 於本實施例中，第一磁芯部件211之第一磁板211a、第一 邊柱211b及第二邊柱211c可為一體成型，且第二磁芯部 件212之第二磁板212a及中柱212b可為一體成型。第一 磁芯部件211之第一磁板2113與第二磁芯部件2丨2之第二 磁板212 a係分別以扇形板體為較佳。第二磁芯部件212之 中柱212b係以圓柱體為較佳，但不以此為限。於本實施 例中，第一磁芯部件211係架構為一 u字形，而第二磁芯 部件212係架構為一 τ字形，但不以此為限。 請再參閱第二圖A~C所示，於本實施例中，變壓器2之初 級導電繞組221與次級導電繞組222係彼此絕緣且重疊地 繞設於第二磁芯部件212之中柱212b上。變壓器2更包括 第一組接腳23以及第二組接腳24，且第一組接腳23與初 級導電繞組221連接，而第二組接腳24與次級導電繞組 222連接。 請參閱第二圖D及E，其中第二圖d係為第二圖b之組合結 構不意圖；第二圖E係為第二圖D於A截面之截面示意圖。 於本實施例中，第二磁芯部件212之中柱212b具有一中心 線P，該中心線P至第一邊柱2nb具有一距離Di，中心線p 至第二邊柱211c具有一距離[>2，其中距離卜與]^係實質 上為等距離，即D〗=D2。另外，第一磁芯部件211與第二 磁芯部件212對應組合後，第二磁芯部件212之中柱212b 之自由端面212c與第一磁芯部件211之第一磁板2118間 可形成一氣隙距離m，且該氣隙距離m可依據中柱212b之 表單編號A0101 第6頁/共22頁 0992073728-0 201225118 [0013] Ο

[0014] 長度\而改變，用以調整變壓器2之電磁耦合特性或漏電 感的大小。於另一些實施例中，第一磁芯部件211與第二 磁芯部件212對應組合後，第二磁芯部件212之中柱212b 之自由端面212c係與第一磁芯部件211之第一磁板211a 接觸而無形成氣隙。 請參閱第三圖A及B，其中第三圖A係為本案另一較佳實施 例之磁性元件示意圖；第三圖B係為第三圖A之散熱器結 構示意圖。於本實施例中，該磁性元件係為變壓器，且 該變壓器2更包括一散熱器25，該散熱器25包括一底板 251及一側板252，其中底板251具有容置槽251a，用以 容置複數個導電繞組22之一部分，而側板252具有開口 2 52a，用以選擇性地使第一組接腳23或第二組接腳24由 此開口 252a出線。散熱器25之底板251與側板252上係塗 佈絕緣黏著元件26，磁芯組21係分別對應設置於底板251 及側板252上，藉此使磁芯組21固定於散熱器25上，以達 到輔助散熱的效果。於本實施例中，絕緣黏著元件26係 以絕緣黏膠為較佳，且不以此為限。 請參閱第四圖，其係為本案較佳實施例之磁性元件之組 裝方法流程圖。變壓器2之組裝方法至少包括下列步驟， 首先，如步驟31所示，提供一磁芯組21，該磁芯組21包 括第一磁芯部件211及第二磁芯部件212，其中第一磁芯 部件211具有第一磁板211a、第一邊柱211b及第二邊柱 211c，第二磁芯部件212具有第二磁板212a與中柱212b 。接著，如步驟32所示，提供至少一導電繞組22，並將 至少一導電繞組22直接繞設於第二磁芯部件212之中柱 099142484 表單編號A0101 第7頁/共22頁 0992073728-0 201225118 21 2b上。最後，如步驟所示，將第一磁芯部件211與第 〇 二磁芯部件212組合，且使第二磁芯部件212之中柱212b 設置於第一磁芯部件211之第一邊柱211a及第二邊柱 21 lb之間，如此俾完成變壓器2組裝。 [0015] 於一些實施例中，變壓器2之組裝方法更可包括提供一散 熱器25且將磁芯組21以絕緣黏著元件26固定於散熱器25 上，如此俾完成變壓器2組裝。 [0016] 以上實施例係以變壓器為例，說明本案磁性元件之構造 及其組裝方法。當然，本案磁性元件亦可為電感器，此 時，磁性元件僅有一導電繞組即可。 [0017] 綜上所述，本案提供一種磁性元件及其組裝方法，其係 使用UT型磁芯組結構，使導電繞組可利用繞線機具直接 繞設於T字形磁芯部件之中柱上而無需使用繞線架，並且 可降低磁性元件之製造成本、簡化組裝製程、提升散熱 功效、使磁性元件可繞線圈數相對增加以及提升磁性元 件之窗口利用率。另外，本案磁性元件I包括一散熱器 ，並使磁芯組固定於散熱器上，藉此達到輔助散熱的效 果。 [0018] 縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技 藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專 利範圍所欲保護者。 【圖式簡單說明】 [0019] 第一圖：係為習用變壓器之結構示意圖。 [0020] 第二圖A :係為本案較佳實施例之磁性元件示意圖。 099142484 表單編號A0101 第8頁/共22頁 0992073728-0 201225118 [0021] 第二圖B : [0022] 第二圖C : 意圖。 [0023] 第二圖D : [0024] 第二圖E : [0025] 第三圖A : 係為第二圖A之磁芯組結構爆炸示意圖。 係為第二圖A之磁芯組結構另一視角之爆炸示 係為第二圖B之組合結構示意圖。 係為第二圖D於A截面之截面示意圖。 係為本案另一較佳實施例之磁性元件示意圖。 [0026] 第三圖B :係為第三圖A之散熱器結構示意圖 〇 [0027] 第四圖：係為本案較佳實施例之磁性元件之組裝方法流 程圖。 【主要元件符號說明】 [0028] 1 :習用變壓器 11 :繞線架 111 :繞線槽 112 :貫穿通道 1 2 :磁芯組 121 :第一磁芯部件 121a :中柱 121b :側柱 122 :第二磁芯部件 122a :中柱 1221):侧柱 13 :線圈 2 :變壓器 21 :磁芯組 211 :第一磁芯部件 211a :第一磁板 211b :第一邊柱 211c :第二邊柱 211 d :容置空間 212 :第二磁芯部件 212a :第二磁板 212b :中柱 212c:自由端面 A :截面 22 :導電繞組 221 :初級導電繞組 222 :次級導電繞組 2 3 :第一組接聊 表單編號A0101 第9頁/共22頁 0992073728-0 099142484 2 4 :第二組接腳 25 :散熱器 251 :底板 251a :容置槽 252 :側板 2 52a :開口 26 :絕緣黏著元件 m:氣隙距離 ':中心線至第一邊柱之距離 d2 :中心線至第二邊柱之距離 \:中柱之長度 P :中心線 S, ~ S q :磁性元件之組裝步驟 1 〇 201225118 099142484 表單編號A0101 第10頁/共22頁 0992073728-0

Claims (1)

1. 201225118 七、申請專利範圍： 1 . 一種磁性元件，包括： 一磁芯組，包括： 一第一磁；^部件，具有一第一磁板、一第一邊 柱及一第二邊柱，該第一邊柱與該第二邊柱係彼此相對地 設置於該第一磁板之一側，以構成一容置空間；以及 一第二磁芯部件，具有一第二磁板及一中柱， 該中柱係連接該第二磁板且設置於該容置空間内；以及 至少一導電繞組，係直接繞設於該第二磁芯部件之 η 該中柱上。 2 .如申請專利範圍第1項所述之磁性元件，其中該第一磁板 、該第一邊柱及該第二邊柱係為一體成型，該第二磁板及 該中柱係為一體成型。 3 .如申請專利範圍第1項所述之磁性元件，其中該磁性元件 為一電感器。 4 .如申請專利範圍第1項所述之磁性元件，其中該第一磁芯 部件係架構為一U字形，且該第二磁芯部件係架構為一Τ字 Ο 形。 5 .如申請專利範圍第1項所述之磁性元件，其中該至少一導 電繞組係由銅箔製成。 6 .如申請專利範圍第1項所述之磁性元件，其中該磁性元件 為變壓器，且該至少一導電繞組包括至少一初級導電繞組 及至少一次級導電繞組。 7 .如申請專利範圍第6項所述之磁性元件，其更包括一第一 組接腳以及一第二組接腳，分別與該初級導電繞組以及該 099142484 表單編號Α0101 第11頁/共22頁 0992073728-0 201225118 次級導電繞組連接。 8 ·如申請專利範圍第丨或6項所述之磁性元件，其更包括一散 熱器，且該磁芯組係以-絕緣黏著元件固定於該散熱器I .如申請專利範圍第8項所述之磁性元件，其中該散熱器包 括一底板及一側板，其中該底板具有一容置槽，用以容置 該導電繞組之-部分’而該側板具有―開口，用以選擇性 地使該第一組接腳或該第二組接腳由該開口出線。 10 .如申請專利範圍第6項所述之磁性元件，其中該初級導電 繞組與該次級導電繞組係彼此絕緣且重疊地繞設於該第二 磁芯部件之該中柱。 11 .如申請專利範圍第丨項所述之磁性元件，其中該第二磁尨 部件之該中柱係為一圓柱體。 12 .如申請專利範圍第i項所述之磁性元件，其中該第一磁芯 部件之該第一磁板與該第二磁芯部件之該第二磁板分別為 —扇形板體。 13 .如申請專利範圍第！項所述之^性元件，其中該第一磁芯 部件與該第二磁芯部件對應組合後，該第二磁芯部件之中 柱之一自由端面與該第一磁芯部件之第—磁板間形成一氣 隙距離，且該氣隙距離依據該中柱之長度而改變。 14 _如申請專利範圍第i項所述之磁性元件，其中該第—磁芯 邛件與S玄第二磁芯部件對應組合後，該第二磁芯部件之中 柱之一自由端面係與該第一磁芯部件之第一磁板接觸而無 形成氣隙。 種磁性元件之組裝方法，至少包含步驟： 099142484 (a ) k供一磁芯組，該磁芯組包括一第一磁芯部件及 表軍編號A0101 第12頁/共22頁 0992073728- 201225118 一第二磁芯部件，其中，該第一磁芯部件具有一第一磁板 16 . ❹ 、一第一邊柱及一第二邊柱，該第二磁芯部件具有一第二 磁板與一中柱； (b)提供至少一導電繞組，將該至少一導電繞組直接 繞設於該第二磁芯部件之該中柱上；以及 (C)將該第一磁芯部件與該第二磁芯部件組合，且使 該第二磁芯部件之該中柱設置於該第一磁芯部件之該第一 邊柱以及該第二邊柱之間，俾完成一磁性元件組裝。 如申請專利範圍第15項所述之磁性元件之組裝方法，其中 該磁性元件為變壓器，且該至少一導電繞組包括至少一初 級導電繞組及至少一次級導電繞组。 17 .如申請專利範圍第15項所述之磁性元件之組裝方法，其更 包括步驟（d)提供一散熱器，且將該磁芯組以一絕緣黏著 元件固定於該散熱器上。 〇 099142484 表單編號A0101 第13頁/共22頁 0992073728-0