TW201340139A

TW201340139A - 變壓器結構

Info

Publication number: TW201340139A
Application number: TW101110448A
Authority: TW
Inventors: Hsiang-Yi Tseng; Hsin-Wei Tsai; Ching-Hsiang Tien; Han-Hsing Lin; Yi-Lin Chen
Original assignee: Delta Electronics Inc
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-10-01
Also published as: US20130249659A1; TWI437586B; US8643460B2

Abstract

本案為一種變壓器結構，包括：繞線基座，具有第一繞線區及複數個第一導接腳，第一導接腳分別設置於繞線基座之相對兩側；導接基板，對應繞線基座之底面設置，包含連接部，連接部與複數個第一導接腳連接，使複數個第一導接腳之間相互導通；初級繞線，纏繞於第一繞線區上；複數個次級繞線，分別與對應之第一導接腳連接；以及磁芯組，部份設置於繞線基座中。

Description

變壓器結構

本案係關於一種變壓器結構，尤指一種具有導接基板之變壓器結構。

變壓器為各式電器設備中經常使用之磁性元件，其係利用電能、磁能轉換感應的原理來調整不同之電壓，使其達到電器設備能夠適用的範圍。

一般而言，變壓器漏電感（leaking inductance）之控制對電源轉換器十分重要，因為它影響到電源轉換器的電力轉換效率。而在例如液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）等新一代電子產品之電源供應系統中，變壓器則以具漏電感型之變壓器為主流，例如：諧振變壓器（LCC transformer），在這一類應用中，電源供應系統之電流會先經過一變壓器之初級繞線固有之磁漏感L和一電容元件C所構成的LC諧振電路，同時，近似於半個正弦波的電流會通過功率場效電晶體開關。當電流為零時，開關將導通，而經過半個正弦波後電流返回零時，開關將關閉。採用這種具諧振電路的軟開關設計，可減小開關元件的開關損耗、降低雜訊以及提昇效能。且為了因應LCD面板薄型化與面板尺寸增大，磁性元件及內部使用之導電繞組亦須朝薄型化與提高電流轉換功率的趨勢發展。

為了使變壓器可應用於薄形化之電子裝置中，目前係發展出將電路板破孔，使得變壓器部份容置於電路板內，藉此降低變壓器在電路板上之高度。

雖然藉由電路板上破孔來容置部份變壓器確實可達到薄型化之目的，然而當變壓器部份容設於破孔處內而變壓器之接腳係分別插設於鄰近於破孔處之電路板上時，此時若變壓器之部份接腳有相互連接之需求，又該些接腳間的最短距離乃是存在於破孔位置上，由於此時電路板上之破孔處並無法埋設跡線，因此僅能藉由於電路板上的其他位置來埋設長度相對較長之跡線，以使變壓器之部份接腳相互連接，如此一來，除了電路板破孔處係佔據了可使用的空間，使用過長的跡線亦會佔用電路板上的空間，導致電路板上空間浪費，同時也會因使用過長的跡線而提高材料成本。

有鑒於此，如何發展一種變壓器結構，以改善習用技術缺失，實為目前迫切需要解決之問題。

本案之主要目的在於提供一種變壓器結構，其係具有導接基板，且導接基板具有至少一連接部，該連接部係與繞線基座之部份複數個第一導接腳連接，使得該些第一導接腳相互導通，俾解決習用之變壓器容設於具有破孔之電路板上時，需設置過長的跡線來使變壓器之部份導接腳連接，造成電路板上之空間浪費，同時亦提高材料成本等缺失。

為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種變壓器結構，包括：繞線基座，係部份容置於開孔內，包括：本體，具有第一繞線區以及複數個第一導接腳，其中複數個第一導接腳係分別設置於本體之相對兩側，且插接於電路板上；以及通道，係貫穿本體；導接基板，係對應繞線基座之底面設置，且包含至少一連接部，連接部係與繞線基座之至少一部份複數個第一導接腳連接，俾使至少一部份複數個第一導接腳之間藉由連接於連接部而相互導通；初級繞線，係纏繞於第一繞線區上；複數個次級繞線，其係分別與對應之第一導接腳連接；以及磁芯組，部份設置於繞線基座之該通道中。

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，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。

請參閱第1A圖，其係為本案第一較佳實施例之變壓器結構之分解結構示意圖。如圖所示，本案之變壓器結構1主要包括變壓器及電路板16，其中電路板16係用來供變壓器設置，且具有開孔160，開孔160之孔洞大小係與變壓器之外觀形狀相對應，用以當變壓器設置於電路板16上時，該開孔160容置部份變壓器，藉此降低變壓器設置於電路板16上之高度。

請再參閱第1A圖，變壓器主要包括導接基板10、繞線基座11、蓋體12、初級繞線13、複數個次級繞線14（如第1C圖所示）以及磁芯組15。其中，繞線基座11主要包括本體110、通道111、複數個隔板114、側壁115以及連接座116，其中通道111係貫穿本體110，側壁115係分別設置於本體110之兩相對側，而複數個隔板114係設置於本體110上並位於兩側壁115之間，且實質上平行於側壁115，於本實施例中，複數個隔板114之數目為4個為佳，但不以此為限。藉由隔板114及側壁115可將本體110之表面分隔定義出第一繞線區112及複數個第二繞線區113，於本實施例中，複數個第二繞線區113之數目以4個為例，但不以此為限。其中，第一繞線區112係設置於本體110之中央區域，而4個第二繞線區113則係平分地設置於第一繞線區112之兩側邊，初級繞線13可纏繞於第一繞線區112，次級繞線14可纏繞於第二繞線區113。此外，每一側壁115之外側邊係垂直延伸設置一連接座116，每一連接座116係具有複數個第一導接腳117，該第一導接腳117係由連接座116之外側邊延伸而出，用以供次級繞線14之出線端纏繞而與該次級繞線14電性連接，並插接於電路板16上，以固設變壓器並使變壓器可藉由第一導接腳117而與電路板電性連接。

請再參閱第1A圖，本案之蓋體12係與繞線基座11相組接，且主要包含底板127、中空部123、容置板件128、開口124、擋板125、延伸壁126以及複數個第二導接腳121。其中底板127係具有板件127a、127b及底面127c，且板件127a、127b係由底板127兩側向下延伸所形成。中空部123則藉由板件127a、127b及底板127之底面127c所圍繞形成，用以容置繞線基座11。至於容置板件128係由底板127向上延伸形成，並藉由延伸板件128形成第一容置部128a，用以容置繞線基座11之本體110及部份磁芯組15。，開口124係設置於該容置板件128上，且對應於繞線基座11之第一繞線區112設置，藉此，當初級繞線13纏繞於第一繞線區112且蓋體12與繞線基座11組接時，由於開口124實際上提供了第一繞線區112上方之開放區域，因此透過開口124便可增加第一繞線區112之繞線空間，更甚者，經由開口124對應於第一繞線區112設置可增加初級繞線13之線徑及繞線圈數，以提高變壓器之電流轉換功率，並同時增加初級繞線13之於運作時之散熱效率。而擋板125係由開口124相對兩外側延伸設置，且底板127與擋板125相互平行設置，至於延伸壁126則係由擋板125垂直延伸設置至底板127上，如此一來，使得擋板125、延伸壁126及底板127一體成型地圍繞形成第二容置部122，以容置部份磁芯部15，使得擋板125於部份磁芯部15容置於第二容置部122時，可增加初級繞線13與磁芯組15之間的電器沿面距離，以符合安規距離，並達到電器安全之目的。而複數個第二導接腳121則由一側之延伸壁126的外側端上延伸設置，以供初級繞線13之兩出線端分別纏繞設置（如第2A圖所示）。

請參閱第1B圖並配合第1A圖，其中第1B圖係為本案第一較佳實施例之變壓器結構之分解結構之底部示意圖。如圖所示，本案之導接基板10係為一板件，並具有第一表面100、第二表面101及至少一連接部103，且第一表面100係相對於第二表面101設置，繞線基座11相對兩側之複數個第一導接腳117之間係藉由連接於導接基板10之連接部103而相互導通，並增加電器沿面距離，以符合安規距離，並維持電器安全。

請再參閱第1B圖並配合第2B圖，於本實施例中，連接部103係由複數個溝槽102及複數個導線119所組成，其中複數個溝槽102係設置於第二表面101上，並對應於繞線基座11之相對兩側之複數個接腳117設置，複數個導線119則分別設置於複數個溝槽102內，且每一導線119之兩端可分別連接於繞線基座11之本體110相對兩側之對應第一導接腳117上，進而使位於繞線基座11之本體110相對兩側之第一導接腳117相互導通（如第2B圖所示），如此一來，不但可增加電器沿面距離，以符合安規距離，並提昇電器安全性，更無需於電路板16上額外設置較長的跡線來使繞線基座11相對兩側之第一導接腳117連接，故能節省電路板16上的佈線空間，並同時減少材料成本。

於本實施例中，導接基板10之複數個溝槽102係以相互平行之方式設置於第二表面101上，但不以此為限，可依繞線基座11相對兩側之第一導接腳117之連接需求而有不同變化。於一些實施例中，變壓器之繞線基座11與蓋體12之間更具有一定位組件，以確認繞線基座11與蓋體12之間能夠正確裝設。請再參閱第1B圖並配合第1A圖，變壓器具有定位組件118，其係包含第一定位部118a及第二定位部118b，於本實施例中，該第一定位部118a設置於繞線基座11兩側之一的連接座116上（如第1A圖所示），而第二定位部118b設置於蓋體12之底板127上而相鄰於中空部123之內側且對應於第一定位部118a（如第1B圖所示），其係用以於繞線基座11與蓋體12組裝時，與第一定位部118a相互卡合，藉此，當作業人員在組裝變壓器時，可藉由定位組件118使得繞線基座11與蓋體12之間快速準確地的安裝，以節省組裝時間。

請再參閱第1A圖，本案之磁芯組15更包括第一磁芯部150及第二磁芯部151，且第一磁芯部150與第二磁芯部151均分別具有軸心部150a、151a及兩側柱150b 、151b，於進行組裝作業時，軸心部150a、151a係穿設於蓋體12之第一容置部128a及繞線基座11之通道111，且兩側柱150b、151b係分別設置於蓋體12兩側之第二容置部122內，使得第一磁芯部150與第二磁芯部151與導接基板10、繞線基座11及蓋體12相組接成變壓器。當然，本案之磁芯組15並不侷限於第1A圖所示之EE磁芯組，亦可選用UI型及EI型等磁芯組。

請參閱第1C圖並配合第1A圖，其中第1C圖係為本案第1A圖所示之變壓器結構繞線完成之示意圖。如圖所示，於本實施例中，本案之初級繞線13可為一導線且纏繞於繞線基座11之本體110之第一繞線區112上，而複數個次級繞線14亦可為一導線並分別纏繞於複數個第二繞線區113上，後續當蓋體12與繞線基座11相組接後，即可將初級繞線13之相對兩出線端（未圖示）分別纏繞固定於蓋體12之複數個第二導接腳121上。至於每一條次級繞線14之兩出線端則分別繞設於繞線基座11之複數個第一導接腳117，以完成繞線作業。是以，由於初級繞線13之出線端纏繞固定於蓋體12之複數個第二接腳上121，因此亦使得第一繞線區112之繞線空間增加，並可增加初級繞線13之繞線圈數，以提高變壓器之電流轉換功率，亦可提昇變壓器之散熱效率。

請再參閱第1C圖並配合第2A圖及第2B圖，其中第2A圖係為本案第1C圖所示之變壓器結構組裝完成示意圖；第2B圖係為本案第2A圖所示之變壓器結構之底部示意圖。如圖所示，本案變壓器結構1之組裝方式例如為：可先將初級繞線13纏繞於本體110之第一繞線區112上，以及將複數個次級繞線14分別纏繞於對應之第二繞線區113上，接者藉由定位組件118將蓋體12正確地組裝於繞線基座11上，使繞線基座11、初級繞線13及次級繞線14容置於蓋體12之中空部123中。接著將導接基板10之第一表面100對應於繞線基座11之底面設置，其固定方式可為點膠或焊接等方式，但不以此為限。導接基板10與繞線基座11組裝完成後，再將初級繞線13之兩出線端分別纏繞固定於蓋體12之複數個第二導接腳121，而複數個次級繞線14之出線端分別可與繞線基座11兩側的第一導接腳117連接，接者利用每一導線119分別設置於複數個溝槽102內，並將每一導線119之兩端分別纏繞固定於繞線基座11兩側之對應第一導接腳117上，進而使繞線基座11兩側之第一導接腳117相互導通。後續則將磁芯組15之第一磁芯部150與第二磁心部151之軸心部150a、151a容收於繞線基座11之通道111中，而其兩側柱150b、151b則設置於繞線基座11的外圍，且部份容置於蓋體12之容置部122中，俾以組裝成本案之變壓器。最後再將變壓器設置電路板16之開孔160內，而繞線基座11之複數個第一導接腳117則對應插設電路板16上，以使變壓器與電路板16完成電性連接。然而上述之組裝方法僅為例示，可依實際作業而有所變化，例如可將導接基板10於繞線基座11、蓋體12及磁芯組15組裝完成並設置於電路板16上時才與繞線基座11進行組裝。

當然，本案之導接基板並不侷限於第一實施例之實施態樣。請參閱第3A圖，其係為本案第二較佳實施例之變壓器結構之部份分解結構示意圖。如圖所示，於此實施例中，本案之變壓器結構2係包括導接基板20、繞線基座21、蓋體22、初級繞線23、次級繞線24、磁芯組25及電路板26，且繞線基座21、蓋體22、初級繞線23、次級繞線24、磁芯組25及電路板26的結構與第一實施例相仿，於此不再贅述。惟本實施例之導接基板20與第一實施例所示之導接基板10之間其差異在於，本實施例之導接基板20之複數個連接部204係由複數個第三導接腳202及跡線203所構成，其中複數個第三導接腳202係設置於該導接基板20之兩側並對應繞線基座21之複數個第一導接腳217，以與繞線基座21之複數個第一導接腳217連接，至於跡線203則埋設於導接基板20內，以使複數個第三導接腳202選擇性地彼此連接，因此當次級繞線24纏繞於繞線基座21而其出線端分別纏繞固定於複數個第一導接腳217時，便可藉由將導接基板20之複數個第三導接腳202分別對應於繞線基座21之複數個第一導接腳217且第一表面200對應於繞線基座21之底面設置，使得導接基板20之複數個第三導接腳202與繞線基座21之複數個第一導接腳217形成電性連接（如第3B圖所示），且使繞線基座21之複數個第一導接腳217可藉由複數個第三導接腳202及跡線203而彼此電連接。於上述實施例中，當繞線基座21之複數個第一導接腳217有不同的連接需求時，使用者可直接藉由更換具有不同設置方式之跡線203之導接基板20，如此一來，繞線基座21之複數個第一導接腳217透過僅更換導接基板20便可達到不同的連接方式，無須更換整塊電路板26而造成材料成本增加之缺失。

於一些實施例中，本案之電路板並不侷限於上述實施例之實施態樣。請參閱第4圖，其係為本案第三較佳實施例之變壓器結構之分解結構圖。如圖所示，本案變壓器結構3包括導接基板30、繞線基座31、蓋體32、初級繞線（未圖示）、次級繞線（未圖示）、磁芯組35及電路板36，且繞線基座31、蓋體32、初級繞線、次級繞線及磁芯組35之結構及組合方式與上述實施例相仿，於此不在贅述。惟本實施例之電路板36係不具有如上述實施例所述之穿孔，使得導接基板30係設置於繞線基座31與電路板36之間，如此一來，藉由導接基板30之連接部使得繞線基座31兩側相對的複數個第一導接腳之間可相互連接導通，便無需於電路板36上額外佈置較長之跡線，並可增加電器沿面距離，以符合安規距離，並提昇電器安全性。

綜上所述，本案之變壓器結構係藉由導接基板具有至少一連接部，使得繞線基座兩側相對的複數個第一導接腳之間可利用導接基板的複數個連接部相互導通。如此一來，便無需於電路板上額外佈置較長之跡線，而佔用過多電路板上的空間，同時節省了電路板上佈線空間並減少材料成本，此外，更可依據繞線基座之複數個第一導接腳連接的需求而直接更換溝槽或是跡線之設置方式係不同之導接基板，藉此提高應用場合，且可無須更換整塊電路板而減少材料成本減少。

本案得由熟知此技術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。

1、2、3．．．變壓器結構

10、20、30．．．導接基板

100、200．．．第一表面

101、201．．．第二表面

202．．．第三導接腳

203．．．跡線

102．．．溝槽

103、204．．．連接部

11、21、31．．．繞線基座

110．．．本體

111．．．通道

112．．．第一繞線區

113．．．第二繞線區

114．．．隔板

115．．．側壁

116．．．連接座

117、217．．．第一導接腳

118．．．定位組件

118a．．．第一定位部

118b．．．第二定位部

119．．．導線

12、22、32．．．蓋體

121．．．第二導接腳

122．．．第二容置部

123．．．中空部

124．．．開口

125．．．擋板

126．．．延伸壁

127．．．底板

127a、127b．．．板件

127c．．．底面

128．．．容置板件

128a．．．第一容置部

13、23．．．初級繞線

14、24．．．次級繞線

15、25、35．．．磁芯組

150．．．第一磁芯部

151．．．第二磁芯部

150a、151a．．．軸心部

150b、151b．．．側柱

16、26、36．．．電路板

160．．．開孔

第1A圖：本案第一較佳實施例之變壓器結構之分解結構示意圖。

第1B圖：本案第一較佳實施例之變壓器結構之分解結構之底部示意圖。

第1C圖：本案第1A圖所示之變壓器結構繞線完成之示意圖。

第2A圖：本案第1C圖所示之變壓器結構組裝完成示意圖。

第2B圖：本案第2A圖所示之變壓器結構之底部示意圖。

第3A圖：本案第二較佳實施例之變壓器結構之部份分解結構示意圖。

第3B圖：本案第3A圖所示之變壓器結構組裝完成之示意圖。

第4圖：本案第三較佳實施例之變壓器結構之分解結構示意圖。

2．．．變壓器結構

20．．．導接基板

200．．．第一表面

201．．．第二表面

202．．．第三導接腳

203．．．跡線

204．．．連接部

21．．．繞線基座

217．．．第一導接腳

22．．．蓋體

23．．．初級繞線

24．．．次級繞線

25．．．磁芯組

26．．．電路板

Claims

一種變壓器結構，包括：
一繞線基座，包括：
一本體，具有一第一繞線區以及複數個第一導接腳，其中該複數個第一導接腳係分別設置於該本體之相對兩側；以及
一通道，係貫穿該本體；
一導接基板，係對應該繞線基座之底面設置，且包含至少一連接部，該連接部係與該繞線基座之至少一部份該複數個第一導接腳連接，俾使至少一部份該複數個第一導接腳之間藉由連接於該連接部而相互導通；
一初級繞線，係纏繞於該第一繞線區上；
複數個次級繞線，其係分別與對應之該第一導接腳連接；以及
一磁芯組，其係部份設置於該繞線基座之該通道中。
如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，該變壓器結構係設置於一電路板上，該電路板具有一開孔，以容置部份該變壓器結構，且該複數個第一導接腳係插接於該電路板上。
如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，該變壓器結構更包含一蓋體，該蓋體係與該繞線基座相組接，且該蓋體包含：
一底板，具有至少一板件及一底面，其中該板件分別由該底板兩側向下延伸而成；
一中空部，其係由該底板兩側之該板件及該底面圍繞定義形成，用以容置該繞線基座；
一容置板件，其係由該底板向上延伸形成，並藉由該容置板件形成一第一容置部，主要用以容置繞線基座之本體及部份該磁芯組；
一開口，係設置於該容置板件上，且對應於該繞線基座之該第一繞線區設置；
一擋板，係由該開口相對兩外側延伸設置，並與該底板相互平行；
一延伸壁，係由該擋板垂直延伸設置至該底板上，使得該擋板、該延伸壁及該底板一體成型地圍繞形成至少一第二容置部，以容置部份該磁芯組；以及
複數個第二導接腳，係由一側之該延伸壁之外側延伸設置，以供該初級繞線分別纏繞設置。
如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中該繞線基座之該本體之兩相對側分別具有一側壁，且於各該側壁分別延伸出一連接座，該繞線基座之該複數個第一導接腳係由該連接座延伸而出。
如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中該繞線基座之該本體更包含複數個第二繞線區，架構於提供該複數個次級繞線纏繞。
如申請專利範圍第5項所述之變壓器結構，其中該繞線基座更包括複數個隔板，該複數個隔板係設置於該本體上，該本體之兩相對側分別具有一側壁，且於各該側壁分別延伸出一連接座，該複數個隔板與該側壁共同定義出該第一繞線區及該複數個第二繞線區，該繞線基座之該複數個第一導接腳係由該連接座延伸而出。
如申請專利範圍第4項或第6項所述之變壓器結構，更具有一定位組件，該定位組件係由一第一定位部及一第二定位部構成，其中該第一定位部設置於該繞線基座兩側之一的該連接座上，該第二定位部係設置於該蓋體之內側且對應於該第一定位部，該第二定位部係與該第一定位部相互卡合。
如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中該導接基板更包含一第一表面及一第二表面，其中該第一表面係相對於該第二表面設置，且該第一表面對應於該繞線基座之底面設置。
如申請專利範圍第8項所述之變壓器結構，其中該導接基板之該連接部係包含至少一溝槽及至少一導線，該溝槽係設置於該第二表面上，該導線係容置於該溝槽中，該導線之兩端係分別連接位於該繞線基座之本體兩側之該第一導接腳，俾使位於該繞線基座之本體兩側之該第一導接腳相互導通。
如申請專利範圍第1項所述之變壓器結構，其中該導接基板之該連接部係包含複數個第三導接腳及至少一跡線，其中該跡線係埋設於該導接基板內且與該複數個第三導接腳彼此連接，該複數個第三導接腳係由該導接基板兩側延伸而出，且與位於該繞線基座之該本體兩側之該第一導接腳電性連接，俾使位於該繞線基座之該本體兩側之該第一導接腳相互導通。