TWI396210B - Sub-busbar type transformer - Google Patents

Description

子母線架式變壓器

一種子母線架式變壓器，特別是指一種變壓器之構造改良，形成一可薄型化之變壓器。

在各類具有電力轉換功能之產品中變壓器是不可或缺之元件，然而習知變壓器必須具備足夠之空間容納線架、鐵芯以及預留繞線之空間，所形成之變壓器皆具有一定之體積；然而顧及現今各類電子產品皆追求效率高且體積小之目標，在電子產品各元件都不斷縮小尺寸之同時，相較之下變壓器具有龐大之體積，且必須將變壓器設置於產品之電路板上方，造成電路板上方剩餘之空間過剩，而電路板下方之空間過於擁擠使得散熱效果下降，使輸出功率必須調降以避免過熱，因此習知變壓器之構圖應用於薄形產品將出現空間配置之困難；然而亦有薄形之變壓器創作，習知薄型變壓器係將金屬箔線鋪設於複數印刷電路板(Printed circuit board，以下簡稱為「PCB」)上，並堆疊複數PCB使複數金屬箔線堆疊形同變壓器中之繞組，並與一鐵芯組結合形成一變壓器，此類之先前創作如中華民國專利公告第422400號之「改良型變壓器」所示，該變壓器係由一組鐵芯、一組電路板以及一絕緣線圈所構成，該組電路板係各自佈局有複數圈之螺旋迴路，並且堆疊形成複數電路板令複數圈螺旋迴路形成該變壓器之初級繞組，並於該組電路板中夾設該絕緣線圈作為次級繞組，並令該鐵芯組與該組電路板定位形成一變壓器；該創作之結構確實可有效降低變壓器整體之高度，但複數PCB堆疊之成本大於習知變壓器構造，且利用複數PCB堆疊成型之變壓器礙於安規之限定，大部份應用於直流/直流之轉換，若要符合安規之要求則須將其面積擴大，亦不利於電路之空間配置，因而兩類習知變壓器構造皆具有其缺失，具有改善之空間。

有鑑於上述習知變壓器之不足，本發明之目的即在於提供一種可有效降低變壓器整體高度之構造，並且其結構可達到安規之要求。

本發明係一種子母線架式變壓器，係由一鐵芯組、一子線架以及一母線架所構成，其中該母線架之一端具有一第一開口，而於相對之另一端設有一第二開口，該第二開口大於該第一開口，且該第一開口與第二開口之間形成一容置空間，該子線架設有供該鐵芯組裝設之一穿孔以及一繞線槽，且該子線架之一軸向長度介於該第一開口與第二開口之間，令該子線架與鐵芯組可通過該第二開口但限位於該第一開口內側，使該子線架、鐵芯組與母線架定位形成一子母式變壓器結構。

有關本發明之詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：請參閱圖1、圖2與圖3，該等圖式為本發明之分解圖、母線架上視圖與子線架上視圖，本發明之元件包括兩鐵芯11、12形成電磁感應媒介之鐵芯組、一子線架2以及一母線架3，該子線架2具有至少兩隔板21並於複數隔板21之間區隔出至少一繞線槽22供導線繞設出一初級繞組以及至少一次級繞組，並具有與該繞線槽22區隔之一穿孔23供兩鐵芯11、12定位形成磁封閉迴路，兩鐵芯11、12可為成對之E型鐵芯11、12相對嵌入固定於該子線架2之穿孔23，且兩E型鐵芯11、12設於該子線架2之外側形成一迴路；該母線架3係於一端設一第一開口31以及相對之另一端設一第二開口32，並於相對之第一開口31與第二開口32之間形成一容置空間33，其中於同一軸方向該第二開口32長度L2大於該第一開口31長度L1，而該子線架2一軸向之長度L3介於該第一開口31長度L1與第二開口32長度L2之間，使該子線架2可進入該第二開口32內之容置空間33並受該第一開口31之限制而限位於該容置空間33之內，可令該鐵芯12之尺寸恰好通過該第一開口31，進一步降低該鐵芯11、12與子線架2凸出於該母線架3上方之高度；該母線架3設有向該第一開口31方向延伸之複數引線端子34，該複數引線端子34更可由該母線架3側緣裝設向兩側延伸之複數引線端子34，使該母線架3上之複數引線端子34形成L狀，兩方向之引線端子34可分別用於焊接於一電路板4(示於圖5中)以及纏繞導線，如此設計可使該變壓器便於繞線與焊接，縮短生產作業時間，形成可取得一輸入電力並轉換形成一輸出電力之變壓器結構。

請參閱圖4、圖5與圖6，該鐵芯11、12定位於該子線架2後，置入該母線架3之容置空間33中並固定，即形成本發明子母線架式變壓器，由圖4中可清楚看到該母線架3設有複數引線端子34，並其中部分複數引線端子34是由該第二開口32向第一開口31之方向延伸，而另一部分引線端子34由該母線架3側緣向兩側延伸，複數引線端子34形成L狀之設置；於圖5中可見該子母線架式變壓器固定於一電路板4上，該電路板4預先鑿設一恰可供該子母線架式變壓器嵌設之貫孔41，使該子母線架式變壓器嵌入該貫孔41，且由於該複數引線端子34係由該第二開口32向該第一開口31之方向延伸，使該引線端子34係由上而下穿過該電路板4之複數定位孔42並焊接於該電路板4上，如此，該子母線架式變壓器即可凸出於該電路板4下方，並利用該電路板4下方之空間降低該子母線架式變壓器凸出於該電路板4上方之高度，又因該引線端子34穿過該電路板4後仍預留有足夠長度，可調整該引線端子34焊接於該電路板4之區段而調整該子母線架式變壓器與該電路板4之相對位置，再者，又因該子線架2之繞線槽22中的繞組與該電路板4中區隔了一絕緣之母線架3，使該子線架2中之繞組與該電路板4之間具有足夠之絕緣強度，可避免習知PCB堆疊式變壓器無法通過安規標準之缺失，進而使該子母線架式變壓器之結構同時適用於直流/直流或交流/直流轉換器。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，其中該引線端子34更可由該第一開口31向該第二開口32之方向延伸，該鐵芯組可為一E型鐵芯11以及一I型鐵芯12，該E型鐵芯11嵌入該子線架2之穿孔23，而該I型鐵芯12於該子線架2之另一側與該E型鐵芯11相接形成一迴路，該鐵芯組更可為其他樣態之鐵芯11、12的組合，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，而所作之些許更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明中，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

綜上所述，本發明較習知之創作增進上述功效，應已充分符合新穎性及進步性之法定創新專利要件，爰依法提出申請，懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。

11、12．．．鐵芯

2．．．子線架

21．．．隔板

22．．．繞線槽

23．．．穿孔

3．．．母線架

31．．．第一開口

32．．．第二開口

33．．．容置空間

34．．．引線端子

4．．．電路板

41．．．貫孔

42．．．定位孔

L1．．．第一開口長度

L2．．．第二開口長度

L3．．．子線架長度

圖1為本發明之分解圖。

圖2為本發明之母線架上視圖。

圖3為本發明之子線架上視圖。

圖4為本發明之立體圖。

圖5為本發明之實施例立體圖。

圖6為本發明之實施例剖面圖。

11、12．．．鐵芯

2．．．子線架

21．．．隔板

22．．．繞線槽

23．．．穿孔

3．．．母線架

31．．．第一開口

32．．．第二開口

33．．．容置空間

34．．．引線端子

Claims (7)

1. 一種子母線架式變壓裝置，包含：一子母線架式變壓器，係一種可取得一輸入電力並轉換形成輸出電力之變壓器結構，其包括一母線架，該母線架之一端設一第一開口以及相對之另一端具有一第二開口，其中於同一軸方向該第二開口之長度大於該第一開口之長度，且該第一開口與第二開口之間形成一容置空間，及一子線架，設有至少一供一初級繞組與至少一次級繞組繞設於其中之繞線槽，以及一與該繞線槽區隔之穿孔，一鐵芯組設於該穿孔中並於該子線架之外圍形成一磁封閉迴路，而於一軸方向該子線架之長度介於該第一開口與第二開口的長度之間，使該子線架與鐵芯組通過該第二開口受該第一開口之限制，將該子線架與鐵芯組定位於該母線架之容置空間中形成一變壓器架構；及一電路板，設有一可供該子母線架式變壓器嵌設之貫孔，使該子母線架式變壓器嵌入該貫孔。
2. 如申請專利範圍第1項所述之子母線架式變壓裝置，其中該母線架側緣設複數引線端子。
3. 如申請專利範圍第2項所述之子母線架式變壓裝置，其中該電路板還設有複數定位孔，該等引線端子係由該第二開口向該第一開口之方向延伸，使該等引線端子係由上而下穿過該電路板之複數定位孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之子母線架式變壓裝置，其中該子線架至少設兩隔板，令該隔板區隔出該繞線槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述之子母線架式變壓裝置，其中該第一開口之尺寸恰可供該鐵芯穿過。
6. 如申請專利範圍第1項所述之子母線架式變壓裝置，其中該鐵芯組為一對E型鐵芯相對嵌入該子線架之穿孔。
7. 如申請專利範圍第1項所述之子母線架式變壓裝置，其中該鐵芯組為一E型鐵芯以及一I型鐵芯，該E型鐵芯嵌入該子線架之穿孔，而該I型 鐵芯於該子線架之另一側與該E型鐵芯相接形成一迴路。