TWI413138B - Transformer construction - Google Patents

Description

變壓器構造

一種變壓器構造，是一種供至少兩組線圈纏繞成一次側與二次側的線架構造。

變壓器具有各種不同的型式以適應不同之功能需求，而設計變壓器時需考慮變壓比、電流與損耗以及尺寸等性能規格，在電力性能都能達到要求的情況下當然尺寸愈小愈能適用各種不同的電器，由於變壓器工作時會有大量的電流以及較明顯的電壓變動，因此需經過嚴格的安規測試後才可確保使用安全，但為了符合安規之要求，往往都必需加大變壓器的尺寸令提供線圈之間有足夠絕緣距離，總而言之，因在同樣的電器特性下，變壓器的「小型化」受限於安規的要求；另一方面，大部份的電源供應器為了符合安規的要求，在電路中都會考慮到裝設一隔離變壓器以符合安規標準，如中華民國專利證書第M314404號「具有隔離式變壓器之液晶背光源驅動裝置」，該創作係由一直流電源供應器、一方波切換器、一隔離變壓器以及一驅動變壓器所組成，由於該隔離變壓器一次側之電力會受輸入電力而波動，且為了控制輸出電力之功率需不斷切換調整該隔離變壓器一次側之電力，而該隔離變壓器的二次側與其一次側互不相通，僅透過電磁感應而傳遞功率，以保持負載所接收到穩定且高品質的電力，且該隔離變壓器可用於區隔電力輸入端與負載端之不同之電壓位準，以確保電力輸入端與負載端的安全；同樣具有利用變壓器作為隔離功率波動用途的先前技術如中華民國專利證書第M334349「燈管驅動裝置」，該燈管驅動裝置包含一換流器、一第一變壓器、一第二變壓器、至少一燈管、一控制單元以及一第三變壓器，其中該說明書之圖2揭示了該高壓換流器(30)與燈管(36)之間透過了兩變壓器(32、34)達到傳送能量以及隔離一、二次側電力波動之效果，但若使用兩個變壓器，則會具有成本較高以及電路體積較大的問題。

基於上述之情況，單一變壓器需考慮本身絕緣強度，而裝設於電路中更需顧慮變壓器一、二次側電力波形的影響，上述的考量使得變壓器尺寸以及適用場合受限。

有鑑於習知變壓器設計受限於安規以及電力輸出特性的考量，因而需透過改變變壓器線架的結構以改善其電力絕緣強度，使其更適用於各種電路設計，並易於通過安規之檢測。

本案提供一種變壓器構造，該變壓器係包括一鐵芯組、一主線架、以及兩個副線架所構成，其中該主線架具有一第一繞線區以及一主線架通孔，該主線架依該主線架通孔貫穿軸向之末端各設有一組裝槽，且該第一繞線區繞設一第一線圈，兩副線架分別裝設於兩組裝槽內側空間，並該副線架設有一副線架通孔與該主線架通孔相接以供該鐵芯組貫穿該主線架通孔與副線架通孔，且該副線架具有一第二繞線區以繞設一第二線圈；亦即該副線架裝設於該主線架延伸之兩組裝槽中，該第一線圈繞設於該主線架外側之第一繞線區，與該第二線圈之間不只具有水平方向的距離差異，更由該主線架之組裝槽的區隔，使本案之變壓器構造具有加強的絕緣強度，並且該主線架裝設的副線架可各別繞設獨立的第二線圈，亦即該變壓器的輸入與輸出可繞成一對二之形態，使該變壓器具有更靈活的應用空間；更進一步的，該主線架與該副線架具有足夠的絕緣強度，即可在符合安規標準的前提下縮小變壓器整體之尺寸，並以其絕緣強度同時兼顧輸入與輸出隔離以避免輸出電力受影響的功效，達到上述之功效後尤其適用於驅動放電燈管之電路，如應用於驅動液晶螢幕的背光模組；總而言之，本案提供之變壓器結構透過前述之結構可達到加強絕緣強度以及進一步符合安規標準的功效。

本發明提供一種變壓器構造，該變壓器係包括一鐵芯組、一主線架2以及裝設於該主線架2兩末端之副線架31、32；如圖1-1及圖1-2所示，該主線架2具有一第一繞線區23供一第一線圈4(可見於圖5)繞設於其中，而該主線架2具有一主線架通孔25(可見於圖4)，該主線架2依該主線架通孔25貫穿軸向之末端各設有一組裝槽21、22，該主線架通孔25具有兩開口與分別兩組裝槽21、22相通，且兩組裝槽21、22內之截面積大於該主線架通孔25之截面積以定義一足夠該副線架31、32裝設的內側之空間，兩副線架31、32則分別容置於該組裝槽21、22內側之空間；又該副線架31、32各設一副線架通孔311、321與該主線架通孔25相接，以連接成一個貫穿的通道供該鐵芯組貫穿該主線架通孔25與該副線架通孔311、321，其中該鐵芯組可由兩個E型鐵芯11、12所組成，但並不限於E型，亦可為C型、L型或I型或其組合；該副線架31、32本身具有一第二繞線區312、322，且該第二繞線區312、322分別繞設一第二線圈51、52，再者，該主線架2、副線架31、32設有複數接腳24、313、323，副線架31、32之複數接腳313、323延伸於該組裝槽21、22之開口外，如此該主線架2、副線架31、32以及該鐵芯組之組合構成該變壓器(如圖2所示)。

請參閱圖3與圖4，圖3為與該副線架通孔321垂直之方向的剖面圖，而圖4為該變壓器沿著該主線架通孔25、副線架通孔311、321方向之剖面圖，在圖3中可見該主線架2之組裝槽22中恰可裝設該副線架32，而該副線架32之第二繞線區322則包覆於該組裝槽22中，並可見該鐵芯12穿設於該副線架通孔321中，並於圖4中可見該組裝槽21、22與該副線架31、32之相對位置與空間，該副線架31、32與該組裝槽21、22之密合將該第二繞線區312、322形成一個封閉之空間，僅依靠該副線架31、32底面預留之複數出線口314、324讓該第二線圈51、52連接該副線架31、32之接腳313、323，圖4更清楚的示出該鐵芯11、12同時穿設該主線架2以及該副線架31、32，以及該第一繞線區23與該第二繞線區312、322之相對位置，於圖4中可見該第一繞線區23與該第二繞線區312、322之間具有水平位置的差異，且該第一繞線區23與該第二繞線區312、322之間更具有組裝槽21、22以及該副線架31、32之阻隔，使該第一繞線區23與該第二繞線區312、322之間的絕緣強度可符合安規的檢驗；請參閱圖5，圖5所示為該變壓器焊接於一電路板9上之實施示意圖，且該主線架2之第一繞線區23已繞上該第一線圈4，該副線架31、32亦繞上該第二線圈51、52(因封閉於該組裝槽21、22中而未示出)，該變壓器之兩副線架31、32可分別繞設獨立之兩第二線圈51、52，使本案提供架構之輸入與輸出可繞成一對二形態之變壓器1(如圖6所示)，使該變壓器1具有更靈活的應用空間。

綜上所述，該主線架2與該副線架31、32具有足夠的絕緣強度，即可在符合安規標準的前提下縮小變壓器整體之尺寸，並以其絕緣強度同時兼顧輸入與輸出隔離以避免輸出電力受影響的功效，達到上述之功效後尤其適用於驅動放電燈管之電路，如應用於驅動液晶螢幕的背光模組；總而言之，本案提供之變壓器結構透過前述之結構可達到加強絕緣強度以及進一步符合安規標準的功效。

雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，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。

1．．．變壓器

11、12．．．鐵芯

2．．．主線架

21、22．．．組裝槽

23．．．第一繞線區

24．．．接腳

25．．．主線架通孔

31、32．．．副線架

311、321．．．副線架通孔

312、322．．．第二繞線區

313、323．．．接腳

314、324．．．出線口

4．．．第一線圈

51、52．．．第二線圈

9．．．電路板

圖1-1為該變壓器構造之分解圖(一)。

圖1-2為該變壓器構造之分解圖(二)。

圖2為該變壓器構造之立體圖。

圖3為該變壓器構造之剖面圖(一)。

圖4為該變壓器構造之剖面圖(二)。

圖5為該變壓器構造之實施態樣圖。

圖6為該變壓器構造之繞組耦合示意圖。

11、12．．．鐵芯

2．．．主線架

21、22．．．組裝槽

23．．．第一繞線區

25．．．主線架通孔

31、32．．．副線架

311、321．．．副線架通孔

312、322．．．第二繞線區

313、323．．．接腳

Claims (6)

1. 一種變壓器構造，係包括：一鐵芯組；一主線架，該主線架具有一第一繞線區以及一主線架通孔，該主線架依該主線架通孔貫穿軸向之末端各設有一組裝槽，且該第一繞線區繞設一第一線圈，其中該些組裝槽的槽口朝向相反的方向，且每一組裝槽具有一底部；兩副線架，兩副線架分別裝設於兩組裝槽內側空間，且各個組裝槽的該底部對應承載該些副線架的其中之一，並該副線架設有一副線架通孔與該主線架通孔相接以供該鐵芯組貫穿該主線架通孔與副線架通孔，且該副線架具有一第二繞線區以繞設一第二線圈。
2. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器構造，其中該主線架通孔具有兩開口與分別兩組裝槽相通，且兩組裝槽內之截面積大於該主線架通孔之截面積以定義一供該副線架裝設之空間。
3. 如申請專利範圍第2項所述之變壓器構造，其中該副線架設有複數接腳延伸於該組裝槽之開口外。
4. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器構造，其中兩副線架分別繞設獨立之兩第二線圈。
5. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器構造，其中該鐵芯組為E型、C型、I型或L型鐵芯之組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之變壓器構造，其中該變壓器構造應用於液晶螢幕的背光模組。