TWI473128B - 變壓器及其製造方法與電連接器 - Google Patents

Description

變壓器及其製造方法與電連接器

本發明涉及一種變壓器，尤其涉及變壓器的繞線形式；本發明還涉及一種變壓器的製造方法，尤其涉及變壓器的繞線方法；本發明還涉及一種電連接器，尤其涉及運用前述變壓器的電連接器。

先前技術，請參考美國專利申請公開說明書US2007/0040645及台灣新型專利說明書TWM409577U。

台灣新型專利說明書TWM409577U公開了一種連接器，其包括變壓器和扼流器。變壓器上設有第一導線對(第一組漆包線)和第二導線對(第二組漆包線)，第一導線對由第一導電元件(漆包線)與第三導電元件(漆包線)結合一起形成，第二導線對由第二導電元件(漆包線)與第四導電元件(漆包線)結合到一起形成。第一導線對與第二導線對分離地纏繞穿過變壓器。於此專利中，兩對導線對需要繞線兩次才能完成，不便於利用自動化機的自動化繞線。另，此專利揭示的兩對漆包線分離式地纏繞於變壓器磁芯的整個圓環，相鄰兩組漆包線距離很近導致線間電容較大，於高速傳輸，例如10Gbit/s傳輸網絡中，變壓器的電氣性能不易通過標準測試。

是以，針對上述問題，有必要對先前技術進行改造。

本發明的目的在於提供一種電氣性能得到改善的變壓器。

為實現前述目的，本發明變壓器係包括磁芯及纏繞於所述磁芯的第一組漆包線與第二組漆包線，第一組漆包線與第二組漆包線均包括四根漆包線，所述磁芯包括第一部分與第二部分，第一組漆包線僅纏繞於磁芯的第一部分，第二組漆包線僅纏繞於磁芯的第二部分。第一組漆包線與第二組漆包線分別纏繞於變壓器的不同部分，增大了兩組漆包線間的距離，降低了線間電容，增加了雜散電容，提高了變壓器電氣特性，特別係回波損耗(RL)，插入損耗(IL)，共模到共模的衰減(CM-to-CM Attenuation)的性能。

本發明的另一目的在於提供上述變壓器的製造方法。

為實現前述目的，本發明變壓器的製造方法包括如下步驟：(1)提供一環形磁芯，其具有一中心通孔；(2)提供一漆包線組，所述漆包線組包括絞合在一起的四根漆包線；(3)將所述漆包線組以貫穿中心通孔的方向纏繞於於所述環形磁芯，並形成依次纏繞於環形磁芯的第一部分與第二部分，第一部分與第二部分之間具有未纏繞於環形磁芯的中間段；(4)將所述漆包線組於中間段斷開，從而形成分別纏繞於環形磁芯的第一漆包線組與第二漆包線組，理出各組漆包線的各線頭；(5)將第一組漆包線與第二組漆包線的各組線頭分別相應絞合形成變壓器的初級線圈輸入輸出端、次級線圈輸入輸出端及初級 線圈與次級線圈的中心抽頭。

本發明的又一本發明的目的在於提供運用上述變壓器的電連接器。

為實現前述目的，本發明電連接器包括絕緣本體、設置於絕緣本體內的濾波模組，所述濾波模組包括繞線變壓器及貼片共模抑制器，所述繞線變壓器包括磁芯及纏繞於所述磁芯的第一組漆包線與第二組漆包線，第一組漆包線與第二組漆包線均包括至少四根漆包線，所述磁芯包括第一部分與第二部分，第一組漆包線僅纏繞於磁芯的第一部分，第二組漆包線僅纏繞於磁芯的第二部分。藉由變壓器繞線方式的改變，能提高電連接器的電氣性能。

1‧‧‧第一組漆包線

2‧‧‧第二組漆包線

100、200‧‧‧變壓器

3‧‧‧磁芯

30‧‧‧中心通孔

31‧‧‧第一部分

32‧‧‧第二部分

5‧‧‧絕緣本體

50‧‧‧濾波模組

500‧‧‧電連接器

501‧‧‧繞線變壓器

502‧‧‧共模抑制器

503、504‧‧‧導電片

505‧‧‧電容

N、B、R、G‧‧‧第一線頭

n、b、r、g‧‧‧第二線頭

第一圖係本發明第一實施例的變壓器的正視圖，其中漆包線組間還未絞合。

第二圖係本發明第一實施例的變壓器的正視圖。

第三圖係第二圖所示變壓器的電路圖。

第四圖係本發明第二實施例的變壓器的正視圖，其中漆包線組間還未絞合。

第五圖係本發明電連接器的分解圖，其中省略了變壓器上的漆包線。

第六圖係第五圖所示電連接器中電路板模組的立體圖。

第七圖係第五圖所示電連接器的電路圖。

請一併參閱第一圖至第三圖，係符合本發明的第一實施例的變壓器100，其包括磁芯3及纏繞於所述磁芯3的第一組漆包線1與第二組漆包線2，第一組漆包線1與第二組漆包線2均包括四根漆包線。

磁芯3包括第一部分31與第二部分32，第一組漆包線1僅纏繞於磁芯3的第一部分31，第二組漆包線2僅纏繞於磁芯3的第二部分32。第一組漆包線1纏繞於磁芯3的部分扭轉絞合在一起，第二組漆包線2纏繞於磁芯3的部分扭轉絞合在一起。第一組漆包線1與第二組漆包線2組成相同，均包括四根不同顏色的漆包線Nn(金色)，Bb(藍色)，Rr(紅色)，Gr(綠色)。第一組漆包線1與第二組漆包線2中絞合在一起的漆包線分別散開後，相同顏色的漆包線絞合到一起用以形成變壓器的初級線圈、次級線圈及中心抽頭(第二圖與第三圖)。所述磁芯3為環形磁芯，所述第一部分31與第二部分32為環形磁芯的相對兩側。

第一圖係第一組漆包線1與第二組漆包線2準備相互絞合時的狀態圖，第一組漆包線1與第二組漆包線2纏繞磁芯3的方向相同，從而第一組漆包線1的第一線頭NBRG分與第二組漆包線2的第二線頭nbrg位於磁芯上側，第一組漆包線1的第二線頭nbrg與第二組漆包線2的第一線頭NBRG位於磁芯3的下側。

請參閱第四圖，係符合本發明的第二實施例的變壓器200，其中第一組漆包線1與第二組漆包線2還未相互絞合。變壓器200電路圖同第一實施例的第三圖，變壓器200的第一組漆包線1與第二組漆包線2相互絞合後同第一實施例的第二圖。變壓器200與變壓器100的區別點在於變壓器200的兩組漆包線的纏繞磁芯的方向相反 ，從而第一組漆包線1的第一線頭NBRG與第二組漆包線2的第一線頭NBRG位於磁芯上側，第一組漆包線1的第二線頭nbrg與第二組漆包線2的第二線頭nbrg位於磁芯3的下側。

第一實施例與第二實施例與先前技術的八根兩組漆包線分離式的纏繞於磁芯上的變壓器相比，降低了漆包線的線間電容，增大了繞組的分佈電容，提高了變壓器的電氣性能，特別係插入損耗與回波損耗。第一實施例相對第二實施例的優點在於便於繞線自動化，由於第一組漆包線1與第二組漆包線2的繞線方向相同，所以，可以利用自動繞線機將一組漆包線連續纏繞磁芯3的第一部分31與第二部分32，然後於中間位置處切斷即形成第一組漆包線1和第二組漆包線2。相反，第二實施例則需要正反兩個方向纏繞漆包線於磁芯上，不便於達成自動化繞線。

下面，將介紹第一實施例中變壓器100的製造方法，其包括如下步驟：(1)提供一環形磁芯3，其具有一中心通孔30；(2)提供一漆包線組，所述漆包線組包括絞合在一起的四根漆包線，所述漆包線組捲成環形，並從中牽出線頭；(3)使一自動繞線機將漆包線組的線頭反覆貫穿環形磁芯的中心通孔30，纏繞環形磁芯3於中心通孔的一側，形成漆包線組的第一部分，再牽引線頭形成一不纏繞於環形磁芯的固定中間部分，然後再使線頭繼續以同一方向貫穿中心通孔依次纏繞環形磁芯3於中心通孔30的相對另一側，形成所述漆包線組的第二部分；(4)將所述漆包線組在中間部分斷開，從而形成分別纏繞於環 形磁芯的第一組漆包線1與第二組漆包線2，第一組漆包線1與第二組漆包線2均形成有按纏繞先後順序形成的第一線頭NBRG與第二線頭nbrg，理出各組漆包線的各線頭，將第一組漆包線1中的第一線頭R與第二組漆包線2中的第一線頭R相互纏繞形成RR，將第一組漆包線1中的第二線頭g與第二組漆包線2中的第二線頭g相互纏繞形成gg，將第一組漆包線1的第一線頭N與第二組漆包線2的第一線頭N相互纏繞形成NN，將第一組漆包線1的第二線頭b與第二組漆包線2的第二線頭b相互纏繞形成bb，將第一漆包線1中的第一線頭G、第二線頭r與第二組漆包線2中的第一線頭G、第二線頭r相互纏繞形成GGrr，將第一漆包線1中的第一線頭B、第二線頭n與第二組漆包線2中的第一線頭B、第二線頭n相互纏繞形成BBnn。

請一併參閱第二圖和第三圖，其中RR與gg為變壓器初級線圈的輸入輸出端，NN與bb為變壓器次級線圈的輸入輸出端，GGrr為初級線圈的中心抽頭，BBnn為次級線圈的中心抽頭。

請一併參閱第五圖至第七圖，一種電連接器500，其包括絕緣本體5、設置於絕緣本體5內的濾波模組50。所述濾波模組50包括繞線變壓器501及與繞線變壓器501相連的貼片共模抑制器502，該繞線變壓器501係採用前述的變壓器100或者變壓器200。濾波模組包括位於電路板上的兩排導電片503、504，繞線變壓器501的初級線圈的輸入端RR、輸出端gg、中心抽頭GGrr分別焊接於導電片503上，繞線變壓器501的次級線圈的輸入端NN、輸出端bb、中心抽頭BBnn分別焊接於導電片504。所述濾波模組50包括五個繞線變壓器501及五個共模抑制器502，其中四個繞線變壓器501分 別與四個共模抑制器502電性連接用於傳輸四個訊號通道，另一繞線變壓器501和另一共模抑制器502電性連接用於共模訊號檢測。請參閱第七圖，所述每個訊號通道之間的繞線變壓器501並聯有一電容505，第二通道中的共模抑制器502並聯有一電容505，第二通道中與第三通道之間並聯有兩個電容505。該等電容505的設置，有利於電連接器500電氣性能的提升。

1‧‧‧第一組漆包線

2‧‧‧第二組漆包線

100‧‧‧變壓器

3‧‧‧磁芯

30‧‧‧中心通孔

31‧‧‧第一部分

32‧‧‧第二部分

N、B、R、G‧‧‧第一線頭

n、b、r、g‧‧‧第二線頭

Claims (9)

1. 一種變壓器，包括磁芯及纏繞於所述磁芯的第一組漆包線與第二組漆包線，第一組漆包線與第二組漆包線均包括四根漆包線，其中所述磁芯包括第一部分與第二部分，第一組漆包線僅纏繞於磁芯的第一部分，第二組漆包線僅纏繞於磁芯的第二部分，所述磁芯為環形磁芯，所述第一部分與第二部分為環形磁芯的相對兩側，所述第一部分係磁芯的左半部分，所述第二部分係磁芯的右半部分。
2. 如申請專利範圍第1項所述的變壓器，其中第一組漆包線纏繞於磁芯的部分扭轉絞合在一起，第二組漆包線纏繞於磁芯的部分扭轉絞合在一起。
3. 如申請專利範圍第2項所述的變壓器，其中第一組漆包線與第二組漆包線組成相同，均包括四根不同顏色的漆包線。
4. 如申請專利範圍第3項所述的變壓器，其中第一組漆包線與第二組漆包線中絞合在一起的漆包線分別散開後，相同顏色的漆包線絞合到一起用以形成變壓器的初級線圈、次級線圈及中心抽頭。
5. 一種變壓器的製造方法，其包括如下步驟：(1)提供一環形磁芯，其具有一中心通孔；(2)提供一漆包線組，所述漆包線組包括絞合在一起的四根漆包線；(3)將所述漆包線組以貫穿中心通孔的方向纏繞於於所述環形磁芯，並形成依次纏繞於環形磁芯的第一部分與第二部分，所述第一部分與第二部分為環形磁芯的相對兩側，所述第一部分係磁芯的左半部分，所述第二部分係磁芯的右半部分，第一部分與第二部分之間具有未纏繞於環形磁芯的中間部分；(4)將所述漆包線組在中間部分斷開，從而形成分別纏繞於環形磁芯的 第一漆包線組與第二漆包線組，理出各組漆包線的各線頭；(5)將第一組漆包線與第二組漆包線的各組線頭分別相應絞合形成變壓器的初級線圈輸入輸出端、次級線圈輸入輸出端及初級線圈與次級線圈的中心抽頭。
6. 如申請專利範圍第5項所述的變壓器的製造方法，其中步驟(2)中，提供的漆包線組捲成環形，並從中牽出線頭，步驟(3)中，使一自動繞線機將漆包線組的線頭反覆貫穿環形磁芯的中心通孔，纏繞環形磁芯於中心通孔的一側，形成漆包線組的第一部分，再牽引線頭形成一不纏繞於環形磁芯的固定中間部分，然後再使線頭繼續以同一方向貫穿中心通孔依次纏繞環形磁芯於中心通孔的相對另一側，形成所述漆包線組的第二部分，再將繞好的漆包線組從環形線捲裁斷。
7. 如申請專利範圍第6項所述的變壓器的製造方法，其中步驟(3)形成的第一漆包線組與第二漆包線組形成有按纏繞先後順序形成的第一線頭與第二線頭，並令第一漆包線組的四根漆包線為第一至第四漆包線，第二漆包線組的四根漆包線為第五至第八漆包線，步驟(5)中，將第一漆包線的第一線頭與第五漆包線的第一線頭作為原邊線圈的輸入端，將第二漆包線的第二線頭與第六漆包線的第二線頭作為原邊線圈的輸出端，將第一漆包線的第二線頭、第二漆包線的第一線頭、第五漆包線的第二線頭與第六漆包線的第一線頭作為中心抽頭，將第三漆包線的第一線頭與第七漆包線的第一線頭作為原邊線圈的輸入端，將第四漆包線的第二線頭與第八漆包線的第二線頭作為原邊線圈的輸出端，將第三漆包線的第二線頭、第四漆包線的第一線頭、第七漆包線的第二線頭與第八漆包線的第一線頭作為中心抽頭。
8. 一種電連接器，其包括絕緣本體、設置於絕緣本體內的濾波模組，所述濾波模組包括繞線變壓器及貼片共模抑制器，其中所述繞線變壓器包括 磁芯及纏繞於所述磁芯的第一組漆包線與第二組漆包線，第一組漆包線與第二組漆包線均包括至少四根漆包線，所述磁芯包括第一部分與第二部分，第一組漆包線僅纏繞於磁芯的第一部分，第二組漆包線僅纏繞於磁芯的第二部分，所述磁芯為環形磁芯，所述第一部分與第二部分為環形磁芯的相對兩側，所述第一部分係磁芯的左半部分，所述第二部分係磁芯的右半部分。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電連接器，其中所述濾波模組包括五個變壓器及五個共模抑制器，其中四個變壓器與四個共模抑制器電性連接用於傳輸四個訊號通道，另一變壓器和另一共模抑制電性連接用於共模訊號檢測。