TWI512769B - 變壓器 - Google Patents

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TWI512769B
TWI512769B TW103134282A TW103134282A TWI512769B TW I512769 B TWI512769 B TW I512769B TW 103134282 A TW103134282 A TW 103134282A TW 103134282 A TW103134282 A TW 103134282A TW I512769 B TWI512769 B TW I512769B
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Chien Ming Wu
Hung Yen Chien
Kuan Hung Wu
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Chroma Ate Inc
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Description

變壓器
本發明係關於一種變壓器,特別是一種漏電感(leakage inductance)降低的變壓器。
電力使用時,通常會運用各種不同的電壓,以進行不同的工作。舉例而言,當發電廠發電後欲將電力傳輸至遠方時,會將電壓上升至數萬伏特。欲將電力傳輸至家用時,會依電力使用類型及各國法規將電壓降至220伏特、110伏特或100伏特等各種不同的電壓值。當要使用電子裝置時,則必須再將電力降至各種不同的電壓值。此時,往往需要變壓器進行電壓轉換。
變壓器是利用對第一線圈輸入電力而產生磁力,再藉由導磁元件將磁力引導至第二線圈,以令第二線圈輸出電力。根據第一線圈及第二線圈的圈數比例,使得輸入的電壓值及輸出的電壓值也隨之具有各種變化。例如第一線圈及第二線圈的圈數相同時,輸入的電壓值及輸出的電壓值實質上相同,而此變壓器可為隔離電路用之隔離變壓器。第一線圈及第二線圈的圈數不同時,能夠使輸入的電壓值及輸出的電壓值的比例與第一線圈及第二線圈的圈數的比例相同。
目前所使用的變壓器,是先將片狀的第一線圈纏繞 在導磁元件上,再將線狀的第二線圈纏繞在第一線圈之外。如此之變壓器於第一線圈及第二線圈之間會有較大的空隙,使得二者耦合的程度不佳,而會產生較大的漏電感。而當漏電感較大時,第一線圈及第二線圈之電壓轉換的效率較差。而且,在高頻開關截止時,突波電壓會較大。
有鑑於以上的問題,本發明提出一種變壓器,藉由增加第一導電片及第二導電片的耦合程度,以降低漏電感所造成之電壓轉換效率問題。
本發明揭露一種變壓器,包括一導磁芯及一導電件。導電件包括相互堆疊且彼此電性絕緣的一第一導電片及一第二導電片。導電件纏繞導磁芯,以令第一導電片環繞導磁芯之圈數為一圈以上且第二導電片環繞導磁芯之圈數為一圈以上。
根據本發明之變壓器,能夠藉由導電件之第一導電片及第二導電片相互堆疊再纏繞於導磁芯的結構,使得第一導電片及第二導電片之間空隙較小,以增加第一導電片及第二導電片的耦合程度,而能進一步降低漏電感所造成之電壓轉換效率問題,且令變壓器在使用上更接近理想特性。此外,在高頻開關截止時,降低漏電感還可以讓突波電壓變得較小。
以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理,並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。
1、2、3、4‧‧‧變壓器
11、21、31、41‧‧‧導磁芯
12、22、32、42‧‧‧隔絕片
13、23、33、43‧‧‧導電件
131、231、331、431‧‧‧第一導電片
131a、231a、331a、431a‧‧‧第一內表面
131b、231b、331b、431b‧‧‧第一外表面
131c、231c‧‧‧第一側緣
132、232、332、432‧‧‧第二導電片
132a、232a、332a、432a‧‧‧第二內表面
132b、232b、332b、432b‧‧‧第二外表面
132c、232c‧‧‧第二側緣
134、234‧‧‧第一絕緣膜
135、235‧‧‧第二絕緣膜
233、333、433‧‧‧第三導電片
233a、333a、433a‧‧‧第三內表面
233b、333b、433b‧‧‧第三外表面
233c‧‧‧第三側緣
236‧‧‧第三絕緣膜
D‧‧‧距離
LD‧‧‧長度方向
P1、P1’‧‧‧第一段
P2、P2’‧‧‧第二段
P3、P3’‧‧‧第三段
P4‧‧‧第四段
P5‧‧‧第五段
R‧‧‧纏繞方向
第1圖繪示依照本發明之一實施例之變壓器之立體分解圖。
第2圖繪示第1圖之變壓器之側視分解示意圖。
第3圖繪示第1圖之變壓器之側視示意圖。
第4圖繪示第3圖之變壓器之另一側視分解示意圖。
第5圖繪示依照本發明之另一實施例之變壓器之立體分解圖。
第6圖繪示第5圖之變壓器之側視分解示意圖。
第7圖繪示第5圖之變壓器之側視示意圖。
第8圖、第9圖及第10圖繪示第7圖之變壓器之其他側視分解示意圖。
第11圖繪示依照本發明之另一實施例之變壓器之側視分解示意圖。
第12圖繪示第11圖之變壓器之側視示意圖。
第13圖及第14圖繪示第12圖之變壓器之其他側視分解示意圖。
第15圖繪示依照本發明之另一實施例之變壓器之側視分解示意圖。
第16圖繪示第15圖之變壓器之側視示意圖。
第17圖及第18圖繪示第16圖之變壓器之其他側視分解示意圖。
以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點,其內容足以使任何本領域中具通常知識者了解本發明之技術內容並據以實施,且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式,任何本領域中具通常知識者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點,但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參照第1圖、第2圖及第3圖,第1圖繪示依照本發明之一實施例之變壓器1之立體分解圖,第2圖繪示第1圖之變壓器1之側視分解示意圖,第3圖繪示第1圖之變壓器1之側視示意圖。如第1圖所示,變壓器1包括一導磁芯11、一隔絕片12及一導電件13。隔絕片12包覆於導磁芯11外圍。導電件13纏繞被隔絕片12包覆之導磁芯11。隔絕片12能夠為紙筒或是紙片。隔絕片12介於導磁芯11及導電件13之間,以電性絕緣導磁芯11及導電件13。
導電件13包括一第一導電片131、一第二導電片132、一第一絕緣膜134及一第二絕緣膜135。第一導電片131具有相對之一第一內表面131a及一第一外表面131b,以及位於二者之間之相對二第一側緣131c。第二導電片132具有相對之一第二內表面132a及一第二外表面132b,以及位於二者之間之相對二第二側緣132c。第一內表面131a及第二內表面132a皆朝向導磁芯11。第一絕緣膜134貼附於第一外表面131b且包覆於第一導電片131之相對二第一側緣131c。第二絕緣膜135貼附於第二 外表面132b且包覆於第二導電片132之相對二第二側緣132c。藉此,於第一導電片131及第二導電片132相互堆疊時,得以彼此電性絕緣。於其他實施例中,第一絕緣膜134及第二絕緣膜135亦可分別貼附於第一內表面131a及第二內表面132a。此外,於其他實施例中,若是要為了令第一導電片131及第二導電片132之間具有更好的絕緣性,第一絕緣膜134也可以既貼附於第一外表面131b也貼附於第一內表面131a,第二絕緣膜135也可以既貼附於第二外表面132b也貼附於第二內表面132a。
於第2圖之示意圖中,由於第1圖所示之第一絕緣膜134及第二絕緣膜135之厚度能夠極薄,故忽略不繪。如第2圖所示,第一導電片131與第二導電片132具有相異長度,但於其他實施例中二者也能具有相同或相近的長度。於本實施例中,第一導電片131之長度大於第二導電片132之長度。導電件13尚未纏繞導磁芯11時,第一導電片131及第二導電片132相互堆疊,且第二導電片132之第二外表面132b朝向第一導電片131的第一內表面131a。第二導電片132能夠放置於第一導電片131的中央位置,也能夠有所偏移。導電件13依第2圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片12包覆之導磁芯11。
如第3圖所示,導電件13纏繞導磁芯11,而使得第一導電片131及第二導電片132環繞導磁芯11。導電件13於纏繞導磁芯11的過程中,會堆疊於導電件13自身先前已纏繞於導磁芯11之部分。因此,第二導電片132之至少其中一段的相 對二面會夾設於第一導電片131之相異二段。
由於第一導電片131與第二導電片132具有相異長度,故第一導電片131環繞導磁芯11之圈數與第二導電片132環繞導磁芯11之圈數相異。於其他實施例中,第一導電片131與第二導電片132也能具有相同或相近的長度,故第一導電片131環繞導磁芯11之圈數與第二導電片132環繞導磁芯11之圈數也能夠依需求而相同。於本實施例中,第一導電片131環繞導磁芯11之總圈數為六圈,第二導電片132環繞導磁芯11之總圈數二圈,但不限於此。使用者能夠依照所需要的圈數比例調整第一導電片131及第二導電片132的長度。
詳言之,如第2圖及第3圖所示之本實施例中,導電件13可分為三段。第一段P1僅含有第一導電片131的部分。第二段P2含有第二導電片132及第一導電片131重疊的部分。第三段P3亦僅含有第一導電片131的部分。
導電件13之第一段P1能先纏繞導磁芯11二又二分之一圈,而令第一導電片131能先環繞導磁芯11二又二分之一圈。接著,導電件13之第二段P2能纏繞導磁芯11二圈。此時,第二導電片132及第一導電片131交錯地環繞導磁芯11。即,第二導電片132會先環繞導磁芯11一圈,第一導電片131再環繞導磁芯11一圈,第二導電片132再次環繞導磁芯11一圈,第一導電片131接著再環繞導磁芯11一圈。之後,導電件13之第三段P3會再纏繞導磁芯11一又二分之一圈,而令第一導電片131 再環繞導磁芯11一又二分之一圈。
於本實施例中,從導磁芯11向外的導電件13的分佈,為二又二分之一圈的第一導電片131,一圈的第二導電片132,一圈的第一導電片131,一圈的第二導電片132,及二又二分之一圈的第一導電片131。因此,於導電件13纏繞導磁芯11時,第二導電片132實際上是介於第一導電片131所造成之圈數的中央。藉此,能夠提升第一導電片131及第二導電片132的交錯程度,降低第一導電片131及第二導電片132的漏電感,且提升二者的耦合度。
於本實施例中,由於第一導電片131的圈數是第二導電片132的圈數的三倍,故第一導電片131的兩端的電壓約為第二導電片132的兩端的電壓的三倍。當使用者要使用第3圖所示之變壓器1時,若是要從高電壓降至低電壓,則從圈數較多的第一導電片131的兩端輸入高電壓,便可從圈數較少的第二導電片132的兩端得到低電壓。若是要從低電壓升至高電壓,則從圈數較少的第二導電片132的兩端輸入低電壓,便可從圈數較多的第一導電片131的兩端得到高電壓。
請參照第4圖,繪示第3圖之變壓器1之另一側視分解示意圖。當導電件13從被隔絕片12包覆之導磁芯11轉開時,第4圖顯示出另外一種有別於第2圖中之導電件13的編排方式,但同樣能夠形成第3圖之變壓器1。於第4圖之示意圖中,由於第1圖所示之第一絕緣膜134及第二絕緣膜135之厚度能夠 極薄,故忽略不繪。
如第4圖所示,第一導電片131及第二導電片132相互堆疊,且第一導電片131之第一外表面131b朝向第二導電片132的第二內表面132a。相較於第2圖,第4圖中之第二導電片132的位置更接近於導電件13中較先纏繞導磁芯11之一端,第2圖及第4圖中第二導電片132之位置相差的距離D為導電件13纏繞導磁芯11一圈所需的長度。導電件13也能夠依第4圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片12包覆之導磁芯11。
詳言之,於第4圖中,導電件13可分為三段。第一段P1’僅含有第一導電片131的部分。第二段P2’含有第一導電片131及第二導電片132重疊的部分。第三段P3’亦僅含有第一導電片131的部分。
導電件13之第一段P1’能先纏繞導磁芯11一又二分之一圈,而令第一導電片131能先環繞導磁芯11一又二分之一圈。接著,導電件13之第二段P2’能纏繞導磁芯11二圈。此時,第一導電片131及第二導電片132交錯地環繞導磁芯11。即,第一導電片131會先環繞導磁芯11一圈,第二導電片132再環繞導磁芯11一圈,第一導電片131再次環繞導磁芯11一圈,第二導電片132接著再環繞導磁芯11一圈。之後,導電件13之第三段P3’會再纏繞導磁芯11二又二分之一圈,而令第一導電片131再環繞導磁芯11二又二分之一圈。
依第4圖令導電件13纏繞導磁芯11時,從導磁芯 11向外的導電件13的分佈,亦為二又二分之一圈的第一導電片131,一圈的第二導電片132,一圈的第一導電片131,一圈的第二導電片132,及二又二分之一圈的第一導電片131。如此之分佈與第3圖所示的分佈相同。
請參照第5圖、第6圖及第7圖,第5圖繪示依照本發明之另一實施例之變壓器2之立體分解圖,第6圖繪示第5圖之變壓器2之側視分解示意圖,第7圖繪示第5圖之變壓器2之側視示意圖。如第5圖所示,與第1圖之變壓器1類似,本實施例之變壓器2亦包括一導磁芯21、一隔絕片22及一導電件23。
然而,於本實施例中,導電件23包括一第一導電片231、一第二導電片232、一第三導電片233、一第一絕緣膜234、一第二絕緣膜235、及一第三絕緣膜236。第一導電片231之第一內表面231a、第二導電片232之第二內表面232a及第三導電片233之第三內表面233a皆朝向導磁芯21。第一絕緣膜234貼附於第一導電片231之第一外表面231b且包覆於第一導電片231之相對二第一側緣231c。第二絕緣膜235貼附於第二導電片232之第二外表面232b且包覆於第二導電片232之相對二第二側緣232c。第三絕緣膜236貼附於第三導電片233之第三外表面233b且包覆於第三導電片233之相對二第三側緣233c。藉此,於第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233相互堆疊時,得以彼此電性絕緣。
於第6圖之示意圖中,由於第5圖所示之第一絕緣 膜234、第二絕緣膜235及第三絕緣膜236之厚度能夠極薄,故忽略不繪。如第6圖所示,第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233具有相異長度,但於其他實施例中三者也能具有相同或相近的長度,或者三者中之其中二者具有相同或相近的長度。於本實施例中,第一導電片231之長度大於第二導電片232之長度,第三導電片233之長度介於第一導電片231之長度及第二導電片232之長度之間。導電件23尚未纏繞導磁芯21時,第二導電片232與第二導電片333沿導電件23之一長度方向LD排列,並分別與第一導電片231相互堆疊。第二導電片232之第二外表面232b及第三導電片233之第三外表面233b皆朝向第一導電片231的第一內表面231a。導電件23依第6圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片22包覆之導磁芯21。
如第7圖所示,導電件23纏繞導磁芯21,而使得第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233環繞導磁芯21。導電件23於纏繞導磁芯21的過程中,會堆疊於導電件23自身先前已纏繞於導磁芯21之部分。因此,第二導電片232之至少其中一段的相對二面會夾設於第一導電片231之相異二段,第三導電片233之至少其中一段的相對二面會夾設於第一導電片231之相異二段。
由於第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233具有相異長度,故第一導電片231環繞導磁芯21之圈數、第二導電片232環繞導磁芯21之圈數及第三導電片233環繞導 磁芯21之圈數相異。於其他實施例中,第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233也能具有相同或相近的長度,或者其中二者能具有相同或相近的長度。故第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233中具相同或相近長度者,於環繞導磁芯21時之圈數也能夠依需求而相同。於本實施例中,第一導電片231環繞導磁芯21之總圈數為十圈,第二導電片232環繞導磁芯21之總圈數二圈,第三導電片233環繞導磁芯21之總圈數三圈,但不限於此。使用者能夠依照所需要的圈數比例調整第一導電片231、第二導電片232及第三導電片233的長度。
詳言之,如第6圖及第7圖所示之本實施例中,導電件23可分為五段。第一段P1僅含有第一導電片231的部分。第二段P2含有第二導電片232及第一導電片231重疊的部分。第三段P3亦僅含有第一導電片231的部分。第四段P4含有第三導電片233及第一導電片231重疊的部分。第五段P5亦僅含有第一導電片231的部分。
導電件23之第一段P1能先纏繞導磁芯21二圈,而令第一導電片231能先環繞導磁芯21二圈。接著,導電件23之第二段P2能纏繞導磁芯21二圈。此時,第二導電片232及第一導電片231交錯地環繞導磁芯21。即,第二導電片232會先環繞導磁芯21一圈,第一導電片231再環繞導磁芯21一圈,第二導電片232再次環繞導磁芯21一圈,第一導電片231接著再環繞導磁芯21一圈。再接下來,導電件23之第三段P3會再纏繞導 磁芯21二圈,而令第一導電片231再環繞導磁芯21二圈。
接著,導電件23之第四段P4能纏繞導磁芯21三圈。此時,第三導電片233及第一導電片231交錯地環繞導磁芯21。即,第三導電片232會先環繞導磁芯21一圈,第一導電片231再環繞導磁芯21一圈,又令第三導電片233環繞導磁芯21一圈,再令第一導電片231環繞導磁芯21一圈,第三導電片233再次環繞導磁芯21一圈,第一導電片231接著再環繞導磁芯21一圈。之後,導電件23之第五段P5會再纏繞導磁芯21一圈,而令第一導電片231再環繞導磁芯21一圈。
於本實施例中,從導磁芯21向外的導電件23的分佈,為二圈的第一導電片231,一圈的第二導電片232,一圈的第一導電片231,一圈的第二導電片232,三圈的第一導電片231,一圈的第三導電片233,一圈的第一導電片231,一圈的第三導電片233,一圈的第一導電片231,一圈的第三導電片233,及二圈的第一導電片231。
因此,於導電件23纏繞導磁芯21時,第二導電片232及第三導電片233交錯於第一導電片231所造成之圈數的內部。藉此,能夠提升第一導電片231及第二導電片232的交錯程度,降低第一導電片231及第二導電片232的漏電感,且提升二者的耦合度。而且,還能夠提升第一導電片231及第三導電片233的交錯程度,降低第一導電片231及第三導電片233的漏電感,且提升二者的耦合度。
於本實施例中,由於第一導電片231的圈數是第二導電片232的圈數的五倍,故第一導電片231的兩端的電壓約為第二導電片232的兩端的電壓的五倍。由於第一導電片231的圈數是第三導電片233的圈數的三又三分之一倍,故第一導電片231的兩端的電壓約為第三導電片233的兩端的電壓的三又三分之一倍。
當使用者要使用第7圖所示之變壓器2時,若是要從高電壓降至低電壓,則能從圈數較多的第一導電片231的兩端輸入高電壓。再根據所需要之低電壓的大小,可從圈數較少的第二導電片232或第三導電片233切換選擇而得到低電壓。其中,由於第三導電片233之圈數較第二導電片232之圈數多,故第三導電片233的兩端所得到的電壓會比第二導電片232的兩端所得到的電壓高。若是要從低電壓升至高電壓,則從圈數較少的第二導電片232或第三導電片233輸入低電壓,便可從圈數較多的第一導電片231的兩端得到高電壓。由於第三導電片233之圈數較第二導電片232之圈數多,故從第三導電片233的兩端或第二導電片232的兩端輸入相同電壓,前者從第一導電片231的兩端所得到的電壓會低於後者從第一導電片231的兩端所得到的電壓。
請參照第8圖、第9圖及第10圖,繪示第7圖之變壓器2之其他側視分解示意圖。當導電件23從被隔絕片22包覆之導磁芯21轉開時,第8圖、第9圖及第10圖分別顯示出其他種有別於第6圖中之導電件23的編排方式,但同樣能夠形成第7 圖之變壓器2。於第8圖、第9圖及第10圖之示意圖中,由於第5圖所示之第一絕緣膜234、第二絕緣膜235及第三絕緣膜236之厚度能夠極薄,故忽略不繪。
如第8圖所示,第二導電片232之第二內表面232a朝向第一導電片231的第一外表面231b,第三導電片233之第三外表面233b朝向第一導電片231的第一內表面231a。相較於第6圖,第8圖中之第二導電片232的位置更接近於導電件23中較先纏繞導磁芯21之一端。導電件23也能夠依第8圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片22包覆之導磁芯21。
如第9圖所示,第二導電片232之第二內表面232a及第三導電片233之第三內表面233a皆朝向第一導電片231的第一外表面231b。相較於第6圖,第9圖中之第二導電片232的位置更接近於導電件23中較先纏繞導磁芯21之一端,第9圖中之第三導電片233的位置更接近於導電件23中較先纏繞導磁芯21之一端。導電件23也能夠依第9圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片22包覆之導磁芯21。
如第10圖所示,第二導電片232之第二外表面232b朝向第一導電片231的第一內表面231a,第三導電片233之第三內表面233a朝向第一導電片231的第一外表面231b。相較於第6圖,第10圖中之第三導電片233的位置更接近於導電件23中較先纏繞導磁芯21之一端。導電件23也能夠依第10圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片22包覆之導磁芯21。
請參照第11圖及第12圖,第11圖繪示依照本發明之另一實施例之變壓器3之側視分解示意圖,第12圖繪示第11圖之變壓器3之側視示意圖。如第11圖所示,與第5圖及第6圖之變壓器2類似,本實施例之變壓器3亦包括一導磁芯31、一隔絕片32及一導電件33。導電件33包括彼此電性絕緣之一第一導電片331、一第二導電片332及一第三導電片333。第一導電片331、第二導電片332及第三導電片333之絕緣方式,能與第5圖之變壓器2中所示之絕緣方式類似,故不再加以贅述。
然而,於本實施例中,第一導電片331之長度大於第二導電片332之長度,第二導電片332之長度大於第三導電片333之長度。導電件33尚未纏繞導磁芯31時,第三導電片333堆疊於第二導電片332上,第二導電片332堆疊於第一導電片331上。第二導電片332之第二外表面332b朝向第一導電片331的第一內表面331a。第三導電片333之第三外表面333b朝向第二導電片332的第二內表面332a。導電件33依第11圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片32包覆之導磁芯31。
如第12圖所示,導電件33纏繞導磁芯21,而使得第一導電片331、第二導電片332及第三導電片333環繞導磁芯31。導電件33於纏繞導磁芯31的過程中,會堆疊於導電件33自身先前已纏繞於導磁芯31之部分。因此,至少部分的第二導電片332及至少部分的第三導電片333會夾設於第一導電片331之相異二段。
由於第一導電片331、第二導電片332及第三導電片333具有相異長度,故第一導電片331環繞導磁芯31之圈數、第二導電片332環繞導磁芯31之圈數及第三導電片333環繞導磁芯31之圈數相異。於本實施例中,第一導電片331環繞導磁芯31之總圈數為六圈,第二導電片332環繞導磁芯31之總圈數四圈,第三導電片333環繞導磁芯31之總圈數二圈,但不限於此。使用者能夠依照所需要的圈數比例調整第一導電片331、第二導電片332及第三導電片333的長度。
詳言之,如第11圖及第12圖所示之本實施例中,導電件33可分為五段。第一段P1僅含有第一導電片331的部分。第二段P2含有第二導電片332及第一導電片331重疊的部分。第三段P3含有第三導電片333、第二導電片332及第一導電片331重疊的部分。第四段P4亦含有第二導電片332及第一導電片331重疊的部分。第五段P5亦僅含有第一導電片331的部分。
導電件33之第一段P1能先纏繞導磁芯31一又二分之一圈,而令第一導電片331能先環繞導磁芯31一又二分之一圈。接著,導電件33之第二段P2能纏繞導磁芯31一圈。此時,第二導電片332及第一導電片331交錯地環繞導磁芯31。即,第二導電片332會先環繞導磁芯31一圈,第一導電片331再環繞導磁芯31一圈。
再接下來,導電件33之第三段P3會再纏繞導磁芯31二圈。此時,第三導電片333、第二導電片332及第一導電片 331會交錯地環繞導磁芯31。即,第三導電片333會先環繞導磁芯31一圈,第二導電片332再環繞導磁芯31一圈,又令第一導電片331環繞導磁芯31一圈,再令第三導電片333環繞導磁芯31一圈,第二導電片332再次環繞導磁芯31一圈,第一導電片331接著再環繞導磁芯31一圈。
接著,導電件33之第四段P4能纏繞導磁芯31一圈。此時,第二導電片332及第一導電片331交錯地環繞導磁芯31。即,第二導電片332會先環繞導磁芯31一圈,第一導電片331再環繞導磁芯31一圈。之後,導電件33之第五段P5會再纏繞導磁芯31二分之一圈,而令第一導電片331再環繞導磁芯31二分之一圈。
於本實施例中,從導磁芯31向外的導電件33的分佈,為一又二分之一圈的第一導電片331,一圈的第二導電片332,一圈的第一導電片331,一圈的第三導電片333,一圈的第二導電片332,一圈的第一導電片331,一圈的第三導電片333,一圈的第二導電片332,一圈的第一導電片331,一圈的第二導電片332,及一又二分之一圈的第一導電片331。
因此,於導電件33纏繞導磁芯31時,第二導電片332及第三導電片333交錯於第一導電片331所造成之圈數的內部。藉此,能夠提升第一導電片331及第二導電片332的交錯程度,降低第一導電片331及第二導電片332的漏電感,且提升二者的耦合度。而且,還能夠提升第一導電片331及第三導電片333 的交錯程度,降低第一導電片331及第三導電片333的漏電感,且提升二者的耦合度。此外,第三導電片333交錯於第二導電片332所造成之圈數的內部。藉此,能夠提升第二導電片332及第三導電片333的交錯程度,降低第二導電片332及第三導電片333的漏電感,且提升二者的耦合度。
於本實施例中,由於第一導電片331的圈數是第二導電片332的圈數的一又二分之一倍,故第一導電片331的兩端的電壓約為第二導電片332的兩端的電壓的一又二分之一倍。由於第一導電片331的圈數是第三導電片333的圈數的三倍,故第一導電片331的兩端的電壓約為第三導電片333的兩端的電壓的三倍。由於第二導電片332的圈數是第三導電片333的圈數的二倍,故第二導電片332的兩端的電壓約為第三導電片333的兩端的電壓的二倍。
當使用者要使用第12圖所示之變壓器3時,若是要從高電壓降至低電壓,則能從圈數較多的第一導電片331的兩端輸入高電壓。再根據所需要之低電壓的大小,可從圈數較少的第二導電片332或第三導電片333切換選擇而得到低電壓。其中,由於第二導電片332之圈數較第三導電片333之圈數多,故第二導電片332的兩端所得到的電壓會比第三導電片333的兩端所得到的電壓高。另外,亦可以從圈數較多的第二導電片332的兩端輸入高電壓,而從圈數較少的第三導電片333得到低電壓。
若是要從低電壓升至高電壓,則從圈數較少的第二 導電片332或第三導電片333輸入低電壓,便可從圈數較多的第一導電片331的兩端得到高電壓。由於第二導電片332之圈數較第三導電片333之圈數多,故從第二導電片332的兩端或第三導電片333的兩端輸入相同電壓,前者從第一導電片331的兩端所得到的電壓會低於後者從第一導電片331的兩端所得到的電壓。另外,亦可以從圈數較少的第三導電片333輸入低電壓,便可從圈數較多的第二導電片332的兩端得到高電壓。
請參照第13圖及第14圖,繪示第12圖之變壓器3之其他側視分解示意圖。當導電件33從被隔絕片32包覆之導磁芯31轉開時,第13圖及第14圖分別顯示出其他種有別於第11圖中之導電件33的編排方式,但同樣能夠形成第12圖之變壓器3。
如第13圖所示,第二導電片332之第二外表面332b朝向第一導電片331的第一內表面331a,第三導電片333之第三內表面333a朝向第一導電片331的第一外表面331b。相較於第11圖,第13圖中之第三導電片333的位置更接近於導電件33中較先纏繞導磁芯31之一端。導電件33也能夠依第13圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片32包覆之導磁芯31。
如第14圖所示,第二導電片332之第二內表面332a及第三導電片333之第三內表面333a皆朝向第一導電片331的第一外表面331b。相較於第11圖,第14圖中之第二導電片332的位置更接近於導電件33中較先纏繞導磁芯31之一端,第14 圖中之第三導電片333的位置更接近於導電件33中較先纏繞導磁芯31之一端。導電件33也能夠依第14圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片32包覆之導磁芯31。
請參照第15圖及第16圖,第15圖繪示依照本發明之另一實施例之變壓器4之側視分解示意圖,第16圖繪示第15圖之變壓器4之側視示意圖。如第15圖所示,與第11圖之變壓器3類似,本實施例之變壓器4亦包括一導磁芯41、一隔絕片42及一導電件43。導電件43包括彼此電性絕緣之一第一導電片431、一第二導電片432及一第三導電片433。第一導電片431、第二導電片432及第三導電片433之絕緣方式,能與第5圖之變壓器2中所示之絕緣方式類似,故不再加以贅述。
然而,於本實施例中,導電件43尚未纏繞導磁芯41時,第二導電片432之第二外表面432b朝向第一導電片431的第一內表面431a。第三導電片433之第三外表面433b朝向第二導電片432的第二內表面432a且朝向第一導電片431的第一內表面431a,故第三導電片433之一部分同時與第一導電片431及第二導電片432重疊,另一部分僅與第一導電片431重疊。導電件43依第15圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片42包覆之導磁芯41。
如第16圖所示,導電件43纏繞導磁芯41,而使得第一導電片431、第二導電片432及第三導電片433環繞導磁芯41。導電件43於纏繞導磁芯41的過程中,會堆疊於導電件43 自身先前已纏繞於導磁芯41之部分。因此,至少部分的第二導電片432及至少部分的第三導電片433會夾設於第一導電片431之相異二段。
由於第一導電片431、第二導電片432及第三導電片433具有相異長度,故第一導電片431環繞導磁芯41之圈數、第二導電片432環繞導磁芯41之圈數及第三導電片433環繞導磁芯41之圈數相異。於本實施例中,第一導電片431環繞導磁芯41之總圈數為六圈,第二導電片432環繞導磁芯41之總圈數三圈,第三導電片433環繞導磁芯41之總圈數二圈,但不限於此。使用者能夠依照所需要的圈數比例調整第一導電片431、第二導電片432及第三導電片433的長度。
詳言之,如第15圖及第16圖所示之本實施例中,導電件43可分為五段。第一段P1僅含有第一導電片431的部分。第二段P2含有第二導電片432及第一導電片431重疊的部分。第三段P3含有第三導電片433、第二導電片432及第一導電片431重疊的部分。第四段P4含有第三導電片433及第一導電片431重疊的部分。第五段P5亦僅含有第一導電片431的部分。
導電件43之第一段P1能先纏繞導磁芯41一又二分之一圈,而令第一導電片431能先環繞導磁芯41一又二分之一圈。接著,導電件43之第二段P2能纏繞導磁芯41二圈。此時,第二導電片432及第一導電片431交錯地環繞導磁芯41。即,第二導電片432會先環繞導磁芯41一圈,第一導電片431再環繞 導磁芯41一圈,第二導電片432再次環繞導磁芯41一圈,第一導電片431接著再環繞導磁芯41一圈。
再接下來,導電件43之第三段P3會再纏繞導磁芯41一圈。此時,第三導電片433、第二導電片432及第一導電片431會交錯地環繞導磁芯41。即,第三導電片433會先環繞導磁芯41一圈,第二導電片432再環繞導磁芯41一圈,又令第一導電片431環繞導磁芯41一圈。
接著,導電件43之第四段P4能纏繞導磁芯41一圈。此時,第三導電片433及第一導電片431交錯地環繞導磁芯41。即,第三導電片433會先環繞導磁芯41一圈,第一導電片431再環繞導磁芯41一圈。之後,導電件43之第五段P5會再纏繞導磁芯41二分之一圈,而令第一導電片431再環繞導磁芯41二分之一圈。
於本實施例中,從導磁芯41向外的導電件43的分佈,為一又二分之一圈的第一導電片431,一圈的第二導電片432,一圈的第一導電片431,一圈的第二導電片432,一圈的第一導電片431,一圈的第三導電片433,一圈的第二導電片432,一圈的第一導電片431,一圈的第三導電片433,及一又二分之一圈的第一導電片431。
因此,於導電件43纏繞導磁芯41時,第二導電片432及第三導電片433交錯於第一導電片431所造成之圈數的內部。藉此,能夠提升第一導電片431及第二導電片432的交錯程 度,降低第一導電片431及第二導電片432的漏電感,且提升二者的耦合度。而且,還能夠提升第一導電片431及第三導電片433的交錯程度,降低第一導電片431及第三導電片433的漏電感,且提升二者的耦合度。
於本實施例中,由於第一導電片431的圈數是第二導電片432的圈數的二倍,故第一導電片431的兩端的電壓約為第二導電片432的兩端的電壓的二倍。由於第一導電片431的圈數是第三導電片433的圈數的三倍,故第一導電片431的兩端的電壓約為第三導電片433的兩端的電壓的三倍。由於第二導電片432的圈數是第三導電片433的圈數的一又二分之一倍,故第二導電片432的兩端的電壓約為第三導電片433的兩端的電壓的一又二分之一倍。
當使用者要使用第16圖所示之變壓器4時,若是要從高電壓降至低電壓,則能從圈數較多的第一導電片431的兩端輸入高電壓。再根據所需要之低電壓的大小,可從圈數較少的第二導電片432或第三導電片433切換選擇而得到低電壓。其中,由於第二導電片432之圈數較第三導電片433之圈數多,故第二導電片432的兩端所得到的電壓會比第三導電片433的兩端所得到的電壓高。
若是要從低電壓升至高電壓,則從圈數較少的第二導電片432或第三導電片433輸入低電壓,便可從圈數較多的第一導電片431的兩端得到高電壓。由於第二導電片432之圈數較 第三導電片433之圈數多,故從第二導電片432的兩端或第三導電片433的兩端輸入相同電壓,前者從第一導電片431的兩端所得到的電壓會低於後者從第一導電片431的兩端所得到的電壓。
請參照第17圖及第18圖,繪示第16圖之變壓器4之其他側視分解示意圖。當導電件43從被隔絕片42包覆之導磁芯41轉開時,第17圖及第18圖分別顯示出其他種有別於第15圖中之導電件43的編排方式,但同樣能夠形成第16圖之變壓器4。
如第17圖所示,第二導電片432之第二外表面432b朝向第一導電片431的第一內表面431a,第三導電片433之第三內表面433a朝向第一導電片431的第一外表面431b。相較於第15圖,第17圖中之第三導電片433的位置更接近於導電件43中較先纏繞導磁芯41之一端。導電件43也能夠依第17圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片42包覆之導磁芯41。
如第18圖所示,第二導電片432之第二內表面432a及第三導電片433之第三內表面433a皆朝向第一導電片431的第一外表面431b。相較於第15圖,第18圖中之第二導電片432的位置更接近於導電件43中較先纏繞導磁芯41之一端,第18圖中之第三導電片433的位置更接近於導電件43中較先纏繞導磁芯41之一端。導電件43也能夠依第18圖之纏繞方向R纏繞被隔絕片42包覆之導磁芯41。
綜上所述,本發明之變壓器,能夠藉由導電件之第 一導電片及第二導電片相互堆疊再纏繞於導磁芯的結構,使得第一導電片及第二導電片之間空隙較小,以增加第一導電片及第二導電片的耦合程度,而能進一步降低漏電感所造成之電壓轉換效率問題,且令變壓器在使用上更接近理想特性。此外,在高頻開關截止時,降低漏電感還可以讓突波電壓變得較小。再者,藉由導電件中的第一導電片、第二導電片及第三導電片相互堆疊再纏繞於導磁芯的結構,故於不同的變壓需求時能夠切換不同導電片而取得不同的電壓。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內,所為之更動與潤飾,均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
1‧‧‧變壓器
11‧‧‧導磁芯
12‧‧‧隔絕片
13‧‧‧導電件
131‧‧‧第一導電片
132‧‧‧第二導電片

Claims (9)

  1. 一種變壓器,包括:一導磁芯;以及一導電件,包括相互堆疊且彼此電性絕緣的一第一導電片及一第二導電片;其中,該導電件纏繞該導磁芯,以令該第一導電片環繞該導磁芯之圈數為一圈以上且該第二導電片環繞該導磁芯之圈數為一圈以上,且令該第二導電片之至少其中一段的相對二面夾設於該第一導電片之相異二段。
  2. 如請求項1所述之變壓器,其中該導電件還包括一第一絕緣膜及一第二絕緣膜,該第一導電片具有相對之一第一內表面及一第一外表面,該第二導電片具有相對之一第二內表面及一第二外表面,該第一內表面及該第二內表面朝向該導磁芯,該第一絕緣膜貼附於該第一外表面,該第二絕緣膜貼附於該第二外表面。
  3. 如請求項2所述之變壓器,其中該第一絕緣膜還包覆於該第一導電片之相對二側緣,該第二絕緣膜還包覆於該第二導電片之相對二側緣。
  4. 如請求項1所述之變壓器,其中該導電件還包括堆疊於該第一導電片且電性絕緣於該第一導電片及該第二導電片之一第三導電片,該導電件纏繞該導磁芯,以令該第三導電片環繞該導磁芯之圈數為一圈以上。
  5. 如請求項4所述之變壓器,其中該導電件還包括一第一絕緣膜、一第二絕緣膜及一第三絕緣膜,該第一導電片具有相對之一第一內表面及一第一外表面,該第二導電片具有相對之一第二內表面及一第二外表面,該第三導電片具有相對之一第三內表面及一第三外表面,該第一內表面、該第二內表面及該第三內表面朝向該導磁芯,該第一絕緣膜貼附於該第一外表面,該第二絕緣膜貼附於該第二外表面,該第三絕緣膜貼附於該第三外表面。
  6. 如請求項5所述之變壓器,其中該第一絕緣膜還包覆於該第一導電片之相對二側緣,該第二絕緣膜還包覆於該第二導電片之相對二側緣,該第三絕緣膜還包覆於該第三導電片之相對二側緣。
  7. 如請求項4所述之變壓器,其中該第三導電片與該第二導電片沿該導電件之一長度方向排列,該導電件纏繞該導磁芯,以令該第三導電片之至少其中一段的相對二面夾設於該第一導電片之相異二段。
  8. 如請求項4所述之變壓器,其中該第三導電片還堆疊於該第二導電片,該導電件纏繞該導磁芯,以令至少部分的該第二導電片及至少部分的該第三導電片夾設於該第一導電片之相異二段。
  9. 如請求項1所述之變壓器,還包括一隔絕片,介於該導磁芯及該導電件之間。
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TWM479501U (zh) * 2013-12-31 2014-06-01 Wen-Hsiang Wuli 模組化線圈板、其線圈板組件及包含該線圈板或線圈組件的平面變壓器

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