TWI615861B - 變壓器、變壓器繞組及其製作方法 - Google Patents

變壓器、變壓器繞組及其製作方法 Download PDF

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Abstract

本案提供一種變壓器、變壓器繞組及其製作方法，變壓器繞組包括一繞線骨架及線圈繞組，繞線骨架包括筒體，線圈繞組繞設於筒體外，線圈繞組為至少兩個，至少兩個線圈繞組相對筒體由內向外依次設置，且至少兩個線圈繞組包含一第一反折繞組，變壓器繞組還包含一絕緣層和一反折膠布，絕緣層臨接設置於第一反折繞組的外側，反折膠布的一部分位於第一反折繞組的內側、一部分位於絕緣層的外側。本案變壓器包括磁芯和變壓器繞組。本案將反折膠布起始於第一反折繞組前，結束於第一反折繞組外側設置的絕緣層後，可自動化生產，節省人力且使品質穩定。

Description

變壓器、變壓器繞組及其製作方法
本發明涉及變壓器技術領域，具體地說，是涉及變壓器繞組及其製作方法。
隨著電子技術的發展，變壓器廣泛地應用於各種領域，例如通訊電源、行動電話基地台、直流轉換器等，且由於製造工藝的進步，變壓器朝向體積愈來愈小、功率愈來愈高的方向發展。
如圖所示1，現有變壓器繞組10通常包括一繞線骨架11以及線圈繞組13，線圈繞組13包括一次側繞組131、二次側繞組132和金屬箔層133，一次側繞組131和二次側繞組132繞制於繞線骨架11的視窗寬度M範圍之內，金屬箔層133設置於一次側繞組131與二次側繞組132之間，在現有的設計中，在變壓器繞組10的特定位置需貼附膠布，使得變壓器的內部元件之間，滿足安規間距的要求，舉例而言，在一次側繞組131與金屬箔層133之間貼附絕緣層151(絕緣層可以是絕緣膠布或由別的絕緣材質構成)，金屬箔層133與二次側繞組132之間貼附絕緣層152，二次側繞組132外側貼附絕緣膠布153；在二次側繞組132的端部處，貼附反折膠布17以防止一次側繞組131的出線與二次側繞組132交叉而導致短 路。然而，現有技術中，反折膠布17是起始於一繞組前，結束於該繞組後，這樣的設計使得變壓器繞組10的製作流程為：繞一次側繞組131-於一次側繞組131的外圓周上包覆絕緣層151-設置金屬箔層133-於金屬箔層133外側設置絕緣層152-於絕緣層152外貼反折膠布17-繞二次側繞組132-於二次側繞組132的端部處反折反折膠布17-貼附絕緣膠布153。這樣的製作流程中，由於反折膠布17的反折動作是直接在剛繞設的二次側繞組132上進行，該剛繞設的二次側繞組132不進行任何處理的話，為一鬆散的線圈，也就是說，反折反折膠布17是在鬆散的線圈上進行，這必然給反折膠布反折部分的貼附增加難度，且必須借助人工，從而導致變壓器繞組的製作浪費人力，增加成本，且品質不穩定。
本發明所要解決的技術問題是，針對現有變壓器繞組存在的問題，提供一種可以自動化生產，節省人力且品質穩定的變壓器繞組。
為了解決上述技術問題，本發明的變壓器繞組，包括一繞線骨架以及線圈繞組，該繞線骨架包括一第一葉片、一第二葉片以及一筒體，該筒體連接該第一葉片和該第二葉片，該線圈繞組繞設於該筒體外，且位於該第一葉片和第二葉片之間，該線圈繞組為至少兩個，至少兩個線圈繞組相對該筒體由內向外依次設置，且該至少兩個線圈繞組包含一第一反折繞組，該變壓器繞組還包含一絕緣層和一反折膠布，其中，該絕緣層臨接設置於該第一反折繞組的外側，該反折膠布的一部分位於該第一反折繞組的內側、一部分位於該絕緣層的外側。
上述的變壓器繞組，其中，該反折膠布包括層間部、彎折部以及反折部，層間部位於相鄰兩該線圈繞組之間；彎折部位於該第一反折繞組與該第一葉片或/和該第二葉片之間；反折部與該第一反折繞組臨接的絕緣層搭接。
上述的變壓器繞組，其中，該層間部的長度與該筒體的軸向長度相當。
上述的變壓器繞組，其中，該層間部的長度W1與該筒體的軸向長度L的關係為：W1<½ L。
上述的變壓器繞組，其中，該反折部的長度W2與該筒體的軸向長度L的關係為：W2<½ L。
上述的變壓器繞組，其中，該線圈繞組的線徑0.08~1.2mm。
上述的變壓器繞組，其中，該第一葉片和/或該第二葉片設有突起部，該突起部上設有至少一引腳與該筒體的軸線相垂直。
上述的變壓器繞組，其中，該變壓器繞組還包含一金屬箔層。
本發明進一步提供一種變壓器繞組的製作方法，包括如下步驟：提供包括一筒體的繞線骨架；於筒體外繞設至少兩個線圈繞組，該至少兩個線圈繞組包含一第一反折繞組，在繞設至少兩個線圈繞組過程中，包括於該第一反折繞組外側設置絕緣層步驟，以及於該第一反折繞組設置反折膠布步驟；其中，設置反折膠布時，於該第一反折繞組前開始，並於該第一反折繞組外側設置的絕緣層後結束。
本發明進一步提供一種變壓器，包括磁芯和上述的變壓器繞組。
本發明的有益功效在於，借助於變壓器繞組的反折膠布起始於第一反折繞組前，結束於第一反折繞組外側設置的絕緣層後設置，使得反折膠布的反折操作是于包覆有絕緣層的線圈繞組上進行，從而反折操作時無需考慮線圈繞組的鬆散問題，進而無需人工來保證反折貼附效果，可以自動化生產，節省人力且能提高產品品質。
以下結合圖式和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
10‧‧‧變壓器繞組
11‧‧‧繞線骨架
13‧‧‧線圈繞組
131‧‧‧一次側繞組
132‧‧‧二次側繞組
133‧‧‧金屬箔層
151、152‧‧‧絕緣層
153‧‧‧絕緣膠布
17‧‧‧反折膠布
20‧‧‧變壓器繞組
21‧‧‧繞線骨架
211‧‧‧第一葉片
212‧‧‧第二葉片
213‧‧‧筒體
214、224‧‧‧突起部
215‧‧‧引腳
216‧‧‧引腳
23‧‧‧線圈繞組
231‧‧‧第一繞組
232‧‧‧金屬箔層
233‧‧‧第二繞組
234‧‧‧第三繞組
235‧‧‧第四繞組
251、252、253、254、255‧‧‧絕緣層
27、271、272‧‧‧反折膠布
2701‧‧‧層間部
2702‧‧‧彎折部
2703‧‧‧反折部
2721‧‧‧層間部
2722‧‧‧彎折部
2723‧‧‧反折部
W1‧‧‧層間部的長度
W2‧‧‧反折部的長度
M‧‧‧繞線骨架的窗口寬度
圖1為現有技術的變壓器繞組的結構圖。
圖2為本發明一實施例的變壓器繞組的結構圖。
圖3為圖2中的反折膠布示意圖。
圖4為圖2所示的變壓器繞組的立體圖。
圖5為本發明另一實施例的變壓器繞組的結構圖。
圖6為圖5中的一反折膠布示意圖。
圖7為本發明再一實施例的變壓器繞組的結構圖。
圖8為本發明的變壓器的立體圖。
下面結合圖式和具體實施例對本發明技術方案進行詳細的描述，以更進一步瞭解本發明的目的、方案及功效，但並非作為本發明所附申請專利範圍保護範圍的限制。
本發明可主要應用在具有線徑為0.08~1.2mm的線圈繞組的變壓器繞組上，但本發明並不以此為限。
本發明變壓器繞組的發明構思在於，改變傳統反折膠布的貼附順序，將其起始於第一反折繞組(也可叫當前線圈繞組)前，結束於當前線圈繞組外側設置的絕緣層後。下面結合幾個具體實施例對本發明變壓器繞組進行詳細介紹。
變壓器繞組第一實施例
參閱圖2，本實施例的變壓器繞組20，包括一繞線骨架21以及線圈繞組23。繞線骨架21包括一第一葉片211、一第二葉片212以及一筒體213，筒體213連接第一葉片211和第二葉片212，線圈繞組23可繞設於筒體213外，且可位於第一葉片211和第二葉片212之間，由於第一葉片211與第二葉片212的距離構成繞線架20的窗口寬度M，線圈繞組23即可繞制於繞線架20的視窗寬度M範圍之內。
本實施例中，線圈繞組23的個數可為兩個，為第一繞組231和第二繞組233(為了敘述方便，該實施例中的第二繞組233也被舉例指稱為第一反折繞組)。第一繞組231與第二繞組233之間可以設置金屬箔層232，該第一繞組231和第二繞組233相對筒體213由內向外依次設置，第一繞組231外側可設置有絕緣層251，金屬箔層232的外側可設置有絕緣層252，第二繞組233外側可包覆有絕緣層253，且可於第二繞組233設置反折膠布27以使第一繞組231的出線不與第二繞組233接觸，但本發明並不以此為限，各層的相互位置可依據應用不同而相應調整或增減。該反折膠布27可起始於第一反折繞組前，結束於第一反折繞組外側設置的絕緣層253後，從結構上來說，反折膠布27的一部分位於與其對應的線圈繞組(第二繞組233)的內側、一部分位於與其對應的線圈繞組臨接的絕緣層(絕緣層253)的外側。
需注意的是，本文中所述「線圈繞組」並不局限於採用線圈繞制的結構或元件，還包含「金屬箔層」等變形結構或元件，本發明並不以此為限。
結合參閱圖3，反折膠布27包括層間部2701、彎折部2702以及反折部2703。層間部2701可以位於相鄰兩線圈繞組(如本實施例中的第一繞組231和第二繞組233)之間；一彎折部2702位於第一反折繞組(即本實施例中的第二繞組233)與第二葉片212之間，另一彎折部2702位於第二繞組233與第一葉片211之 間；反折部2703與第一反折繞組外側設置的絕緣層253搭接，且位於該絕緣層253的外側。需要說明的是，本實施例中，給出的是第二繞組233的兩端皆設置反折膠布的情況，在實際應用中，也可以只於第二繞組233的一端設置反折膠布，至於是在第二繞組233的一端設置反折膠布還是在第二繞組233的兩端皆設置反折膠布，可以根據第一繞組231的出線情況而定，若第一繞組231的兩端皆出線，為了避免出線與第二繞組233交叉短路，則可以在第二繞組233的兩端皆設置反折膠布，且為了方便反折膠布的設置，兩端的反折膠布可以共用同一層間部2701，以使兩端的反折膠布形成一整體，構成如圖3所示的結構，但本發明並不以此為限。如圖3所示的結構形成的層間部2701的長度W1可以與筒體的軸向長度L(即視窗寬度M)相當；若第一繞組231僅一端出線，則可以僅在該出線端設置反折膠布。在一實施例中，反折部2703的長度W2與筒體的軸向長度L的關係可以為：W2<½ L，但本發明並不以此為限。
結合參閱圖4，第一葉片211上設有突起部214，第二葉片212上設置有突起部224，突起部214上可設置有多個引腳215，突起部224上可設有引腳216，引腳215可以與筒體213的軸線相平行，引腳216可以與筒體213的軸線相垂直，但本發明並不以此為限。第一繞組231或第二繞組233等的出線不僅可以電連接引腳215，也可以電連接引腳216，避免了只能電連接引腳215而導致的走線複雜及易短路的問題，本發明並不以此為限。
本實施例的變壓器繞組的製作方法，包括如下主要步驟：S100，提供包括一第一葉片211、一第二葉片212以及一筒體213的繞線骨架21；S200，於筒體213外繞設兩個線圈繞組231、233，至少兩個線圈繞組包含一第一反折繞組，在繞設兩個線圈繞組過程中，包括於第一反折繞組外 側設置絕緣層步驟，以及於第一反折繞組設置反折膠布步驟，且在設置反折膠布時，於第一反折繞組前開始，並於第一反折繞組外側設置的絕緣層後結束。
在上述步驟S200中，當一線圈繞組的出線或入線與別的線圈繞組有交叉時，確定該別的線圈繞組為端部需要設置反折膠布的線圈繞組，即，第一反折繞組。本實施例中，線圈繞組231的出線明顯會與線圈繞組233有交叉(如圖4)，確定線圈繞組233為端部需要設置反折膠布的線圈繞組，本發明並不以此為限。
在一實施例中，當第一繞組231與第二繞組233之間的電場遮罩效果滿足要求的話，第一繞組231與第二繞組233之間也可以不設置金屬箔層，本發明並不以此為限。
變壓器繞組第二實施例
如圖5和圖6所示，本發明的變壓器繞組第二實施例與第一實施例的結構基本相同，不同之處僅在於：線圈繞組23的個數為三個，為第一繞組231、第二繞組233和第三繞組234，第三繞組234外側可設置有絕緣層254(如，絕緣層254臨接設置於第三繞組234的外側)，第二繞組233的端部可以設置有反折膠布271，第三繞組234的端部可以設置有反折膠布272，反折膠布272起始於第一反折繞組(即本實施例中的第三繞組234)前，結束於第一反折繞組外側包覆的絕緣層254後。反折膠布271的結構可以與第一實施例中的反折膠布27相同。反折膠布272包括層間部2721、彎折部2722以及反折部2723。層間部2721位於相鄰兩線圈繞組(即本實施例中的第二繞組233和第三繞組234)之間；彎折部2722位於第一反折繞組(即本實施例中的第三繞組234)與第二葉片212之間；反折部2723可以與第一反折繞組外側設置的絕緣層254搭接，且位於絕緣層254的外側。層間部2721的長度W1與筒體的軸向長度L的關係可以為：W1<½ L，反折部2723的長度W2與筒體的軸向長度L的關係可以為：W2<½ L，但本發明並不以此為限。
該變壓器繞組第二實施例的其它部分的結構與第一實施例相同，這裡不再贅述。
該變壓器繞組第二實施例中，也可以在第二繞組233和第三繞組234之間設置金屬箔層，但本發明並不以此為限。
且該變壓器繞組第二實施例中，可將引腳216作為兩線圈繞組的中間連接點。
本實施例的變壓器繞組的製作方法與第一實施例基本相同，所不同的是繞設的線圈繞組個數不同(本實施例中繞設三個線圈繞組)，且端部設置有反折膠布的線圈繞組也略有不同(本實施例中第二繞組233和第三繞組234的端部設置有反射膠布)。
變壓器繞組第三實施例
如圖7所示，本發明的變壓器繞組第三實施例與第一實施例的結構基本相同，不同之處僅在於：線圈繞組23的個數為四個，為第一繞組231、第二繞組233、第三繞組234和第四繞組235，第三繞組234外側包覆有絕緣層254，第四繞組235外側包覆有絕緣層255，第二繞組233與第三繞組234之間設置金屬箔層232，第三繞組234的端部設置有反折膠布271，第四繞組235的端部設置有反折膠布272，反折膠布271起始於一第一反折繞組(即本實施例中的第三繞組234)前，結束於該第一反折繞組外側設置的絕緣層254後，反折膠布272起始於一第二反折繞組(即本實施例中的第四繞組235)前，結束於該第二反折繞組外側設置的絕緣層255後。反折膠布271、272的結構可以與第二實施例結構相同，本發明並不以此為限。
該變壓器繞組第三實施例的其它部分的結構與第一實施例相同，這裡不再贅述。
該變壓器繞組第三實施例中，也可以在第一繞組231與第二繞組233之間設置金屬箔層，也可以在第三繞組234和第四繞組235之間設置金屬箔層，本發明並不以此為限。
本實施例的變壓器繞組的製作方法與第一實施例基本相同，所不同的是繞設的線圈繞組個數不同(本實施例需要繞設四個線圈繞組)，且確定出來的端部需要設置反折膠布的線圈繞組也略有不同(本實施例確定第三繞組234和第四繞組235的端部需要設置反射膠布，即，第一反折繞組和第二反折繞組)。
本文中「第一反折繞組」和「第二反折繞組」等描述，僅為敘述方便，既不限定為第一繞組和第二繞組，如第三繞組和第四繞組也可以被指示為「第一反折繞組」和「第二反折繞組」，也不限定為線圈繞制而成的繞組，如其亦可是金屬箔層等。
變壓器實施例
如圖8所示，本實施例的變壓器包括磁芯30和變壓器繞組20，其中，變壓器繞組20可以是上述任意實施例的變壓器繞組。
本發明的變壓器不限於上述實施例的具體結構，實際製造中，變壓器可以任意選擇本發明任一實施例的變壓器繞組配合磁芯自由組合而成。
當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的申請專利範圍的保護範圍。
20‧‧‧變壓器繞組
21‧‧‧繞線骨架
211‧‧‧第一葉片
212‧‧‧第二葉片
213‧‧‧筒體
23‧‧‧線圈繞組
231‧‧‧第一繞組
232‧‧‧金屬箔層
233‧‧‧第二繞組
251、252、253‧‧‧絕緣層
27‧‧‧反折膠布
M‧‧‧繞線骨架的窗口寬度

Claims (10)

  1. 一種變壓器繞組，包括一繞線骨架以及線圈繞組，該繞線骨架包括一第一葉片、一第二葉片以及一筒體，該筒體連接該第一葉片和該第二葉片，該線圈繞組繞設於該筒體外，且位於該第一葉片和第二葉片之間，該線圈繞組為至少兩個，至少兩個該線圈繞組相對該筒體由內向外依次設置，該至少兩個線圈繞組包含一第一反折繞組，其特徵在於，該變壓器繞組還包含一絕緣層和一反折膠布，其中，該絕緣層臨接設置於該第一反折繞組的外側，該反折膠布的一部分位於該第一反折繞組的內側、一部分位於該絕緣層的外側。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之變壓器繞組，其中該反折膠布包括：層間部，位於相鄰兩個該線圈繞組之間；彎折部，位於該第一反折繞組與該第一葉片或該第二葉片之間；以及反折部，與該絕緣層搭接。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之變壓器繞組，其中該層間部的長度與該筒體的軸向長度相當。
  4. 根據申請專利範圍第2項所述之變壓器繞組，其中該層間部的長度W1與該筒體的軸向長度L的關係為：W1<½ L。
  5. 根據申請專利範圍第2項所述之變壓器繞組，其中該反折部的長度W2與該筒體的軸向長度L的關係為：W2<½ L。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之變壓器繞組，其中該線圈繞組的線徑0.08~1.2mm。
  7. 根據申請專利範圍第1項所述之變壓器繞組，其中該第一葉片或該第二葉片設有突起部，該突起部上設有至少一引腳與該筒體的軸線相垂直。
  8. 根據申請專利範圍第1項所述之變壓器繞組，其中該變壓器繞組還包含一金屬箔層，且該金屬箔層係設置於任兩個相鄰之該線圈繞組之間。
  9. 一種變壓器繞組的製作方法，包括如下步驟：提供包括一筒體的繞線骨架；以及於筒體外繞設至少兩個線圈繞組，該至少兩個線圈繞組包含一第一反折繞組，包括於該第一反折繞組外側設置一絕緣層，以及於該第一反折繞組設置一反折膠布；其中，設置該反折膠布時，於該第一反折繞組前開始，並於該第一反折繞組外側設置的該絕緣層後結束。
  10. 一種變壓器，包括磁芯和變壓器繞組，其中該變壓器繞組是如申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之變壓器繞組，或是採用如申請專利範圍第9項所述之變壓器繞組的製作方法製成的變壓器繞組。
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