TWI628677B - 磁性組件及其磁芯組 - Google Patents

Abstract

本案係關於一種磁性組件，包括磁芯、磁芯組、電路板及定位板。磁芯組係包括第一磁性部件、二個第二磁性部件以及複數個第三磁性部件，且複數個氣隙係存在於第一磁性部件與二個第二磁性部件之間，而電路板係設置於磁芯及磁芯組之間。定位板係具有第一凹槽、二個第二凹槽及複數個第三凹槽，其中第一磁性部件係設置於第一凹槽，第二磁性部件係設置於第二凹槽，且第三磁性部件係設置於第三凹槽。藉此，以減少磁性組件之渦流損耗，並使繞組損耗降低，且能精確地控制氣隙之尺寸，進而達到提升磁性組件效率之功效。

Description

磁性組件及其磁芯組

本案係關於一種磁性組件，尤指一種存在有多個氣隙之磁性組件及其磁芯組。

於電子產品中，經常使用各式磁性組件，例如變壓器及電感元件等，以透過電磁感應原理滿足所需之電路設計。舉例而言，傳統之磁性組件結構主要係包括磁芯組件、繞線架以及繞組，繞組係繞設於繞線架，並經由磁芯組件之電磁感應作用，以達到電壓轉換之目的。

並且，於習知技術中，為避免磁飽和現象，磁芯與磁芯之間往往具有氣隙。一般而言，該氣隙係透過點膠方式形成，以於組裝磁性組件時，在磁芯與磁芯間之點膠處形成氣隙。

然而，由於氣隙位於磁芯與磁芯之間，於電磁感應時，磁力線會切割到繞組，而產生渦流損耗，使得繞組損耗提升。且因繞線架具有一定體積，占用到磁性組件中之繞線空間，而使得繞組損耗難以降低，進而導致磁性組件之效率變差。另一方面，由於氣隙係透過點膠方式形成，亦使得氣隙之尺寸不易控制。

故此，如何發展一種有別於往的磁性組件及其磁芯組，以改善習知技術中的問題與缺點，減少渦流損耗，以使繞組損耗降低，且能精確地控制氣隙之尺寸，並達到提升磁性組件效率之功效，實為目前技術領域中的重點課題。

本案之主要目的為提供一種磁性組件及其磁芯組，俾解決並改善前述先前技術之問題與缺點。

本案之另一目的為提供一種磁性組件及其磁芯組，藉由設置包括第一磁性部件、第二磁性部件及第三磁性部件的磁芯組，使得多個氣隙存在於磁性部件之間，以避免磁力線切割到繞組，進而減少磁性組件之渦流損耗。

本案之另一目的為提供一種磁性組件及其磁芯組，透過將磁芯組設置於定位板之凹槽，以精確地控制氣隙之尺寸，且能使得氣隙以磁芯組之第一磁性部件為中心對稱且均勻分布。

本案之另一目的為提供一種磁性組件及其磁芯組，藉由設置埋設有繞組之電路板於磁芯及磁芯組之間，以減少繞組於磁性組件中占用之空間，並降低繞組損耗，進而達到提升磁性組件效率之功效。

本案之另一目的為提供一種磁性組件及其磁芯組，藉由設置可拆卸的定位板之底部及側壁，俾使磁性組件於黏合及組裝完成後，可將底部及側壁拆除，以減少磁性組件之體積。

為達上述目的，本案之一較佳實施態樣為提供一種磁性組件，包括：一磁芯；一磁芯組，包括：一第一磁性部件；二個第二磁性部件，分別 設置於該第一磁性部件之兩側；以及複數個第三磁性部件，其中至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之一側，且至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之另一側，每一該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件及該二個第二磁性部件之間，且複數個氣隙係存在於該第一磁性部件與該二個第二磁性部件之間；一電路板，係設置於該磁芯及該磁芯組之間；以及一定位板，具有一第一凹槽、二個第二凹槽及複數個第三凹槽，其中該第一磁性部件係設置於該第一凹槽，該第二磁性部件係設置於該第二凹槽，且該第三磁性部件係設置於該第三凹槽。

為達上述目的，本案之另一較佳實施態樣為提供一種磁芯組，適用於磁性組件，包括：一第一磁性部件；二個第二磁性部件，分別設置於該第一磁性部件之兩側；以及複數個第三磁性部件，其中至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之一側，至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之另一側，每一該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件及該二個第二磁性部件之間，且複數個氣隙係存在於該第一磁性部件與該二個第二磁性部件之間。

為達上述目的，本案之又一較佳實施態樣為提供一種磁性組件，包括：一磁芯；一磁芯組，包括：一第一磁性部件；二個第二磁性部件，分別設置於該第一磁性部件之兩側；以及複數個第三磁性部件，其中至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之一側，且至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之另一側，每一該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件及該二個第二磁性部件之間，且複數個氣隙係存在於該第一磁性部件與該 二個第二磁性部件之間；一電路板，係設置於該磁芯及該磁芯組之間；以及複數個肋條，係設置於該第一磁性部件與該二個第二磁性部件之間。

1‧‧‧磁性組件

2‧‧‧磁芯

21‧‧‧底柱

22‧‧‧中柱

23‧‧‧側柱

3‧‧‧磁芯組

31‧‧‧第一磁性部件

32‧‧‧第二磁性部件

33‧‧‧第三磁性部件

4‧‧‧電路板

40‧‧‧穿槽

5‧‧‧定位板

51‧‧‧第一凹槽

52‧‧‧第二凹槽

53‧‧‧第三凹槽

54‧‧‧底部

55‧‧‧側壁

56‧‧‧肋條

d1‧‧‧特定方向

A‧‧‧氣隙

A1‧‧‧第一氣隙群

A2‧‧‧第二氣隙群

D‧‧‧深度

T‧‧‧厚度

I‧‧‧間隔距離

第1圖係顯示本案較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。

第2圖係顯示本案較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之示意圖。

第3圖係顯示本案另一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。

第4圖係顯示本案又一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。

第5圖係顯示本案再一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。

第6圖係顯示本案又一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。

體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。

請參閱第1圖、第2圖、第3圖、第4圖及第5圖，其中第1圖係顯示本案較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖，第2圖係顯示本案較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之示意圖，第3圖係顯示本案另一較佳實施例 之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖，第4圖係顯示本案又一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖，以及第5圖係顯示本案再一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。如第1圖、第2圖、第3圖、第4圖及第5圖所示，本案之磁性組件1係包括磁芯2、磁芯組3、電路板4及定位板5，其中磁性組件1為例如但不限於變壓器或電感元件，磁芯2為例如但不限於E型磁芯，且磁性組件1之磁芯2、磁芯組3、電路板4及定位板5係沿一特定方向d1堆疊。

磁芯組3係包括第一磁性部件31、二個第二磁性部件32以及複數個第三磁性部件33。其中二個第二磁性部件32係分別設置於第一磁性部件31之兩側，較佳係於水平方向設置於第一磁性部件31之兩側。至少一個第三磁性部件33係設置於第一磁性部件31之一側，且至少一個第三磁性部件33係設置於第一磁性部件31之另一側。每一第三磁性部件33係設置於第一磁性部件31及二個第二磁性部件32之間，且複數個氣隙A係存在於第一磁性部件31與二個第二磁性部件32之間。

根據本案之構思，電路板4係設置於磁芯2及磁芯組3之間，且電路板4為例如但不限於印刷線路板(printed wire board,PWB)。定位板5所使用之材料為例如但不限於絕緣材料，且定位板5具有第一凹槽51、二個第二凹槽52及複數個第三凹槽53，其中第一磁性部件31係設置於第一凹槽51，第二磁性部件32係設置於第二凹槽52，且第三磁性部件33係設置於第三凹槽53。

於一些實施例中，複數個氣隙A係包括第一氣隙群A1及第二氣隙群A2，且第一氣隙群A1及第二氣隙群A2係以第一磁性部件31為中心對稱分布。舉例而言，磁芯組3係包括第一磁性部件31、二個第二磁性部件32以及六個第三磁性部件33，其中三個第三磁性部件33係設置於第一磁性部件31之一側，而另三個第三磁性部件33係設置於第一磁性部件31之另一側。並且，第 一磁性部件31及其相鄰之二個第三磁性部件33之間、相鄰之第三磁性部件33彼此之間，以及第二磁性部件32及其相鄰之第三磁性部件33之間，皆分別具有一間隔距離I，以形成八個氣隙A，即八個氣隙A係存在於第一磁性部件31與第三磁性部件33之間、相鄰之第三磁性部件33彼此之間，以及第二磁性部件32與第三磁性部件33之間。八個氣隙A中，位於第一磁性部件31之一側的四個氣隙A係為第一氣隙群A1，位於第一磁性部件31之另一側的四個氣隙A係為第二氣隙群A2，而第一氣隙群A1及第二氣隙群A2可以第一磁性部件31為中心對稱分布，但並不以此為限。於又一些實施例中，間隔距離I為大於等於0.5毫米且小於等於1.2毫米，較佳為0.7毫米，然並不以此為限。

換言之，藉由設置包括第一磁性部件、第二磁性部件及第三磁性部件的磁芯組，使得多個氣隙存在於磁性部件之間，以避免磁力線切割到繞組，進而減少磁性組件之渦流損耗。並且，透過將磁芯組設置於定位板之凹槽，以精確地控制氣隙之尺寸，且能使得氣隙以磁芯組之第一磁性部件為中心對稱且均勻分布。

於一些實施例中，磁芯2係包括底柱21、中柱22及側柱23，中柱22及二個側柱23係由底柱21延伸而出，且中柱22係對應第一磁性部件31設置，二個側柱23係分別對應二個第二磁性部件32設置，但並不以此為限。

於另一些實施例中，電路板4係具有一穿槽40，中柱22係穿設於穿槽40，且電路板4係埋設有一繞組(未圖示)，而該繞組係環繞穿槽40設置，然亦不以此為限。於又一些實施例中，電路板4係具有二個穿槽40，二個側柱23係分別穿設於二個穿槽40，且電路板4係埋設有二個繞組，而二個繞組係分別環繞二個穿槽40設置，但皆不以此為限。

藉此，經由設置埋設有繞組之電路板於磁芯及磁芯組之間，以減少繞組於磁性組件中占用之空間，並降低繞組損耗，進而達到提升磁性組件效率之功效。

於一些實施例中，第一凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53之寬度係相同。於另一些實施例中，第一凹槽51之寬度係大於第二凹槽52之寬度，且第二凹槽52之寬度係大於第三凹槽53之寬度。於又一些實施例中，第一磁性部件31之寬度係大於第二磁性部件32之寬度，第二磁性部件32之寬度係大於第三磁性部件33之寬度，然皆不以此為限。

請再參閱第1圖及第2圖，於一些實施例中，磁芯組3係設置於電路板4與定位板5之間，即磁芯2、電路板4、磁芯組3及定位板5係依序沿特定方向d1堆疊構成磁性組件1，以使磁芯組3設置且定位於定位板5之第一凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53，但並不以此為限。

請再參閱第3圖，於另一些實施例中，定位板5係設置於電路板4與磁芯組3之間，即磁芯2、電路板4、定位板5及磁芯組3係依序沿特定方向d1堆疊構成磁性組件1。藉此，第一磁性部件31、第二磁性部件32及第三磁性部件33係設置且定位於定位板5之第一凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53，同時可使得磁芯2及磁芯組3之間相隔有定位板5，以增加避免磁性組件1之磁飽和現象之效果。

根據本案之構思，定位板5具有一厚度T，且第一凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53具有一深度D，其中該深度D係大於零且小於或等於該厚度T，即0<D≦T。於一些實施例中，如第1圖所示，其中定位板5之第一 凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53之深度D係大於零且小於厚度T，俾使磁性部件設置且定位於凹槽。

請再參閱第3圖，於另一些實施例中，如第3圖所示，定位板5之第一凹槽51及第二凹槽52之深度D係等於厚度T，其實現方式之一係使第一凹槽51及第二凹槽52形成孔洞，以使磁芯2之中柱22及兩個側柱23可穿過第一凹槽51及第二凹槽52，而第三凹槽53之深度D係大於零且小於厚度T，俾使第三磁性部件33設置且定位於凹槽。

請再參閱第4圖，於另一些實施例中，如第4圖所示，定位板5之第一凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53之深度D係等於厚度T，其實現方式之一係使第一凹槽51、第二凹槽52及第三凹槽53形成孔洞，以使得磁性部件設置且定位於孔洞之中，俾使磁性組件1於組裝完成時，定位板5係套設於磁芯組3，以減少磁性組件1之整體體積。

請再參閱第5圖，於又一些實施例中，如第5圖所示，第三磁性部件33之數量係小於第三凹槽53之數量，俾使第三磁性部件33選擇性地設置於複數個第三凹槽33之一，以使得氣隙A可依所需磁性組件1之特性進行調整，然並不以此為限。

根據本案之構思，定位板5更具有底部54、二個側壁55及複數個肋條56，其中二個側壁55係分別設置於底部54之相對兩側，且複數個肋條56係設置於二個側壁55之間。二個側壁55係可拆卸地連接於底部54，或者底部54係可拆卸地連接於肋條56且二個側壁55係可拆卸地連接於底部54。

請再參閱第1圖、第5圖及第6圖，其中第6圖係顯示本案又一較佳實施例之磁性組件及其磁芯組之分解結構示意圖。如第1圖、第5圖及第6 圖所示，於一些實施例中，底部54係可拆卸地連接於肋條56，且二個側壁55係可拆卸地連接於底部54，俾使磁性組件1於黏合及組裝完成後，可將定位板5之底部54及二個側壁55拆除，僅餘複數個肋條56，但並不以此為限。換言之，組裝完成後之磁性組件1係包括磁芯2、磁芯組3、電路板4，以及複數個肋條56設置於第一磁性部件31與二個第二磁性部件32之間，藉此以減少磁性組件1之體積。

於另一些實施例中，如第3圖及第4圖所示，二個側壁55係可拆卸地連接於底部54，俾使磁性組件1於黏合及組裝完成後，可將定位板5之二個側壁55拆除，以減少磁性組件1之體積，然亦不以此為限。

綜上所述，本案係提供一種磁性組件及其磁芯組，藉由設置包括第一磁性部件、第二磁性部件及第三磁性部件的磁芯組，使得多個氣隙存在於磁性部件之間，以避免磁力線切割到繞組，進而減少磁性組件之渦流損耗。 並且，透過將磁芯組設置於定位板之凹槽，以精確地控制氣隙之尺寸，且能使得氣隙以磁芯組之第一磁性部件為中心對稱且均勻分布。同時，藉由設置埋設有繞組之電路板於磁芯及磁芯組之間，以減少繞組於磁性組件中占用之空間，並降低繞組損耗，進而達到提升磁性組件效率之功效。此外，藉由設置可拆卸的定位板之底部及側壁，俾使磁性組件於黏合及組裝完成後，可將底部及側壁拆除，以減少磁性組件之體積。

縱使本發明已由上述之實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝之人 士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (17)

1. 一種磁性組件，包括：一磁芯；一磁芯組，包括：一第一磁性部件；二個第二磁性部件，分別設置於該第一磁性部件之兩側；以及複數個第三磁性部件，其中至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之一側，且至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之另一側，每一該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件及該二個第二磁性部件之間，且複數個氣隙係存在於該第一磁性部件與該二個第二磁性部件之間；一電路板，係設置於該磁芯及該磁芯組之間；以及一定位板，具有一第一凹槽、二個第二凹槽及複數個第三凹槽，其中該第一磁性部件係設置於該第一凹槽，該第二磁性部件係設置於該第二凹槽，且該第三磁性部件係設置於該第三凹槽。
2. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該磁芯係包括一底柱、一中柱及二個側柱，該中柱及該二個側柱係由該底柱延伸而出，且其中該中柱係對應該第一磁性部件設置，該二個側柱係分別對應該二個第二磁性部件設置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之磁性組件，其中該電路板係具有一穿槽，且該中柱係穿設於該穿槽。
4. 如申請專利範圍第2項所述之磁性組件，其中該電路板係具有二個穿槽，且該二個側柱係分別穿設於該二個穿槽。
5. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該複數個氣隙係包括一第一氣隙群及一第二氣隙群，且該第一氣隙群及該第二氣隙群係以該第一磁性部件為中心對稱分布。
6. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該第一凹槽、該第二凹槽及該第三凹槽之寬度相同。
7. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該第一凹槽之寬度係大於該第二凹槽之寬度，且該第二凹槽之寬度係大於該第三凹槽之寬度。
8. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該第一磁性部件之寬度係大於該第二磁性部件之寬度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之磁性組件，其中該第二磁性部件之寬度係大於該第三磁性部件之寬度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該磁芯、該磁芯組、該電路板及該定位板係沿一特定方向堆疊。
11. 如申請專利範圍第10項所述之磁性組件，其中該磁芯組係設置於該電路板與該定位板之間。
12. 如申請專利範圍10項所述之磁性組件，其中該定位板係設置於該電路板與該磁芯組之間。
13. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該定位板係具有一厚度，且該第一凹槽、該第二凹槽及該第三凹槽具有一深度，其中該深度係大於零且小於或等於該厚度。
14. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該第三磁性部件之數量係小於該第三凹槽之數量，俾使該第三磁性部件選擇性地設置於該複數個第三凹槽之一。
15. 如申請專利範圍第1項所述之磁性組件，其中該定位板係具有一底部、二個側壁以及複數個肋條，該二個側壁係分別設置於該底部之相對兩側，且該複數個肋條係設置於該二個側壁之間，其中該二個側壁係可拆卸地連接於該底部。
16. 如申請專利範圍第15項所述之磁性組件，其中該底部係可拆卸地連接於該複數個肋條。
17. 一種磁性組件，包括：一磁芯；一磁芯組，包括：一第一磁性部件；二個第二磁性部件，分別設置於該第一磁性部件之兩側；以及複數個第三磁性部件，其中至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之一側，且至少一個該第三磁性部件係設置於該第一磁性部件之另一側，每一該第三磁性部件係設置於該第一磁 性部件及該二個第二磁性部件之間，且複數個氣隙係存在於該第一磁性部件與該二個第二磁性部件之間；一電路板，係設置於該磁芯及該磁芯組之間；以及複數個肋條，係設置於該第一磁性部件與該二個第二磁性部件之間。