TWI637411B - Transformer structure - Google Patents

Abstract

一種變壓器結構，包含一電路板、一電流承載板以及一變壓器鐵芯、二線材繞組及二板材繞組。該電路板佈設一整流濾波電路，該濾波電路至少包含一濾波電感、一濾波電容及一整流開關，該濾波電感由一設於該電路板上的電流導引板及一套於該電流導引板上的電感鐵芯組構而成。該電流承載板疊設於該電路板上且與該整流濾波電路電性連接，該變壓器鐵芯置於該電路板上，該二板材繞組分別為一板材並繞設於該變壓器鐵芯上至少一匝，該二板材繞組均固定於該電路板上，該二板材繞組將與該電流導引板及該電流承載板電性連接，以共同承受流經該變壓器結構的電流。

Description

變壓器結構

本發明涉及一種變壓器結構，尤指一種具高功率密度並可承受大電流、有效散熱的變壓器結構。

目前雖有諸多變壓器結構追求較高的功率密度，而以整合式的結構實施，就如中華民國公告第I324351、I359429號專利所揭。

但前列專利均僅著重於較高的功率密度，並考量變壓器結構承受電流的能力，導致前列專利所揭結構無法有效地用於當前普遍高功率工作狀態下。

另一方面，由於前列變壓器結構未考量變壓器承受電流的能力，導致變壓器於實施過程中，溫升現象相當明顯，進而導致變壓器效率降低，且如需透過外部散熱源來進行散熱，將會使變壓器結構原本欲達到高功率密度的意圖大幅降低。

本發明的主要目的，在於解決習用結構無法承受大電流且散熱效果不佳的問題。

本為達上述目的，本發明提供一種變壓器結構，其包含一電路板、一電流承載板、一變壓器鐵芯、二線材繞組以及二板材繞組。該電路板佈設有一整流濾波電路，該濾波電路至少包含一濾波電感、一濾波電容以及一整流開關，該濾波電感由一設於該電路板上的電流導引板以及一套於該電流導引板上的電感鐵芯組構而成，該電流導引板具有一與該電路板組接的第一端以及一未與該電路板組接並可與一外部電路連接的第二端。該電流承載板具有一疊設於該電路板上的板體以及複數分別自該板體一體延伸而用以令該電流承載板固定於該電路板上且與該整流濾波電路電性連接的連接端，該變壓器鐵芯置於該電路板上，該二線材繞組分別繞設於該變壓器鐵芯上以形成該變壓器的一次側，該二板材繞組分別繞設於該變壓器鐵芯上至少一匝，該二板材繞組均固定於該電路板上並形成該變壓器的二次側，該二板材繞組、該二線材繞組與該變壓器鐵芯構成一變壓器，該二板材繞組與該電流導引板及該電流承載板電性連接，以共同承受流經該變壓器結構的電流。

本一實施例中，該電路板具有複數分別提供該電流導引板、該電流承載板或該二板材繞組穿設的通孔。

本一實施例中，該電路板具有相互平行的一第一面與一第二面，該濾波電感、該電流承載板、該變壓器鐵芯、該濾波電容與該整流開關設置於該電路板上，該電流導引板的該第一端突出於該第二面並與該濾波電容及該整流開關電性連接，該二板材繞組與該電路板組裝的每一末端分別經該第一面穿設至該第二面並與該整流濾波電路電性連接。

本一實施例中，該二板材繞組的每一分別具有一第一末端以及一第二末端，該第一末端相對該第二面具有一第一距離，該第二末端相對該第二面具有一第二距離，該第一距離小於該第二距離，該變壓器結構具有二分別設於二該第一末端的散熱片。

本一實施例中，每一該散熱片的長邊方向與該二板材繞組每一的長邊方向為垂直。

本一實施例中，該變壓器結構具有複數分別對應該電路板的該第二面設置以連接其中一該散熱片設置的絕緣支撐柱，每一該散熱片具有至少一與其中一該絕緣支撐柱組接的安裝孔。

本一實施例中，每一該散熱片包含一與其中一該第一末端連接的散熱片本體，以及一設於該散熱片本體上的散熱鰭片。

本一實施例中，該變壓器結構具有一疊設於該第二面並至少覆蓋該整流開關的導熱絕緣片。

本一實施例中，該變壓器結構具有一設於該第二面並疊於該導熱絕緣片之上的散熱導流平板。

本透過本發明前述所揭實施方式，相較於習用具有以下特點：本發明令該二板材繞組將與該電流導引板及該電流承載板電性連接，以共同承受流經該變壓器結構的電流，提升了變壓器結構整體承受電流的能力，且該二板材繞組將與該電流導引板及該電流承載板以板材實施，更提供了較大的散熱面積，令該變壓器結構工作時所產生的熱可具體地被散熱。

本發明詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖1至圖4，本發明提供一種變壓器結構1，該變壓器結構1是採集成設置，以增加該變壓器結構1的功率密度。該變壓器結構1包含一電路板11、一電流承載板12、一變壓器鐵芯13、二板材繞組(14、15)以及二線材繞組(22、23)，其中，該電路板11為一印刷電路板(Printed circuit board，簡稱PCB)，該電路板11上印刷有一導電線路(圖中未示)。進一步地，該電路板11上佈設有一整流濾波電路，該整流濾波電路至少包含一濾波電感111、一濾波電容112以及一整流開關113，該濾波電感111、該濾波電容112以及該整流開關113是經由該導電線路形成電性連接。又，該濾波電感111是由一設於該電路板11上的電流導引板114以及一套設於該電流導引板114上的電感鐵芯115組構而成。該電流導引板114實際上為一可導電的板材，例如銅板等，而該電感鐵芯115為一環形鐵芯，該電流導引板114可根據該電感鐵芯115的孔徑而有尺寸變化。又，該電流導引板114具有一與該電路板11組裝的第一端116以及一未與該電路板11組裝並可與一外部電路連接的第二端117。

承上，該電流承載板12具有一疊設於該電路板11上的板體121，以及複數分別自該板體121一體延伸的連接端122。該些連接端122可根據組裝需求於該板體121的特定位置延伸成形，每一該連接端122可令該電流承載板12固定於該電路板11上，進一步地，每一該連接端122分別與該整流濾波電路電性連接，而令流於該整流濾波電路上的電流可流於該電流承載板12上。

又，該變壓器鐵芯13置於該電路板11上，該變壓器鐵芯13提供至少二個可以繞線的部分。另一方面，該二板材繞組(14、15)分別為一個可導電的板材，且分別繞於該變壓器鐵芯13上至少一匝，該二板材繞組(14、15)均固定於該電路板11上。又，該二線材繞組(22、23)分別為一線材，每一該線材繞組(22或23)分別繞於該變壓器鐵芯13上至少一匝。又，該二線材繞組(22、23)可分別串聯或並聯繞設於該變壓器鐵芯13上。 該二板材繞組(14、15)、該二線材繞組(22、23)與該變壓器鐵芯13將構成一變壓器，該二板材繞組(14、15)將可為該變壓器的二次側，而該二線材繞組(22、23)則可為該變壓器的一次側。進一步地，本發明令該二板材繞組(14、15)與該電流承載板12及該電流導引板114電性連接，而令四者可共同承受流於該變壓器結構1的電流。更具體來說，本發明該電流導引板114、該電流承載板12以及該二板材繞組(14、15)均採板狀結構設計，相較於習用以線材實施的方式，能夠提供較多的導電面積，進而提升該變壓器結構1整體承受電流的能力。除此之外，如此設計亦大幅增加了散熱面積。除此之外，該二線材繞組(22、23)的末端可連接於另一電路板，以引接電力。

於一實施例中，該電路板11具有複數分別提供該電流導引板114、該電流承載板12或該二板材繞組(14、15)穿設的通孔118。又，該電路板11具有相互平行的一第一面119與一第二面110，該濾波電感111、該電流承載板12、該變壓器鐵芯13、該濾波電容112及該整流開關113是設置於該電路板11上，進一步地，該濾波電感111、該電流承載板12、該變壓器鐵芯13與該濾波電容112是設置於該第一面119，該整流開關113則是設置於該第二面110，該電流導引板114的該第一端116突出於該第二面110並與該濾波電容112及該整流開關113電性連接，該二板材繞組(14、15)與該電路板11組裝的每一末端分別經該第一面119穿設至該第二面110並與該整流濾波電路電性連接。進一步地，該二板材繞組(14、15)的每一分別具有一第一末端(141、151)以及一第二末端(142、152)。該第一末端(141、151)相對該第二面110具有一第二距離162，該第二末端(142、152)相對該第二面110具有一第一距離161，該第一距離161小於該第二距離162。

又，該變壓器結構1具有二分別設於二該第一末端(141、151)的散熱片(17、18)，該散熱片(17、18)除增加該變壓器結構1能夠承載電流的面積，更同時增加了散熱面積。又，每一該散熱片(17、18)的長邊方向更可與該二板材繞組(14、15)每一的長邊方向為垂直。藉此，以令該變壓器結構1在不改變結構大小的情況下，獲得更好的散熱能力。復請參閱圖1至圖4，承前實施例，該變壓器結構1具有複數分別對應該電路板11的該第二面110設置以連接其中一該散熱片(17、18)設置的絕緣支撐柱19，每一該散熱片(17、18)具有至少一與其中一該絕緣支撐柱19組接的安裝孔(171、181)。進一步地，每一該散熱片(17、18)包含一與其中一該第一末端(141、151)連接的散熱片本體(172、182)，以及一設於該散熱片本體(172、182)上的散熱鰭片(173、183)。

於一實施例，該變壓器結構1具有一疊設於該第二面110並至少覆蓋該整流開關113的導熱絕緣片20以及一設於該第二面110並疊於該導熱絕緣片20之上的散熱導流平板21。進一步來說，該散熱導流平板21上可設有複數分別提供每一該絕緣支撐柱19的安裝柱211，而每一該絕緣支撐柱19具有一可與該安裝柱211組接的安裝槽191。再者，本發明令每一該絕緣支撐柱19組裝完成後，受該散熱片(17、18)的作用而推抵該導熱絕緣片20及該散熱導流平板21，使該導熱絕緣片20及該散熱導流平板21可以確實地被安裝。

以上已將本發明作做一詳細說明，惟以上所述者，僅爲本發明的一較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作的均等變化與修飾，皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內。

1‧‧‧變壓器結構

11‧‧‧電路板

111‧‧‧濾波電感

112‧‧‧濾波電容

113‧‧‧整流開關

114‧‧‧電流導引板

115‧‧‧電感鐵芯

116‧‧‧第一端

117‧‧‧第二端

118‧‧‧通孔

119‧‧‧第一面

110‧‧‧第二面

12‧‧‧電流承載板

121‧‧‧板體

122‧‧‧連接端

13‧‧‧變壓器鐵芯

14、15‧‧‧板材繞組

141、151‧‧‧第一末端

142、152‧‧‧第二末端

161‧‧‧第一距離

162‧‧‧第二距離

17、18‧‧‧散熱片

171、181‧‧‧安裝孔

172、182‧‧‧散熱片本體

173、183‧‧‧散熱鰭片

19‧‧‧絕緣支撐柱

191‧‧‧安裝槽

20‧‧‧導熱絕緣片

21‧‧‧散熱導流平板

211‧‧‧安裝柱

22、23‧‧‧線材繞組

圖1，本發明一實施例的結構組合示意圖。 圖2，本發明一實施例的結構分解示意圖。 圖3，本發明一實施例的另一方向結構分解示意圖。 圖4，本發明一實施例的剖面結構示意圖。

Claims (9)

1. 一種變壓器結構，其包含：一電路板，佈設有一整流濾波電路，該濾波電路至少包含一濾波電感、一濾波電容以及一整流開關，該濾波電感由一設於該電路板上的電流導引板以及一套於該電流導引板上的電感鐵芯組構而成，該電流導引板具有一與該電路板組接的第一端以及一未與該電路板組接並可與一外部電路連接的第二端；一電流承載板，具有一疊設於該電路板上的板體以及複數分別自該板體一體延伸而用以令該電流承載板固定於該電路板上且與該整流濾波電路電性連接的連接端；一變壓器鐵芯，置於該電路板上；二線材繞組，分別繞設於該變壓器鐵芯上以形成該變壓器的一次側；以及二板材繞組，分別繞設於該變壓器鐵芯上至少一匝，該二板材繞組均固定於該電路板上並形成該變壓器的二次側，該二板材繞組、該二線材繞組與該變壓器鐵芯構成一變壓器，該二板材繞組與該電流導引板及該電流承載板電性連接，以共同承受流經該變壓器結構的電流。
2. 如請求項1所述變壓器結構，其中，該電路板具有複數分別提供該電流導引板、該電流承載板或該二板材繞組穿設的通孔。
3. 如請求項2所述變壓器結構，其中，該電路板具有相互平行的一第一面與一第二面，該濾波電感、該電流承載板、該變壓器鐵芯、該濾波電容與該整流開關設置於該電路板上，該電流導引板的該第一端突出於該第二面並與該濾波電容及 該整流開關電性連接，該二板材繞組與該電路板組裝的每一末端分別經該第一面穿設至該第二面並與該整流濾波電路電性連接。
4. 如請求項3所述變壓器結構，其中，該二板材繞組的每一分別具有一第一末端以及一第二末端，該第一末端相對該第二面具有一第二距離，該第二末端相對該第二面具有一第一距離，該第一距離小於該第二距離，該變壓器結構具有二分別設於二該第一末端的散熱片。
5. 如請求項4所述變壓器結構，其中，每一該散熱片的長邊方向與該二板材繞組每一的長邊方向為垂直。
6. 如請求項5所述變壓器結構，其中，該變壓器結構具有複數分別對應該電路板的該第二面設置以連接其中一該導電散熱片設置的絕緣支撐柱，每一該散熱片具有至少一與其中一該絕緣支撐柱組接的安裝孔。
7. 如請求項4或5或6所述變壓器結構，其中，每一該散熱片包含一與其中一該第一末端連接的散熱片本體，以及一設於該散熱片本體上的散熱鰭片。
8. 如請求項7所述變壓器結構，其中，該變壓器結構具有一疊設於該第二面並至少覆蓋該整流開關的導熱絕緣片。
9. 如請求項8所述變壓器結構，其中，該變壓器結構具有一設於該第二面並疊於該導熱絕緣片之上的散熱導流平板。