TWM531040U - 一種可方便製造的變壓器結構 - Google Patents

Description

一種可方便製造的變壓器結構

本創作係有關於一種變壓器結構，尤指一種脈衝變壓器(pulse transformer)結構。

按，請參閱第一圖所示為一種習知的變壓器結構，其在一鼓型芯(drum core)一側的第一凸緣(flange)10上設有一對初級側端子電極(primary-side terminal electrodes)12a、12b以及次級側中心抽頭(secondary-side center tap)12c，在另一側的第二凸緣11上設有一對次級側端子電極13a、13b及初級側中心抽頭13c，此外，該變壓器的一對線圈係由四條繞線C1~C4所構成，其中，繞線C1、C2構成初級側線圈，繞線C3、C4構成次級側線圈，繞線C1的兩端分別連接初級側端子電極12a及初級側中心抽頭13c，繞線C2的兩端分別連接初級側端子電極12b及初級側中心抽頭13c，繞線C3的兩端分別連接次級側中心抽頭12c及次級側端子電極13b，繞線C4的兩端分別連接次級側中心抽頭12c及次級側端子電極13a，其中，繞線C2與繞線C4在鼓型芯的第一凸緣10側形成交錯，繞線C1與繞線C3在鼓型芯的第二凸緣11側形成交錯。

前述的變壓器，存在著初級側(或次級側)的線圈可能會接觸到次級側(或初級側)的端子電極的問題，例如繞線C1在第二凸緣11側 將其一端從鼓型芯的捲芯部(winding core)14引出(lead out)並連接到初級側中心抽頭13c的途中即可能接觸到次級側端子電極13b，導致連接可靠性降低，對此，美國專利US9349526B2揭露了一種變壓器結構，其做法是將部分特定的端子電極其靠近凸緣之內側面(inner side surface)的前緣(front end)朝著凸緣之外側面(outer side surface)方向退縮(set back)，從而可避免線圈接觸到不同繞線側的端電極，然而，對於此種變壓器來說，若從凸緣上的端子電極往同一個凸緣的中心抽頭的方向看過去，可發現該凸緣的每一個位置都具有相同的高度，如此一來，相互交錯的繞線組(例如第一圖中在第一凸緣10側的繞線C2與C4)在被自動繞線機引出並焊接到端子電極或中心抽頭的過程中會直接觸碰到凸緣，因而容易使各繞線產生滑動，甚至造成焊接位置的偏移，或者使線圈磨損而導致其耐高壓性能降低，對自動繞線作業造成困擾並降低了產品的可靠度，是故，如何針對上述缺失加以改進，即為本案申請人所欲解決之技術困難點所在。

有鑑於習用變壓器其凸緣均等高，容易造成線圈在自動繞線時偏移或受損，增加了製作上的困難度，因此本創作之目的在於發展一種可大幅提高自動繞線可靠度且容易製造的變壓器結構。

為達成以上之目的，本創作係提供一種可方便製造的變壓器結構，其包含：一鼓型芯，具有一繞線部以及一對分別連接於該繞線部兩端的第一凸緣與第二凸緣，該第一凸緣的頂面依序設置有第一端子電極、第二端子電極與第二中心抽頭，該第二凸緣的頂面以相同方向依序設置有第一中心抽頭、第三端子電極與第四端子電極，又該第一凸緣的頂面形成 有一位於第二端子電極與第二中心抽頭之間的第一凹槽，該第二凸緣的頂面形成有一位於第一中心抽頭與第三端子電極之間的第二凹槽，該第一凹槽分別貫穿該第一凸緣的外側面與內側面，該第二凹槽分別貫穿該第二凸緣的外側面與內側面；一第一繞線，兩端分別連接於該第二端子電極與第一中心抽頭；一第二繞線，兩端分別連接於該第二中心抽頭與第三端子電極；一第三繞線，兩端分別連接於該第一端子電極與第一中心抽頭；一第四繞線，兩端分別連接於該第二中心抽頭與第四端子電極；其中，該第一繞線與第二繞線以一第一繞線方向併排繞設於該繞線部上，該第三繞線與第四繞線以一第二繞線方向併排繞設於該繞線部上，而使該第一繞線與第四繞線在第一凸緣側形成交錯，該第二繞線與第三繞線在第二凸緣側形成交錯。

其中，進一步將該第一凹槽的底部與第二凹槽的底部配置成與繞線部位於相同的水平高度。

其中，該第二凸緣在第一中心抽頭一側進一步設置有一輔助中心抽頭，且該輔助中心抽頭與第一中心抽頭均位於第二凹槽的同一側，而輔助中心抽頭與第三端子電極則分別位於第二凹槽的相對側。

其中，該第一凸緣面向第一凹槽的側壁頂部與第二凸緣面向第二凹槽的側壁頂部分別形成有斜向導角。

藉此，相互交錯的繞線組在被自動繞線機引出並焊接到端子電極或中心抽頭的過程中即可穿越凹槽而不會直接觸碰到凸緣，而使繞線可避免滑動或焊接位置偏移，同時也可避免繞線磨損以保持耐高壓性能，進而使本創作可達到便於製造及提高產品可靠度之功效。

〔習用〕

10‧‧‧第一凸緣

11‧‧‧第二凸緣

12a‧‧‧初級側端子電極

12b‧‧‧初級側端子電極

12c‧‧‧次級側中心抽頭

13a‧‧‧次級側端子電極

13b‧‧‧次級側端子電極

13c‧‧‧初級側中心抽頭

14‧‧‧捲芯部

C1‧‧‧繞線

C2‧‧‧繞線

C3‧‧‧繞線

C4‧‧‧繞線

〔本創作〕

3‧‧‧鼓型芯

31‧‧‧繞線部

32‧‧‧第一凸緣

32a‧‧‧外側面

32b‧‧‧內側面

33‧‧‧第二凸緣

33a‧‧‧外側面

33b‧‧‧內側面

34‧‧‧第一凹槽

35‧‧‧第二凹槽

36‧‧‧斜向導角

4‧‧‧線圈

51‧‧‧第一端子電極

52‧‧‧第二端子電極

53‧‧‧第二中心抽頭

54‧‧‧第一中心抽頭

55‧‧‧第三端子電極

56‧‧‧第四端子電極

57‧‧‧輔助中心抽頭

S1‧‧‧第一繞線

S2‧‧‧第二繞線

S3‧‧‧第三繞線

S4‧‧‧第四繞線

第一圖係習用變壓器之結構示意圖。

第二圖係本創作其第一實施例之立體示意圖。

第三圖係本創作其第一實施例之俯視示意圖。

第四圖係本創作其第二實施例之立體示意圖。

第五圖係本創作其第三實施例之立體示意圖。

請參閱第二圖所示，本創作係提供一種可方便製造的變壓器結構，其包含一鼓型芯(drum core)3以及由第一繞線(wire)S1、第二繞線S2、第三繞線S3與第四繞線S4所構成的線圈(coil)4，其中：該鼓型芯3具有一繞線部(winding core)31以及一對分別連接於該繞線部31兩端的第一凸緣32與第二凸緣33，該第一凸緣32的頂面依序設置有第一端子電極51、第二端子電極52以及第二中心抽頭(center tap)53，該第二凸緣33的頂面以相同方向依序設置有第一中心抽頭54、第三端子電極55以及第四端子電極56，在此，各該端子電極與各該中心抽頭具體係為導電銀膠並以塗佈方式設置於各凸緣頂面，又，該第一凸緣32的頂面形成有一第一凹槽34，且該第一凹槽34係位於第二端子電極52與第二中心抽頭53之間，該第二凸緣33的頂面形成有一第二凹槽35，且該第二凹槽35係位於第一中心抽頭54與第三端子電極55之間，進一步的，請再配合參閱第三圖所示，該第一凹槽34係分別貫穿該第一凸緣32的外側面(outer side surface)32a與內側面(inner side surface)32b，該第二凹槽35係分別貫穿該第二凸緣33的 外側面33a與內側面33b，此外，作為最佳的實施方案，係進一步將該第一凹槽34的底部與第二凹槽35的底部配置成與繞線部31位於相同的水平高度，亦即，使第一凹槽34的底部或第二凹槽35的底部與繞線部31之間不存在高低落差，而如第二圖所示；該第一繞線S1係捲繞於該鼓型芯3的繞線部31，且該第一繞線S1的一端與另一端分別連接於該第二端子電極52與第一中心抽頭54，該第二繞線S2係捲繞於該鼓型芯3的繞線部31，且該第二繞線S2的一端與另一端分別連接於該第二中心抽頭53與第三端子電極55，該第三繞線S3係捲繞於該鼓型芯3的繞線部31，且該第三繞線S3的一端與另一端分別連接於該第一端子電極51與第一中心抽頭54，該第四繞線S4係捲繞於該鼓型芯3的繞線部31，且該第四繞線S4的一端與另一端分別連接於該第二中心抽頭53與第四端子電極56，此外，可以注意的是，在第三圖中僅表示出各繞線的引出部分，中間的繞線部分的圖示則被省略；此外，構成線圈4的第一繞線S1、第二繞線S2、第三繞線S3與第四繞線S4係以兩層式(two-layer)結構捲繞於繞線部31上，其中，第一繞線S1與第二繞線S2係以雙線併排繞設(bifilar winding)的方式捲繞並構成第一層，第三繞線S3與第四繞線S4也以雙線併排繞設的方式捲繞並構成第二層，且第一層與第二層具有不同的繞線方向，例如，從第一凸緣32朝第二凸緣33的方向看過去，第一繞線S1與第二繞線S2的繞線方向為順時針方向(第一繞線方向)，而第三繞線S3與第四繞線S4的繞線方向則為逆時針方向(第二繞線方向)，如此一來，第一繞線S1與第四繞線S4在第一凸緣32側會形成交錯，第二繞線S2與第三繞線S3在第二凸緣33側也會形成交錯； 請參閱第三圖所示，對本創作而言，第一繞線S1與第三繞線S3係構成變壓器的初級側線圈，第二繞線S2與第四繞線S4則構成變壓器的次級側線圈，第一端子電極51與第二端子電極52是作為一對平衡輸入(balanced input)，即作為初級側的正側端子電極(primary-side positive-side terminal electrode)與負側端子電極來使用的，而第三端子電極55與第四端子電極56是作為一對平衡輸出，即作為次級側的正側端子電極與負側端子電極來使用的，第一中心抽頭54與第二中心抽頭53則是分別作為初級側與次級側的中心抽頭來使用的，可以一提的是，在本實施例中，本創作的變壓器具體是作為脈衝變壓器(pulse transformer)，惟本創作之變壓器的可能應用範圍並不侷限以此一用途；請參閱第二圖與第三圖所示，本創作藉由分別於該第一凸緣32的頂面與第二凸緣33的頂面形成該第一凹槽34與第二凹槽35，且該第一凹槽34貫穿該第一凸緣32的外側面32a與內側面32b，該第二凹槽35貫穿該第二凸緣33的外側面33a與內側面33b，如此一來，相互交錯的繞線組(例如在第一凸緣32側的第一繞線S1與第四繞線S4，或是在第二凸緣33側的第二繞線S2與第三繞線S3)在被自動繞線機引出並焊接到端子電極或中心抽頭的過程中即可穿越凹槽而不會直接觸碰到凸緣，如此可降低繞線產生滑動甚至焊接位置偏移的缺失，同時也可避免繞線磨損，俾使線圈4可保持耐高壓性能，進而使本創作可達到便於製造及提高產品可靠度之功效；此外，本創作進一步透過將該第一凹槽34的底部與第二凹槽35的底部配置成與繞線部31位於相同的水平高度，如此可確保並提升凹槽免於干擾繞線穿越的淨空效果。

請參閱第四圖所示為本創作的第二實施例，其與第一實施例的差異在於該第二凸緣33在第一中心抽頭54一側進一步設置有一輔助中心抽頭57，且該輔助中心抽頭57與第一中心抽頭54均位於第二凹槽35的同一側，而輔助中心抽頭57與第三端子電極55則分別位於第二凹槽35的不同側或相對側，又該輔助中心抽頭57係較第一中心抽頭54更為靠近該第二凹槽35，此外，在線圈4的繞線或連接結構上，本實施例與第一實施例的差異在於，第三繞線S3的一端不再連接於第一中心抽頭54，而係改為連接於該輔助中心抽頭57，在本實施例中，該第一中心抽頭54與輔助中心抽頭57係合起來構成了變壓器的初級側之中心抽頭，相較於第一實施例，本實施例的第三繞線S3與第一繞線S1係焊接在不同的接點上(即輔助中心抽頭57與第一中心抽頭54)，如此將可避免或減少線與線之間因重疊所造成的焊接不良甚至脫落的問題，進而可提高本創作之製程良率。

請繼續參閱第五圖所示為本創作的第三實施例，其係進一步在第一實施例的第一凸緣32面向第一凹槽34的側壁頂部與第二凸緣33面向第二凹槽35的側壁頂部分別形成有斜向導角36，藉此，可更佳地避免相互交錯的繞線焊接到端子電極或中心抽頭時的磨損與可能的滑動或偏移，從而使本創作具有更佳之實用性，在此，可以注意的是，本創作的第三實施例也可與第二實施例同時實現在同一個變壓器上，以達到最佳的應用效益。

3‧‧‧鼓型芯

31‧‧‧繞線部

32‧‧‧第一凸緣

32a‧‧‧外側面

33‧‧‧第二凸緣

33b‧‧‧內側面

34‧‧‧第一凹槽

35‧‧‧第二凹槽

4‧‧‧線圈

51‧‧‧第一端子電極

52‧‧‧第二端子電極

53‧‧‧第二中心抽頭

54‧‧‧第一中心抽頭

55‧‧‧第三端子電極

56‧‧‧第四端子電極

S1‧‧‧第一繞線

S2‧‧‧第二繞線

S3‧‧‧第三繞線

S4‧‧‧第四繞線

Claims (4)

1. 一種可方便製造的變壓器結構，其包含：一鼓型芯，具有一繞線部以及一對分別連接於該繞線部兩端的第一凸緣與第二凸緣，該第一凸緣的頂面依序設置有第一端子電極、第二端子電極與第二中心抽頭，該第二凸緣的頂面以相同方向依序設置有第一中心抽頭、第三端子電極與第四端子電極，又該第一凸緣的頂面形成有一位於第二端子電極與第二中心抽頭之間的第一凹槽，該第二凸緣的頂面形成有一位於第一中心抽頭與第三端子電極之間的第二凹槽，該第一凹槽分別貫穿該第一凸緣的外側面與內側面，該第二凹槽分別貫穿該第二凸緣的外側面與內側面；一第一繞線，捲繞於該鼓型芯的繞線部，且其兩端分別連接於該第二端子電極與第一中心抽頭；一第二繞線，捲繞於該鼓型芯的繞線部，且其兩端分別連接於該第二中心抽頭與第三端子電極；一第三繞線，捲繞於該鼓型芯的繞線部，且其兩端分別連接於該第一端子電極與第一中心抽頭；一第四繞線，係捲繞於該鼓型芯的繞線部，且其兩端分別連接於該第二中心抽頭與第四端子電極；其中，該第一繞線與第二繞線以一第一繞線方向併排繞設於該繞線部上，該第三繞線與第四繞線以一第二繞線方向併排繞設於該繞線部上，而使該第一繞線與第四繞線在第一凸緣 側形成交錯，該第二繞線與第三繞線在第二凸緣側形成交錯。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可方便製造的變壓器結構，其中進一步將該第一凹槽的底部與第二凹槽的底部配置成與繞線部位於相同的水平高度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可方便製造的變壓器結構，其中該第二凸緣在第一中心抽頭一側進一步設置有一輔助中心抽頭，且該輔助中心抽頭與第一中心抽頭均位於第二凹槽的同一側，而輔助中心抽頭與第三端子電極則分別位於第二凹槽的相對側。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可方便製造的變壓器結構，其中該第一凸緣面向第一凹槽的側壁頂部與第二凸緣面向第二凹槽的側壁頂部分別形成有斜向導角。