TWM568480U - Magnetic component module - Google Patents

Abstract

本新型係關於一種磁性元件模組，包括磁芯組、第一繞組、第二繞組及第三繞組，磁芯組包括第一磁芯、對應第一磁芯設置的第二磁芯及對應第二磁芯設置的第三磁芯，第二磁芯位於第一磁芯和第三磁芯之間；第一繞組和第二繞組設置在第一磁芯和第二磁芯之間；第三繞組設置在第三磁芯；其中第一磁芯、第二磁芯、第一繞組和第二繞組係構成變壓器，第三磁芯和第三繞組係構成電感元件。藉此，不僅能夠簡化製造過程，且可節省元件的使用進而大幅度地降低成本。

Description

磁性元件模組

本新型係有關一種變壓器技術，尤指一種磁性元件模組。

變壓器的主要用途是將電力公司所提供之高壓且低穩定性的交流輸入電源轉換成適合各種電子裝置所使用之低壓且穩定性較佳的直流輸出電源。因此，變壓器已廣泛地被應用在電腦、辦公室自動化設備、工業控制設備以及通訊設備等電子裝置中。電感元件具可抑制電路中電磁干擾或防止因電磁干擾所產生的雜波訊號，亦常見於電子設備和電器的電源供應、電力電子設備和高頻設備中。

現有的變壓器和電感元件在製作過程中，大都是由二條不同的生產線各別製作完成，使用時再透過電路板的銅箔電路進行電性連接。

然而，前述變壓器和電感元件組合存在著以下的問題，由於是採用不同生產線方式進行製作，不僅存在有二條產線的人力成本負擔，製作時還需要各別計算所需要的製程公差，且佔用到電力空間使得電功率密度做不高。透過銅箔電路達成電性連接，由於電路板上的銅箔厚度低、阻抗高，使得整體結構的功率損耗高；而且目前電子設備逐漸朝向高效率和小體積發展，上述安裝方式也大量佔據了主電路板上的空間，無法有效地提高主電路板的空間利用率。再者，變壓器和電感元件所使用的磁芯組無法達成共用的效果，而使材料的使用成本無法獲得降低，著實有待加以改善。

本新型之一目的，在於提供一種磁性元件模組，其係透過各組成元件的配設，不僅能夠簡化製造過程，且可節省元件的使用進而大幅度地降低成本。

為了達成上述之目的，本新型提供一種磁性元件模組，包括一磁芯組、一第一繞組、一第二繞組及一第三繞組，該磁芯組包括一第一磁芯、對應該第一磁芯設置的一第二磁芯及對應該第二磁芯設置的一第三磁芯，該第二磁芯位於該第一磁芯和該第三磁芯之間；該第一繞組設置在該第一磁芯和該第二磁芯之間；該第二繞組設置在該第一磁芯和該第二磁芯之間；該第三繞組設置在該第三磁芯；其中，該第一磁芯、該第二磁芯、該第一繞組和該第二繞組係構成一變壓器，該第三磁芯和該第三繞組係構成一電感元件；其中，該第二繞組包括複數個線圈組，該第三繞組係包括一線圈組，該第三繞組之該線圈組係自該第二繞組之一出線端直接延伸出而一體成型。

為了達成上述之目的，本新型提供另一種磁性元件模組，包括一磁芯組、一第一繞組、一第二繞組及一第三繞組，該磁芯組包括一第一磁芯及對應該第一磁芯設置的一第二磁芯；該第一繞組設置於該第一磁芯；該第二繞組設置於該第一磁芯；該第三繞組設置於該第二磁芯；其中，該第一磁芯、該第一繞組和該第二繞組係構成一變壓器，該第二磁芯和該第三繞組係構成一電感元件；其中，該第二繞組包括複數個線圈組，該第三繞組係包括一線圈組，該第三繞組之該線圈組係自該第二繞組之一出線端直接延伸出而一體成型。

本新型還具有以下功效，可節省空間和減少線長所造成的損耗。磁芯可共用進而達成元件使用成本的降低。製作過程中只需要計算一個模組所需要的製程公差，可節省一顆元件所需的製程公差可使得電功率密度做更高。

有關本新型之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本新型加以限制者。

請參閱圖1至圖4所示，本新型提供一種磁性元件模組，本實施例的磁性元件模組100主要包括一第一繞組10、一第二繞組20、一磁芯組30及一第三繞組41。

第一繞組10包括複數導電單元11，各導電單元11是以間隔方式進行配置，每一導電單元11係為雙層銅片，即每一導電單元11包括二銅片111，此銅片111可為銅材質或其合金所製成，於各銅片111之間可形成有一間隙，亦可在每一導電單元11的二銅片111之間設置絕緣片(圖未示出)，且每一導電單元11係具有二接腳每一導電單元11的銅片111與相鄰導電單元11的同向銅片111之間可透過一導體或一導線(圖未示出)予以電性連接。其中

第二繞組20包括複數個線圈組21，每一線圈組21夾持在第一繞組10的任二導電單元11之間，線圈組21可為由一漆包線所環繞形成，其主要包括一線芯和包覆線芯的一絕緣材料所構成，且此第二繞組20是可由自動化繞組設備進行連續性繞組加工，即各線圈組21之間是電性連接，並在首、末圈線圈組21的端點位置分別形成有一出線端22。或者，在其他實施例中，線圈組21可為由一條三層絕緣線所捲繞形成。

本實施例的磁芯組30包括一第一磁芯31、一第二磁芯32及一第三磁芯33，第二磁芯32位於第一磁芯31和第三磁芯33之間，第一磁芯31的斷面形狀呈一E字型，其具有一平板311、自平板311的中心延伸出的一中柱312及從平板311的端緣延伸出的二側柱313，且各側柱313形成在中柱312的側邊，其中本實施例的中柱312的斷面形狀大致呈一近橢圓形，但並不以此種形狀為限，亦可為其它各種形狀。同理，第二磁芯32和第三磁芯33亦具有與第一磁芯31相同的細部結構，即第二磁芯32具有平板321、中柱322和側柱323；第三磁芯33亦具有平板331、中柱332和側柱333。

其中第二磁芯32是對應於第一磁芯31做組合，即第二磁芯32的中柱322與第一磁芯31的中柱312相互對應，第二磁芯32的各側柱323與第一磁芯31的各側柱313相互對應。前述的各導電單元11和各線圈組21容置在第一磁芯31和第二磁芯32之間；換言之，即各中柱312、322穿設在各導電單元11和各線圈組21的中心位置，各側柱313、323則遮罩各導電單元11和各線圈組21的二側邊。

其中前述的第一磁芯31、第二磁芯32、第一繞組10和第二繞組20共同組構成一變壓器，第三磁芯33和第三繞組41共同組構成一電感元件40，此第三繞組41係為一線圈組，此線圈組係自第二繞組20之線圈組21之一出線端22直接延伸出而一體成型(即第三繞組41之一出線端42與第二繞組20之一出線端22係一體成型)，故可減少線長所造成的損耗，且第三繞組41之線圈組的線徑與第二繞組20之線圈組21的線徑相同，即第二繞組20與第三繞組41是電性連接；因此，第三繞組41之線圈組與第二繞組20之線圈組21的繞線圈數可由繞線機自動設定需要的圈數及層數，不需分兩條生產線生產，可以節省一條產線的人力；而於其他實施例中，第三繞組41之線圈組與第二繞組20之線圈組21亦可以獨立方式分開纏繞形成，並在第三繞組41的各端點位置分別形成有一出線端42。於本實施例中，第三繞組41之線圈組的形狀與第二繞組20之各線圈組21的形狀相同，而於其他實施例中，第三繞組41之線圈組的形狀與第二繞組20之各線圈組21的形狀可為不同。

其中第三磁芯33是對應於第二磁芯32做組合，即第三磁芯33的中柱332對應於第二磁芯32的平板321之中央部位，第三磁芯33的各側柱333對應於第二磁芯32的平板321之兩端緣。前述的第三繞組41是繞設於第三磁芯33的中柱332；換言之，即中柱332穿設在第三繞組41的中心位置，各側柱333則遮罩第三繞組41的二側邊。

如此一來，第一磁芯31、第二磁芯32、第一繞組10和第二繞組20所構成的變壓器和第三磁芯33、第三繞組41所構成的電感元件40只需要3個磁芯即可組合而成一個磁性元件模組，故在電路板上安排佈局空間時，只需要計算一個模組所需要的製程公差，可節省掉一顆磁性元件的製程公差，不僅可節省空間，並可使得電源的功率密度作得更高。

請參閱圖5至圖7所示，本實施例的磁性元件模組100A包括一第一繞組10、一第二繞組20、一磁芯組30及一第三繞組41，磁芯組30包括一第一磁芯31及對應第一磁芯31設置的一第二磁芯32，第一繞組10和第二繞組20係設置於第一磁芯31的中柱312上，第三繞組41設置於第二磁芯32的中柱322上，其中，第一磁芯32、第一繞組10和第二繞組20係構成一變壓器，第二磁芯32和第三繞組41係構成一電感元件40。

進一步說明，本實施例中的第一繞組10、第二繞組20和第三繞組41皆與前述實施例相同，磁芯組30中的第一磁芯31和第二磁芯32的結構亦與前述實施例相近。惟電感元件40的第三繞組41是自最末圈的線圈組21之一出線端22直接延伸而出而一體成型(即第三繞組41之一出線端42與第二繞組20之一出線端22係一體成型)，並在最靠近第二磁芯32的導電單元11和第三繞組41之間形成有一間隔距離D，藉以降低漏電感(即增加漏電感感值)，第二磁芯32的中柱322穿設在第三繞組41的中心位置，第二磁芯32的各側柱323遮罩第三繞組41的二側邊。

請參閱圖8至圖10所示，本實施例的磁性元件模組100B亦包括一第一繞組10、一第二繞組20、一磁芯組30及一第三繞組41，磁芯組30包括一第一磁芯31及對應第一磁芯31設置的一第二磁芯32，第一繞組10設置於第一磁芯31，第一繞組10和第二繞組20係設置於第一磁芯31的中柱312上，第三繞組41設置於第二磁芯32的中柱322上，其中，第一磁芯32、第一繞組10和第二繞組20係構成一變壓器，第二磁芯32和第三繞組41係構成一電感元件40。

進一步說明，本實施例第二磁芯32的斷面形狀呈一T字型，其具有一平板321及一中柱322，第一磁芯31的中柱312穿設在各導電單元11和各線圈組21的中心位置並且與第二磁芯32的中柱322相互對應，各側柱313則遮罩各導電單元11和各線圈組21的二側邊並且對應於第二磁芯32的平板321之兩端緣；另電感元件40的第三繞組41是自線圈組21直接延伸出而一體成型，亦或以各自分離的方式進行製作，其中二第三繞組41是分別繞設在平板321且形成在中柱322的二側邊。

請參閱圖11至圖13所示，本實施例的磁性元件模組100C大致與第三實施例的磁性元件模組100B相近似；惟，其還包括一第三磁芯33，此第三磁芯33是對應於第二磁芯32做組合，即第三磁芯33的中柱332對應於第二磁芯32的平板321之中央部位，第三磁芯33的各側柱333對應於第二磁芯32的平板321之兩端緣，利用此第三磁芯33的平板331和各側柱333共同遮罩第三繞組41，藉以增加漏電感感值，也可以控制所需要的感值。

另外，以上各實施例之圖式僅為示意，實際上在各實施例的中柱與中柱之間，以及中柱與平板之間，皆存在有氣隙。再者，以上各實施例係為了節省空間，故均未使用繞線架(bobbin)，但於其他實施例中，亦可將繞組設置於繞線架上，以便於組裝。

綜上所述，本新型之磁性元件模組，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合新型專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障新型創作人之權利。

100、100A、100B、100C‧‧‧磁性元件模組

10‧‧‧第一繞組

11‧‧‧導電單元

111‧‧‧銅片

112‧‧‧封閉環體

20‧‧‧第二繞組

21‧‧‧線圈組

22‧‧‧出線端

30‧‧‧磁芯組

31‧‧‧第一磁芯

311、321、331‧‧‧平板

312、322、332‧‧‧中柱

313、323、333‧‧‧側柱

32‧‧‧第二磁芯

33‧‧‧第三磁芯

40‧‧‧電感元件

41‧‧‧第三繞組

42‧‧‧出線端

D‧‧‧間隔距離

圖1 係本新型第一實施例的立體分解圖。

圖2 係本新型第一實施例的組合外觀圖。

圖3 係沿圖2中A-A線段的剖視圖。

圖4 係沿圖2中B-B線段的剖視圖。

圖5 係本新型第二實施例的立體分解圖。

圖6 係本新型第二實施例的組合外觀圖。

圖7 係本新型第二實施例的組合剖視圖。

圖8 係本新型第三實施例的立體分解圖。

圖9 係本新型第三實施例的組合外觀圖。

圖10 係本新型第三實施例的組合剖視圖。

圖11 係本新型第四實施例的立體分解圖。

圖12 係本新型第四實施例的組合外觀圖。

圖13 係本新型第四實施例的組合剖視圖。

Claims (18)

1. 一種磁性元件模組，包括: 一磁芯組，包括一第一磁芯、對應該第一磁芯設置的一第二磁芯及對應該第二磁芯設置的一第三磁芯，該第二磁芯位於該第一磁芯和該第三磁芯之間； 一第一繞組，設置在該第一磁芯和該第二磁芯之間； 一第二繞組，設置在該第一磁芯和該第二磁芯之間；以及 一第三繞組，設置在該第三磁芯； 其中，該第一磁芯、該第二磁芯、該第一繞組和該第二繞組係構成一變壓器，該第三磁芯和該第三繞組係構成一電感元件； 其中，該第二繞組包括複數個線圈組，該第三繞組係包括一線圈組，該第三繞組之該線圈組係自該第二繞組之一出線端直接延伸出而一體成型。
2. 如請求項1所述之磁性元件模組，其中該第一繞組包括複數個導電單元。
3. 如請求項2所述之磁性元件模組，其中該導電單元係為複數個銅片。
4. 如請求項3所述之磁性元件模組，其中每一個該銅片係為雙層銅片。
5. 如請求項1所述之磁性元件模組，其中該第三繞組之該線圈組的線徑與該第二繞組之各該線圈組的線徑相同。
6. 如請求項1所述之磁性元件模組，其中該第三繞組之該線圈組的形狀與該第二繞組之各該線圈組的形狀不同。
7. 如請求項1所述之磁性元件模組，其中該第一磁芯具有一平板、自該平板的中心延伸出的一中柱及該平板的端緣延伸出的二側柱，該第二磁芯亦具有一平板、一中柱及二側柱，該第二磁芯的該中柱與該第一磁芯的該中柱共同穿設在該第一繞組和該第二繞組的中心位置並且相互對應，該第二磁芯的各該側柱與該第一磁芯的各該側柱共同遮罩該第一繞組和該第二繞組的二側邊並且相互對應。
8. 如請求項7所述之磁性元件模組，其中該第三磁芯亦具有一平板、一中柱及二側柱，該第三磁芯的該中柱穿設該第三繞組的中心位置並且對應於該第二磁芯的該平板，該第三磁芯的各該側柱與該第二磁芯的該平板相互對應。
9. 一種磁性元件模組，包括: 一磁芯組，包括一第一磁芯及對應該第一磁芯設置的一第二磁芯； 一第一繞組，設置於該第一磁芯； 一第二繞組，設置於該第一磁芯；以及 一第三繞組，設置於該第二磁芯； 其中，該第一磁芯、該第一繞組和該第二繞組係構成一變壓器，該第二磁芯和該第三繞組係構成一電感元件； 其中，該第二繞組包括複數個線圈組，該第三繞組係包括一線圈組，該第三繞組之該線圈組係自該第二繞組之一出線端直接延伸出而一體成型。
10. 如請求項9所述之磁性元件模組，其中該第一磁芯具有一平板、自該平板的中心延伸出的一中柱及該平板的端緣延伸出的二側柱，該第二磁芯亦具有一平板、一中柱及二側柱，該第一磁芯的該中柱穿設在該第一繞組和該第二繞組的中心位置並且與該第二磁芯的該中柱相互對應，該第一磁芯的各該側柱遮罩該第一繞組和該第二繞組的二側邊並且與該第二磁芯的各該側柱相互對應，該第二磁芯的該中柱穿設在該第三繞組的中心位置，該第二磁芯的各該側柱遮罩該第三繞組的二側邊。
11. 如請求項9所述之磁性元件模組，其中該第一繞組包括複數個導電單元。
12. 如請求項11所述之磁性元件模組，其中該導電單元係為複數個銅片。
13. 如請求項11所述之磁性元件模組，其中最靠近該第二磁芯的該導電單元和該第三繞組之間形成有一間隔距離。
14. 如請求項9所述之磁性元件模組，其中該第一磁芯具有一平板、自該平板的中心延伸出的一中柱及該平板的端緣延伸出的二側柱，該第二磁芯具有一平板及一中柱，該第一磁芯的該中柱穿設在該第一繞組和該第二繞組的中心位置並且與該第二磁芯的該中柱相互對應，該第一磁芯的各該側柱遮罩該第一繞組和該第二繞組的二側邊並且對應於該第二磁芯的該平板之兩端緣，其中該第三繞組係繞設在該第二磁芯的該平板且位於該第二磁芯的該中柱的二側邊。
15. 如請求項14所述之磁性元件模組，其中該磁芯組還包括一第三磁芯，該第三磁芯係對應於該第二磁芯組接。
16. 如請求項15所述之磁性元件模組，其中該第三磁芯具有一平板及一中柱，該第三磁芯的該中柱對應於該第二磁芯。
17. 如請求項16所述之磁性元件模組，其中該第三磁芯還具有二側柱，該第三磁芯的該平板和各該側柱係共同遮罩該第三繞組。
18. 如請求項9所述之磁性元件模組，其中該第三繞組之該線圈組的線徑與該第二繞組之各該線圈組的線徑相同。