變壓器組件以及電源轉換器的製造方法
2023-12-11 00:00:22 1
變壓器組件以及電源轉換器的製造方法
【專利摘要】一種變壓器組件，包括第一電路板、電氣地聯接到第一電路板的變壓器、以及可動地連接到變壓器並且能夠至少在第一方向上相對於變壓器運動的端子模塊。端子模塊包括端子。變壓器包括磁芯和繞組，繞組具有從繞組延伸的繞組線。繞組線電氣地聯接到端子模塊的端子。變壓器組件還包括電氣地聯接到端子模塊的端子的第二電路板。還公開一種電源轉換器。
【專利說明】變壓器組件以及電源轉換器
【技術領域】
[0001]本公開涉及具有可動端子模塊的變壓器組件。
【背景技術】
[0002]本部分提供了與本公開相關聯的背景信息，該背景信息不必為現有技術。
[0003]緊湊的變壓器組件可以包括夾置於初級電路板與次級電路板之間的變壓器。變壓器可以包括一個或多個初級繞組、一個或多個次級繞組、非導電性絕緣體、從非導電性絕緣體向外延伸的電氣端子。初級繞組和次級繞組電氣地聯接到端子。通過將端子焊接到初級電路板和次級電路板，使變壓器電氣地且機械地聯接到初級電路板和次級電路板。
【發明內容】
[0004]本部分提供了本公開的總體概述，並且不是本公開的全部範圍或本公開的全部特徵的全面公開。
[0005]根據本公開的一個方面，一種變壓器組件包括第一電路板、電氣地聯接到第一電路板的變壓器、以及可動地連接到變壓器並且能夠至少在第一方向上相對於變壓器運動的端子模塊。端子模塊包括端子。變壓器包括磁芯和繞組，繞組具有從繞組延伸的繞組線。繞組線電氣地聯接到端子模塊的端子。變壓器組件還包括電氣地聯接到端子模塊的端子的第二電路板。
[0006]根據本公開的另一方面，公開了一種製造變壓器組件的方法。該方法包括:將變壓器電氣地聯接到第一電路板；將繞組線從變壓器電氣地聯接到端子模塊；將端子模塊可動地連接到變壓器；以及將端子模塊的端子手動地焊接到第二電路板。
[0007]通過本文提供的描述，其它方面和適用領域將變得明顯。應當理解的是，本公開的各個方面可以單獨地實施或是與一個或多個其它方面相結合地實施。還應當理解的是，本文的描述和具體示例僅旨在以說明為目的，並且不旨在限制本公開的範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]本文所描述的附圖僅僅是為了所選實施方式的說明性目的而非全部可能的實現方式，並且不旨在限制本公開的範圍。
[0009]圖1是根據本公開的一個示例性實施方式的包括電路板、變壓器、以及可動端子模塊的變壓器組件的主視圖。
[0010]圖2是根據另一示例性實施方式的包括變壓器和可動端子模塊的變壓器組件的主視等距視圖。
[0011]圖3是圖2的變壓器組件的後視等距視圖。
[0012]圖4是變壓器組件以及電路板的分解後視等距視圖，該變壓器組件包括圖2和3的變壓器組件。
[0013]圖5是圖4的變壓器組件的後視等距視圖。[0014]圖6是根據另一示例性實施方式的安裝在具有凸緣的殼體中的圖4和5的變壓器組件的後視圖。
[0015]圖7是根據又一示例性實施方式的變壓器組件的等距視圖，該變壓器組件與圖2和3的變壓器組件類似但是包括了繞線架。
[0016]圖8是包括了電路板和圖7的變壓器組件的供電系統的等距視圖。
[0017]在附圖的若干視圖之中，相對應的附圖標記表示相對應的部分。
【具體實施方式】
[0018]現在將參照附圖來更充分地描述示例性實施方式。
[0019]提供示例性實施方式以使得本公開將是全面的，且將對本領域技術人員充分地表達出範圍。闡述了例如為具體部件、裝置、以及方法的示例之類的多種具體細節，以提供對本公開的實施方式的全面理解。對本領域技術人員顯而易見的是:不需要應用具體細節；示例性實施方式可以以多種不同形式體現；並且具體細節和示例性實施方式均不應解釋為限制本公開的範圍。在一些示例性實施方式中，沒有詳細地描述已被熟知的過程、已被熟知的裝置結構、以及已被熟知的技術。
[0020]本文所使用的術語僅用於描述特定的示例性實施方式的目的，並且不旨在進行限制。如本文所使用的，單數形式:「一」、「一種」、以及「所述」可旨在也包括複數形式，除非上下文另有明確說明。術語「包括」、「包括有」、「包含」、以及「具有」為包含性的，並且因此列舉了所述特徵、整體、步驟、操作、元件、以及/或者部件的存在，並且不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、部件、以及/或者其組群的存在或附加。本文所描述的方法步驟、過程、以及操作不應解釋為必須要求按所述或所示的特定順序對其實施，除非具體說明了實施順序。還應理解的是，可以使用附加的或替代的步驟。
[0021]儘管本文可以使用術語第一、第二、第三等等來描述各種元件、部件、區域、層、以及/或者區段，但是這些元件、部件、區域、層、以及/或者區段不應受這些術語的限制。這些術語僅可用於將一個元件、部件、區域、層、或區段與另一個區域、層、或區段區分開。例如為「第一」、「第二」之類的術語以及其它的數字性術語當在本文中使用時不表示次序或順序，除非由上下文清楚地說明。因此，以下描述的第一元件、部件、區域、層、或區段可以稱為第二元件、部件、區域、層、或區段，而不背離示例性實施方式的教示。
[0022]為了易於描述，例如「內部」、「外部」、「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」、等等之類的空間關係術語可以在本文中用於如附圖所示出地描述一個元件或零件與另一個元件或零件的關係。空間關係術語可旨在包括使用中或操作中的裝置除附圖中所示出的定向之外的不同定向。例如，如果附圖中的裝置翻轉，則被描述為在元件或特徵的「下方」或「之下」的另外的元件之後將會定向為在所述元件或特徵的「上方」。因此，示例性術語「下方」可以包括上方和下方兩種定向。裝置可以進行不同的定向(旋轉90度或其它定向)，並且對本文所使用的空間關係描述符進行相應的解釋。
[0023]根據本公開的一個方面的變壓器組件在圖1中示出並且總體上由附圖標記10表示。如圖1所示，變壓器組件10包括電路板20、電氣地聯接到電路板20的變壓器30、以及可動地連接到變壓器30的端子模塊40。端子模塊40包括從端子模塊40延伸的端子70。組件10還包括電氣地聯接到端子模塊40的端子70的電路板50。[0024]變壓器30包括磁芯和繞組，繞組具有從繞組延伸的繞組線60。繞組線60電氣地聯接到端子模塊40的至少其中一個端子70。優選地，繞組線60為三重絕緣線。
[0025]如圖1所示，變壓器30還可以包括向上延伸的凸臺80，以將端子模塊40與變壓器30可動地連接。在此情況下，端子模塊40可以包括用於接收凸臺80的孔口 90 (在圖1中虛線示出)。孔口 90可以定尺寸成與凸臺80緊密地連接(也就是孔口和凸臺的直徑可以近乎相同)。替代地，孔口的直徑可以在某種程度上大於凸臺的直徑，以提供寬鬆的連接，在凸臺延伸穿過孔口時該寬鬆的連接允許端子模塊40相對於變壓器30向上或向下傾斜(也就是因此電路板20、50可以彼此不平行)。然而應當理解的是，端子模塊40可以是以另外的合適的方式(也就是不使用凸臺和/或孔口)可動地連接到變壓器。例如，端子模塊40和/或變壓器30可以包括用於將端子模塊40與變壓器30可動地連接的一個或多個凸緣或其它結構。
[0026]端子模塊40能夠在至少一個方向上相對於變壓器30運動。在圖1的示例中，端子模塊40能夠僅沿著凸臺80的長度在豎向方向上相對於變壓器30運動。因此，端子模塊40可以安置在變壓器30的上表面上，或替代地，端子模塊40可以與變壓器30的上表面間隔開，使得在端子模塊40與變壓器30的上表面之間形成有間隙。出於這些原因，可以將端子模塊40視為「漂浮的」端子模塊。在一些實施方式中，間隙可以近似與凸臺80的長度一樣大。
[0027]使端子模塊40在豎向方向上運動的能力允許對電路板20、50之間的距離進行調節以及/或者對端子模塊40 (進而電路板50)相對於變壓器30的位置進行調節。這接著可以簡化變壓器組件10的組裝並且減小焊接接頭的應力。此外，通過應用端子模塊40，可以增加電路板20、50之間的距離，從而增加電路板20、50之間以及電路板20、50上的部件之間的絕緣性。
[0028]儘管圖1的示例示出了兩個端子70、兩個凸臺80、以及兩個孔口 90，應當理解的是，可以應用更多的或更少的端子、凸臺、以及/或者孔口，而不背離本公開的範圍。
[0029]繞組線60可以從初級繞組、次級繞組等等延伸(或聯接至初級繞組、次級繞組等等)，以將繞組聯接到電路板50上的一個或多個部件。端子模塊40可以可動地連接到變壓器30的任何合適的部分。
[0030]如圖1所示，端子模塊40還可以包括突出部95，該突出部95用於支撐電路板50，並且用於在電路板50與端子模塊40之間提供空間，以將繞組線60電氣地聯接到端子70。
[0031]圖2和3示出了根據本公開的另一示例性實施方式的變壓器組件200。變壓器組件200包括變壓器202以及可動地連接到變壓器202的端子模塊204。儘管圖2和3中未示出，但是變壓器202包括磁芯和鄰近磁芯的繞組。
[0032]在圖2和3的示例中，變壓器202包括兩個向上延伸的凸臺216、218。此外，端子模塊204限定了孔口 226、228，孔口 226、228用於接收凸臺216、218以將端子模塊204可動地連接到變壓器202。
[0033]如圖2所示，變壓器202可以包括用於將變壓器202電氣地聯接到電路板的端子222。在圖2和3的示例中，端子222為通孔銷。替代地，端子222可以為用於將變壓器202聯接到電路板的表面安裝端子或任何其它合適的端子。儘管圖2和3中示出了四個端子222，但是可以應用更多或更少的端子。[0034]與圖1的端子模塊40類似地，圖2的端子模塊204能夠沿著凸臺216、218的長度在豎向方向上相對於變壓器運動。
[0035]端子模塊204包括能夠電氣地聯接到一個或多個電路板(未示出)的兩個向上延伸的端子212、214。替代地，端子模塊204可以包括向上或沿其它方向延伸的更多或更少的端子。
[0036]如圖2所示，端子模塊204可以限定通道230。通道230可以定位成鄰近變壓器202的上表面，以在一個或多個繞組線208聯接到端子212、214之前使繞組線208穿過通道230走線。
[0037]在圖2和3中示出的特定示例中，次級繞組線208附連(由附圖標記224表示)到通道230的上表面。繞組線208可以以任何合適的方式附連到通道230的上表面，所述方式包括例如通過粘合劑(比如環氧樹脂、粘合帶等等)、機械夾持裝置等等。將繞組線208附連到通道230的上表面可以減小端子模塊204與變壓器202之間的繞組線208的擰線的可能性。優選地，繞組線208為三重絕緣線。
[0038]如圖3所示，端子模塊204還可以包括突出部232，該突出部232用於支撐電路板，並且用於在電路板與端子模塊204之間提供空間，以將繞組線208電氣地聯接到端子212、214。
[0039]圖4和5示出了變壓器組件400以及電路板424、426，變壓器組件400包括圖2和3的變壓器組件200。如圖4和5所示，電路板424、426定位在變壓器202的對置兩側上。
[0040]在圖4的示例中，電路板424包括用於接收端子模塊204的端子212、214的電鍍孔口 428。此外，電路板426包括用於接收從變壓器202延伸出的端子222的電鍍孔口 430。因此，如圖5所示，通過將端子212、214、222插入穿過電鍍孔口 428、430並且將端子焊接到電鍍孔口(也就是導電通孔)，可以使變壓器202電氣地並且機械地聯接到電路板424、426。例如，可以手動地並/或通過自動焊接工藝(例如波峰焊接、回流焊接等等)來焊接端子。優選地，將端子222波峰焊接到電路板426，而將端子模塊204的端子212、214手動地焊接到電路板424。
[0041]圖6示出了系統600，該系統600包括圖4和5的變壓器組件400以及圍繞變壓器組件400定位的殼體602。如圖6所示，殼體602包括水平凸緣604、606、608、610。凸緣604、606限定了用於接收電路板424的開口，並且凸緣608、610限定了用於接收電路板426的開口。如圖6的示例所示，每個開口具有比電路板424、426的高度更大的高度。這允許電路板424、426在開口之間運動。此外，凸緣604、608分別限定了用於支撐電路板424、426的支撐部。
[0042]如上所述，端子模塊204能夠沿著凸臺216、218的長度運動。這在將變壓器組件400安裝於殼體602中時提供了靈活性，並且減小或消除了焊接接頭上的應力。
[0043]圖7示出了與圖2和3的變壓器組件200類似的變壓器組件700。然而，變壓器組件700包括鄰近變壓器702的磁芯734的繞線架732。如圖7所示，變壓器702包括延伸穿過繞線架732的四個端子736。端子736可以將變壓器702電氣地聯接到電路板(例如圖4和5的電路板426)。
[0044]如圖7所示，端子736為通孔銷。替代地，端子736可以是用於將變壓器聯接到電路板的表面安裝端子或任何其它合適的端子。儘管圖7中示出了四個端子736，但是可以應用更多或更少的端子。
[0045]圖8示出了包括圖7的變壓器組件700的系統800，其中變壓器組件700聯接到電路板824、826。系統800還包括聯接到電路板824、826的部件838。部件838例如可以包括比如電容器、電感器、二極體等等之類的電氣部件。系統800例如可以為電源轉換器等等，並且可以應用於充電器、電源適配器等等之中。電源轉換器例如可以為直流一直流(DC-DC)電源轉換器、交流一直流(AC-DC)電源轉換器、直流一交流(DC-AC)逆變器等等。
[0046]在一些實施方式中，電路板824可以為次級電路板並且包括電氣地聯接到變壓器702的次級繞組的部件。同樣地，電路板826可以為初級電路板並且包括電氣地聯接到變壓器702的初級繞組的部件。
[0047]本文所述的端子模塊和繞線架可以由任何合適的材料形成。例如，端子模塊和繞線架可以由諸如聚醯胺之類的聚合物形成。
[0048]本文所述的磁芯可以包括任何合適的磁性材料，例如包括錳鋅(MnZn)鐵氧體等等。此外，磁芯可以包括任何合適的芯部構型，例如包括E形、I形、U形、C形、環形等等的芯部構型。此外，磁芯可以包括一個或多個芯部區段。
[0049]本文所述的電路板可以是任何合適的電路板，這例如包括印製電路板。印製電路板可以包括用於電氣地連接部件、端子等等的導電跡線。
[0050]可以以任何合適的方式對本文所述的變壓器組件進行製造、組裝等等。例如，可以通過以下方式來組裝變壓器組件:將變壓器電氣地聯接到電路板；將繞組線從變壓器電氣地聯接到端子模塊；將端子模塊可動地連接到變壓器；並且將端子模塊的端子手動地焊接到另一電路板。變壓器組件可以以上面剛剛描述的順序或以任何其它合適的順序進行組裝。在一些實施方式中，將變壓器電氣地聯接到電路板包括將從變壓器延伸的端子波峰焊接到電路板。
[0051]已經出於示出和描述的目的而提供了實施方式的以上描述。以上描述不旨在窮盡或限制本公開。特定實施方式的各個元件或特徵通常不限於該特定實施方式，而是在可以適用的情況下能夠互換並且可以用於選定的實施方式中，即便這沒有具體地示出或描述。這些元件或特徵可以以多種方式變化。這種變型不應被視為與本公開相背離，並且全部的這種修改旨在包含於本公開的範圍內。
【權利要求】
1.一種變壓器組件，其特徵在於，所述變壓器組件包括: 第一電路板； 變壓器，所述變壓器電氣地聯接到所述第一電路板，所述變壓器包括磁芯和繞組，所述繞組具有從所述繞組延伸的繞組線； 端子模塊，所述端子模塊可動地連接到所述變壓器並且能夠至少在第一方向上相對於所述變壓器運動，所述端子模塊包括端子，所述繞組線電氣地聯接到所述端子模塊的所述端子；以及 第二電路板，所述第二電路板電氣地聯接到所述端子模塊的所述端子。
2.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述繞組為次級繞組。
3.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述繞組線為三重絕緣的。
4.根據權利要求2所述的變壓器組件，其中所述變壓器包括第一側以及與所述第一側對置的第二側，其中所述第一電路板聯接到所述變壓器的所述第一側，並且其中所述第二電路板聯接到位於所述變壓器的所述第二側的所述端子模塊的所述端子。
5.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述變壓器包括電氣地聯接到所述第一電路板的端子。
6.根據權利要求5所述的變壓器組件，其中所述變壓器端子通過焊接電氣地聯接到所述第一電路板。
7.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述變壓器包括鄰近所述變壓器的所述磁芯的繞線架、以及延伸穿過所述繞線架的端子，並且其中所述變壓器通過延伸穿過所述繞線架的所述端子電氣地聯接到所述第一電路板。
8.根據權利要求7所述的變壓器組件，其中延伸穿過所述繞線架的所述端子通過焊接電氣地聯接到所述第一電路板。
9.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述第一方向為豎向方向。
10.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述端子模塊限定了通道，並且其中所述繞組線延伸穿過所述端子模塊的所述通道。
11.根據權利要求10所述的變壓器組件，其中所述繞組線附連到所述端子模塊。
12.根據權利要求1所述的變壓器組件，其中所述端子模塊限定了孔口，並且其中所述變壓器包括延伸穿過所述端子模塊的所述孔口的凸臺。
13.根據權利要求12所述的變壓器組件，其中所述凸臺在所述第一方向上延伸一定的長度，並且其中所述端子模塊能夠沿著所述凸臺的所述長度運動。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的變壓器組件，其中所述端子模塊僅能夠在所述第一方向上相對於所述變壓器運動。
15.一種電源轉換器，其特徵在於，所述電源轉換器包括根據權利要求1-14中任一項所述的變壓器組件。
【文檔編號】H01F27/30GK203706811SQ201320816381
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月11日 優先權日:2013年1月17日
【發明者】阿爾本·帕雷達伊·戈蔡, 比利·蓋比拉甘·阿里亞斯 申請人:雅達電子國際有限公司