非對稱式扁平變壓器的製作方法

2023-08-07 23:31:16

專利名稱：非對稱式扁平變壓器的製作方法
技術領域：
本發明是關於一種變壓器，特別是關於一種扁平變壓器。
背景技術：
目前，變壓器主要分成兩種，其中一種為非對稱繞線式變壓器，如中華民國專利號 M289515所示，另一種則為對稱式扁平變壓器，如中華民國專利公開號200839800所示。在中華民國專利號M289515中，其公開的變壓器包括第一線架、第二線架；其中該第一線架中央設有一中央孔，可供套合於一 E形鐵芯的中柱，一線圈纏繞於第一線架的周緣，而在該第一線架的一端部則沿該中央孔方向延伸一內徑較大的套口，第二線架中央設有一中央孔，可供套合另一 E形鐵芯的中柱，使另一線圈纏繞於第二線架的周緣，令該第二線架以一端部伸入前述第一線架的套口內，形成一可伸縮的結合，且該第一、二線架分別在結合部位的另一端側周緣設有複數個導線柱，以供銜接各線圈，藉由該第二線架的端部在第一線架的套口內滑移，可改變其上繞設有二線圈的間隙而調整其漏電感(或諧振電感)值。此外，在中華民國專利公開號200839800中公開了一對稱式扁平變壓器，其包括
一第一電路板、一第二電路板以及一線圈連結組件。其中，第一電路板具有一第一線圈及一第二線圈。第二電路板對應第一電路板設置，並具有一第三線圈及一第四線圈。線圈連結組件具有一第一接腳及一第二接腳，其中該第一接腳連接第一線圈，第二接腳連接第二線圈。 線圈連結組件控制該第一線圈及該第二線圈間的連接或分離。然而，M289515由於是採用傳統式的繞線方式，且為了使第二線架能進行滑移，其所佔的體積會較大，不適用於目前輕薄短小的趨勢。在專利公開號200839800中，由於其線圈是設置在電路板上，故其體積可做得較小，且本領域的技術人員也可在第一電路板與第二電路板間添加複合性磁性材料，藉由調整複合性磁性材料的厚薄來控制協振電感值。然而，由於目前電子裝置愈來愈要求輕薄短小，且廠商的成本壓力也愈來愈大的情況下，即使是對稱式扁平變壓器也愈來愈較難符合需求。

發明內容
本發明的目的是提供一種非對稱式扁平變壓器，該非對稱式扁平變壓器具有較輕巧的體積且其組裝效率也較高。根據上述目的與其他目的，本發明提供一種非對稱式扁平變壓器，非對稱式扁平變壓器包括一電路板、一繞線架、一初級繞組、一次級繞組、及一磁心組。於電路板上設有一通孔，而於繞線架上則設有一第一環片、一第二環片、一第三環片、一中空柱體、及一貫孔，第一環片、第二環片、與第三環片是平行配置，貫孔與通孔相對應。初級繞組位於第一環片及第二環片之間，且初級繞組電連接於電路板上所設的電路。次級繞組為中空盤狀並位於第二環片及第三環片之間，且次級繞組電連接於電路板上所設的電路。其中，磁心組包括一磁軸，該磁軸穿設於電路板的通孔及繞線架的貫孔，而貫孔是貫通次級繞組、第一環片、第二環片、及第三環片。在上述的非對稱式扁平變壓器中，繞線架更包括一第四環片，該第四環片與第三環片平行配置，第四環片位於第二環片及第三環片之間，次級繞組是位於第三環片及第四環片之間。而且，繞線架更包括至少一磁性環片，該磁性環片插入於該第二環片及該第四環片之間。在上述的非對稱式扁平變壓器中，次級繞組包括一金屬環片，該金屬環片具有一環部，該環部上所設的一開口處的兩端分別朝著該電路板的方向延伸形成一接腳部，該接腳部是電連接於該電路板上所設的電路。在上述的非對稱式扁平變壓器中，次級繞組包括兩金屬環片及一絕緣環片。每一金屬環片具有一環部，該環部上所設的一開口處的兩端朝著電路板的方向延伸形成一接腳部。該接腳部是電連接於電路板上所設的電路，絕緣環片設於兩金屬環片之間。在上述的非對稱式扁平變壓器中，更包括一延伸薄板，其中該延伸薄板的延伸方向是垂直於該第三環片。在上述的非對稱式扁平變壓器中，繞線架更包括一中空柱體，該中空柱體的頂部和底部分別與第一環片及第二環片相接，且初級繞組纏繞在中空柱體上。此外，繞線架更包括有多個線槽，這些線槽設於中空柱體上，且初級繞組纏繞在至少其中之一的線槽內。在上述的非對稱式扁平變壓器中，初級繞組是插入於第一環片與第二環片之間。在上述的非對稱式扁平變壓器中，繞線架更包括兩個導電接腳，該導電接腳是連接於電路板上所設的電路，而初級繞組的兩端則分別連接在該兩個導電接腳上。由於本發明的扁平變壓器為非對稱式的變壓器，故可具有較精巧的體積。而且，次級繞組為金屬環片的設計，也可使扁平變壓器更為扁平，且也增加組裝上的效率。為讓本發明的上述目的、特徵和優點更能明顯易懂，下文將以實施例並配合所附圖示，作詳細說明如下。


圖1所繪示為本發明的非對稱式扁平變壓器的第一實施例。圖2A所繪示為圖1的扁平變壓器中的繞線架。圖2B所繪示為繞線架的另一實施例。圖2C所繪示為繞線架的再一實施例。圖3所繪示為初級繞組纏繞在中空柱體上的示意圖。圖4A所繪示為次級繞組的爆炸圖。圖4B所繪示為次級繞組的另一個實施例。
具體實施例方式請參照圖1與圖2A，圖1所繪示為本發明的非對稱式扁平變壓器的第一實施例， 圖2A所繪示為圖1的扁平變壓器中的繞線架。此扁平變壓器1包括一電路板10、一繞線架 20、一初級繞組30、一次級繞組40、與一磁心組50，其中電路板10上設有一通孔11。在繞線架20上設有一第一環片21、一第二環片22、一第三環片23、一第四環片24、一中空柱體 25、及一貫孔27，其中第一環片21、第二環片22、第三環片23、與第四環片M是平行配置，
4第一環片21與中空柱體25的頂部相連接，而第二環片22則是與中空柱體25的底部相連接。另外，貫孔27是貫通次級繞組40、第一環片21、第二環片22、及第三環片23。此外，第二環片22、第三環片23、與第四環片M是藉由設於外緣的連接部沈而相連在一起。請同時參照圖1與圖3，圖3所繪示為初級繞組纏繞在中空柱體上的示意圖。初級繞組30纏繞在中空柱體25的柱面上，且位於第一環片21及第二環片22之間。此外，初級繞組30的兩端則分別連接在繞線架20上的二導電接腳四(圖3中僅繪示出其中一導電接腳29)上，這二個導電接腳四是連接於電路板10上所設的電路。請同時參照圖1、圖3與圖4A，圖4A所繪示為次級繞組的爆炸圖。其中，次級繞組 40基本上是呈現中空的盤狀，且插入於第三環片23與第四環片M之間。此外，次級繞組 40包括一金屬環片41、一金屬環片42、與一絕緣環片43，其中金屬環片41與金屬環片42 分別具有一環部411與一環部421。而且，環部411與環部421分別具有開口處412與開口處422。該開口處412、422的兩端分別形成有接腳部413與接腳部423，該接腳部413與接腳部423是電連接到電路板10上所設的電路。此外，絕緣環片43設於金屬環片41與金屬環片42之間。在本實施例中，金屬環片41、42的材質為銅，但本領域具有通常知識者也可將其材質改成其他金屬。請繼續參照圖4A，接腳部413包括接腳413a與接腳41北，而接腳部423則包括接腳423a與接腳42北，其中接腳41 與接腳42 是迭合併抵靠在一起，這樣一來扁平變壓器1即為中間抽頭變壓器。當然，本領域具有通常知識者也可不將接腳41 與接腳42 相迭合，這樣扁平變壓器1便有四個接腳。請參照圖4B，圖4B所繪示為次級繞組的另一個實施例。在本實施例中，次級繞組 40』僅包括一金屬環片41』，此金屬環片41』插入於繞線架20中並具有二個接腳。這樣一來，扁平變壓器便有二個接腳。請繼續參照圖1，磁心組50包括磁心51與磁心52，且在磁心51上設有一磁軸511， 另外磁心52則為無磁軸的設計，此磁軸511是穿設過電路板10的通孔11及繞線架20的貫孔27。請同時參照圖1與圖2A，扁平變壓器1更包括一磁性環片60，該磁性環片60插入於第三環片23及第四環片M之間，磁性環片60是由具有導磁材料的軟性材質所構成， 藉由調整磁性環片60的個數和厚度可使諧振電感值產生變化。當然，本領域具有通常知識者可依狀況插入其他材質的環片，並不限於磁性材料。另外，在繞線架20上還設有一延伸薄板觀，由圖2A可知，延伸薄板觀的延伸方向是垂直於第三環片23。在安裝時，此延伸薄板觀會插入在電路板10的一開口(未繪示)上。此延伸薄板觀的設置主要是安規上的設計考慮，延伸薄板觀可延長沿面距離與垂直距離，這樣可減少扁平變壓器1的整體寬度， 故較能節省空間。由於本實施例的扁平變壓器1為非對稱式的變壓器，故可具有較精巧的體積。而且，次級繞組40為金屬環片的設計，故可使扁平變壓器1更為扁平，且也增加組裝上的效率。請參照圖2B，圖2B所繪示為繞線架的另一實施例。此繞線架20』包括一第一環片 21，、一第二環片22，、與一第三環片23，，而在中空柱體25，上則設有多個線槽251，，這些線槽251，是藉由多個分隔板252，而分隔出來。請同時參照圖1與圖2B，初級繞組30纏繞在其中一個線槽251，上，而次級繞組40則插設於第二環片22，與第三環片23』間。本領域具有通常知識者可決定要將初級繞組30纏繞在哪一個線槽251』上，藉以控制初級繞組30 與次級繞組40間的距離，從而控制諧振電感的值。此外，由於可藉由初級繞組30所纏繞的位置來控制諧振電感的值，故便無需設置磁性環片60，因此相較於繞線架20，繞線架20』並無第四環片對』的設置。請參照圖2C，圖2C所繪示為繞線架的再一實施例。在本實施例中，繞線架20」與繞線架20的不同點之一在於繞線架20」並無設置中空柱體，其第一環片21」與第二環片 22」是藉由設於外緣的連接部沈」而相連在一起。因此，初級繞組30」預先纏繞成中空盤狀後再插入於第一環片21」與第二環片22」之間。這樣一來，可以使組裝的效率增加。在上述的實施例中，次級繞組40為金屬環片，但本領域具有通常知識者可將其改設計成其他的樣態，例如在電路板上形成線圈。上述的非對稱式扁平變壓器中，由於結構上的不對稱，會導致轉換電路運作在正半周與負半周的諧振電感並不相同，亦即變壓器正半周與負半周所傳輸的能量並不相同， 這方面的問題可藉由控制電路的優化來補償來加以解決，例如不對稱的責任周期(duty cycle)搭配(或不搭配)不同的死區時間(dead time)進行調整。當然，本領域具有通常知識者可依需求選擇其他補償方式，或者也可選擇不使用任何補償方式。上述實施例僅是為了方便說明而舉例，雖遭所屬技術領域的技術人員任意進行修改，均不會脫離如權利要求書中所欲保護的範圍。
權利要求
1.一種非對稱式扁平變壓器，包括一電路板，於該電路板上設有一通孔；一繞線架，於該繞線架上設有一第一環片、一第二環片、一第三環片、一中空柱體、及一貫孔，該第一環片、該第二環片、與該第三環片是平行配置，該貫孔與該通孔相對應；一初級繞組，該初級繞組位於該第一環片及該第二環片之間，且該初級繞組電連接於該電路板上所設的電路；一次級繞組，該次級繞組為中空盤狀並位於該第二環片及該第三環片之間，且該次級繞組電連接於該電路板上所設的電路；以及一磁心組，包括一磁軸，其中該磁軸穿設於該電路板的通孔及該繞線架的貫孔，而該貫孔是貫通該次級繞組、該第一環片、該第二環片、及該第三環片。
2.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該繞線架還包括一第四環片，該第四環片與該第三環片平行配置，該第四環片位於該第二環片及該第三環片之間，該次級繞組是位於該第三環片及該第四環片之間。
3.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該繞線架還包括至少一磁性環片， 該磁性環片插入於該第二環片及該第四環片之間。
4.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該次級繞組包括一金屬環片，該金屬環片具有一環部，該環部上所設的一開口處的兩端朝著該電路板的方向延伸形成一接腳部，該接腳部是電連接於該電路板上所設的電路。
5.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該次級繞組包括兩金屬環片及一絕緣環片，每一金屬環片具有一環部，該環部上所設的一開口處的兩端朝著該電路板的方向延伸形成一接腳部，該接腳部電連接於該電路板上所設的電路，該絕緣環片設於該兩金屬環片之間。
6.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，還包括一延伸薄板，其中該延伸薄板的延伸方向是垂直於該第三環片。
7.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該繞線架還包括一中空柱體，該中空柱體的頂部和底部分別與該第一環片及該第二環片相接，且該初級繞組纏繞在該中空柱體上。
8.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該繞線架還包括有多個線槽，這些線槽設於該中空柱體上，且該初級繞組纏繞在至少其中之一的線槽內。
9.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該初級繞組是插入於該第一環片與該第二環片之間。
10.如權利要求1所述的非對稱式扁平變壓器，其中該繞線架還包括兩個導電接腳，所述導電接腳是連接於電路板上所設的電路，而該初級繞組的兩端則分別連接在所述兩個導電接腳上。
全文摘要
一種非對稱式扁平變壓器，該非對稱式扁平變壓器包括電路板、繞線架、初級繞組、次級繞組、及磁心組。於電路板上設有通孔，而於繞線架上則設有第一環片、第二環片、第三環片、中空柱體、及貫孔。第一環片、第二環片、與第三環片是平行配置，貫孔與通孔相對應。初級繞組位於第一環片及第二環片間，且初級繞組電連接於電路板上所設的電路。次級繞組為中空盤狀並位於第二環片及第三環片間，且次級繞組電連接於電路板上所設的電路。磁心組包括一磁軸，該磁軸穿設於電路板的通孔及繞線架的貫孔，而貫孔是貫通次級繞組、第一環片、第二環片、及第三環片。
文檔編號H01F27/28GK102446623SQ20101050481
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月13日 優先權日2010年10月13日
發明者林志豪 申請人:林志豪