CN104240912A - 变压器结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种变压器结构，包括：绕线架，其具有一绕线部；绕组，绕设于绕线架的绕线部上；以及磁芯组，包括第一磁芯及第二磁芯，第一磁芯及第二磁芯分别具有磁板、中柱及两对应设置的第一边柱及第二边柱，其中中柱与第一边柱及第二边柱共同定义出至少一薄化区，且薄化区的磁板具有高低差；其中，绕线架相对于磁芯组的第一磁芯及第二磁芯的薄化区处具有增厚结构，当绕线架设置于第一磁芯及第二磁芯之间时，绕线架的增厚结构与薄化区具有高低差的磁板相对应设置。

Description

变压器结构

技术领域

本发明涉及一种变压器结构，尤指涉及一种具有部分削薄的磁芯，且不会影响现有电气特性，更可达成薄型化目的的变压器结构。

背景技术

变压器为电器设备中经常使用的磁性元件，其利用电磁感应原理而转换与调整电压，使电压达到电器设备能够适用的范围。一般而言，传统变压器的结构主要包含绕线架、磁芯组、初级绕线以及次级绕线。其中，初级绕线与次级绕线的线圈绕设于绕线架的绕线区，变压器即可通过初级绕线输入电压，经磁芯组的电磁作用后，于次级绕线达到电压转换的目的。

于传统的变压器结构中，其磁芯组具有固定的厚度，再搭配具有特定厚度的绕线架结构，故当两者组装之后，整体变压器结构实具有一定厚度的体积大小，然而，由于现今电子装置多朝向体积小、微型化及薄型化的目标发展，故设置于其内部的变压器的体积必须适应此项需求而缩小其尺寸，换句话说，即为变压器结构亦须朝薄型化的目标进行设计。

现有的变压器薄型化设计多着墨于绕线架的薄型化设计，其原因在于，若将其磁芯进行削薄，则其于组装时将会影响到变压器整体的机械强度，且若磁芯进行削薄，亦可能会影响其磁路而导致饱和失败，进而影响到整体变压器的电气特性。

有鉴于此，如何发展一种可通过削薄一部分的磁芯以增加绕线空间、同时更可增强绕线架的结构强度，并可达薄型化目标的变压器结构，实为相关技术领域者目前迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有部分削薄的磁芯组的变压器，且不会影响其磁通量，以解决传统变压器体积庞大的问题，同时可节省磁芯组的材料成本，并增强绕线架的结构强度，更可达变压器结构的薄型化设计的目标。

为达上述目的，本发明的一较广实施方式为提供一种变压器结构，包括：绕线架，其具有一绕线部；绕组，绕设于绕线架的绕线部上；以及磁芯组，包括第一磁芯及第二磁芯，第一磁芯及第二磁芯分别具有磁板、中柱及两对应设置的第一边柱及第二边柱，其中中柱与第一边柱及第二边柱共同定义出至少一薄化区，且薄化区的磁板具有高低差；其中，绕线架相对于磁芯组的第一磁芯及第二磁芯的薄化区处具有增厚结构，当绕线架设置于第一磁芯及第二磁芯之间时，绕线架的增厚结构与薄化区具有高低差的磁板相对应设置。

本发明的功效：本发明的变压器结构将磁芯组的磁通密度较低的区域定义形成薄化区，并对之进行削薄动作，以使薄化区的磁板具有高低差，并搭配绕线架的增厚结构的设计，以使绕线架的增厚结构与磁芯组的薄化区对应设置，并通过该薄化区的设计以可节省磁芯组的材料成本，并可增强绕线架的结构强度，此外，由于薄化区的磁通密度较低，故于其削薄的情况下，不会影响到变压器结构的整体磁通量，即其可于不影响现有的电气特性的下，更能使磁芯组薄型化，进而可使变压器达到薄型化设计的目标。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例的变压器的分解结构示意图。

图2为图1所示的第一磁芯的结构示意图。

图3为本发明另一较佳实施例的变压器结构的磁芯结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：变压器

10：绕线架

100：绕线区

101：增厚结构

102：通道

11：绕组

110：主级绕线

111：次级绕线

12：磁芯组

121：第一磁芯

121a、122a、21a：磁板

121b、122b、21b：中柱

121c、122c、21c：第一边柱

121d、122d、21d：第二边柱

121e、122e、21e：薄化区

122：第二磁芯

21：磁芯

X1、X3：第一边柱的切线

X2、X4：第二边柱的切线

Y1、Y2、B1、B2：中柱的切线

L1、L2、A1、A2：第一边柱、第二边柱到中柱的最短距离

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明的用，而非架构于限制本发明。

请参阅图1，其为本发明第一较佳实施例的变压器的分解结构示意图。如图1所示，本发明的变压器1包括绕线架10、绕组11以及磁芯组12等结构。其中，绕线架10具有绕线部100，用以供该绕组11绕设于其上，于一些实施例中，该绕组11包括主级绕线110及次级绕线111，但不以此为限。至于磁芯组12，则包括第一磁芯121及第二磁芯122，该第一磁芯121及该第二磁芯122分别具有一磁板121a、122a、一中柱121b、122b及两对应设置的第一边柱121c、122c及第二边柱121d、122d等结构，且第一磁芯121及第二磁芯122的中柱121b、122b与第一边柱121c、122c及第二边柱121d、122d共同定义出至少一薄化区121e、122e，且于该薄化区121e、122e处的磁板121a、122a具有一高低差；以及，绕线架10相对于磁芯组12的第一磁芯121及第二磁芯122的薄化区121e、122e处具有一增厚结构101，故当绕线架10对应设置于第一磁芯121及第二磁芯122之间进行组装时，该绕线架10的增厚结构101与该薄化区121e、122e具有高低差的磁板121a、122a相对应设置。

请继续参阅图1，如图1所示，绕线架10可为一薄型化的绕线架，其具有绕线区100，当绕组11的主级绕线110及次级绕线111绕设于绕线区100后，其可分别由两相对侧进行出线。以及，于绕线架10的上、下两相对表面皆具有分别与第一磁芯121、第二磁芯122的薄化区121e、122e相对应的增厚结构101，至于该增厚结构101的型态及数量与第一磁芯121及第二磁芯122的薄化区121e、122e相对应，并不以本实施例所示的型态为限。

请同时参阅图1及图2，图2为图1所示的第一磁芯的结构示意图，如图所示，由于磁芯组12的第一磁芯121及第二磁芯122为相同且彼此对应的结构，故于此仅以第一磁芯121为例进行说明。于本实施例中，磁芯组12可为PJ型铁芯，但不以此为限。其中，第一磁芯121由磁板121a、中柱121b、第一边柱121c及第二边柱121d所构成，其中磁板121a大致为一板状结构，中柱121b则设置于磁板121a的中心处，且为一圆柱结构，至于第一边柱121c及第二边柱121d则分别对应设置于磁板121a的两侧，并向上垂直延伸而出，且第一边柱121c与第二边柱121d之间并未连接设置。如图2可见，第一边柱121c的一端可延伸一切线X1，并使该切线X1与中柱121b的切线Y1垂直相交，另一端则同样可以相同方式，找出其与中柱121b垂直相交的切线X3，相同地，第二边柱121d的一端亦可延伸出与中柱121b的切线Y2垂直相交的切线X2，另一端也可延伸出切线X4，如此一来，该两切线X1、X3共同定义出的范围，以及另两切线X2、X4共同定义出的范围，则为变压器1于电磁感应时，在第一磁芯121的最短磁路径，以磁动势(F)公式：F=H*L可知，其磁场强度(H)与距离(L)呈反比，故当找出中柱121b与第一边柱121c、第二边柱121d之间的最短磁路径，则可推知该范围内的磁场强度(H)将是最大。又由磁感应强度(B)公式：B=μ*H可知，磁场强度(H)与磁通密度(B)呈正比，故前述的磁场强度最大的区域，其磁通密度当然较大。

反之来看，由前述的模拟方式即可找出第一磁芯121的磁通量最低的区域，该区域即在以第一边柱121c与中柱121b的切线Y1的垂直距离L1及第二边柱121d与中柱12b的切线Y2的垂直距离L2之间所共同定义出的范围，即为前述的薄化区121e，由于该薄化区121e的磁通密度为较小的磁通密度，故对此薄化区121e的磁板121a进行削薄的动作，经电脑模拟计算后，对于变压器1的磁通量并无影响，且该模拟结构更显现出，其与未削薄之前的铁芯磁通量几乎相同，因此本实施例的薄化区121e的磁芯削薄并不会影响到变压器1的电气特性。

请同时参阅图1及图2，如图所示，于本实施例中，第一磁芯121的薄化区121e为一凹部结构，即该凹部处的磁芯经由削薄所形成，同时，为与该凹部结构相对应，则绕线架10上的增厚结构101为对应的凸部结构。如此一来，当绕线架10与第一磁芯121、第二磁芯122对应组装时，则可通过绕线架10上的凸部的增厚结构101与薄化区121e、122e的凹部结构相对应设置，借此，不仅可实现磁芯组12薄型化的设计，同时通过绕线架10上的增厚结构101而可增加绕线架10的支撑力，进而减少绕组10绕设时易产生的变形情形。当然，薄化区121e、122e的设计并不以此为限，其主要为通过削薄该薄化区121e、122e的磁芯，以达到使变压器结构1薄型化的目的，故其可具有多种的实施方式，举例来说，薄化区121e、122e亦可为由内向外倾斜的一斜面结构，当然，若薄化区121e、122e为斜面结构，则与的对应设置的绕线架10的增厚结构101则为相对由外向内倾斜的斜面结构，通过此两相对应的斜面结构以使绕线架10的增厚结构101可与薄化区121e、122e彼此对应设置，由此可见，薄化区121e、122e的型态可由实际施作情形而任施变化，并不以此为限。至于薄化区121e、122e的数量，于本实施例中，如图2所示，第一磁芯121的第一边柱121c的切线X1、X3与第二边柱121d的切线X2、X4可定义出两对应设置的薄化区121e(即为第一磁芯121的两开口处)，然而其数量亦不以此为限。

请继续参阅本发明的图1，根据本发明的构思，本发明的变压器1的组装流程如下：首先，提供一绕线架10，将一绕组11的主级绕线110及次级绕线111分别绕设于绕线架10的绕线部100上，并使其分别朝绕线架10的两相对侧出线。接着，将磁芯组12的第一磁芯121及第二磁芯122的中柱121b、122b对应于绕线架10的通道102而分别向下、向上设置，以使绕线架10上、下表面的增厚结构101分别对应于第一磁芯121、第二磁芯122的薄化区121e、122e而设置，而使绕线架10可稳固地设置于第一磁芯121与第二磁芯122之间，最后，在进行相关的出线焊接作业以及以一绝缘介质(未图示)进行绝缘、包覆固定作业，借此以完成本发明的变压器1的组装。如此一来，通过具备薄化区121e、122e的第一磁芯121及第二磁芯122，不仅可节省磁芯组12的材料成本，同时更可通过磁芯组12的薄型化设置，以降低变压器1的整体厚度，并可增强绕线架10的结构强度。

请参阅图3，其为本发明另一较佳实施例的变压器结构的磁芯结构示意图，如图所示，磁芯21与前述的实施例相同，具有磁板21a、中柱21b、第一边柱21c及第二边柱22d等结构，且由其第一边柱21c与中柱21b的切线B1的垂直距离A1及第二边柱21d与中柱21b的切线B2的垂直距离A2之间亦同样可定义出两对称设置的薄化区21e，且该薄化区21e的磁板21a具有高低差，然而于本实施例中，此磁芯21可为但不限为一RM型铁芯。由此可知，磁芯21的型态并不限定为前述的PJ型铁芯或是RM型铁芯，其主要为模拟推算出该等铁芯中磁通密度较小的区域，以将的定义为薄化区，进而可对该薄化区的磁板进行削薄的动作，以使磁芯薄型化，并可实现将变压器结构薄型化的目标。

综上所述，本发明的变压器结构将磁芯组的磁通密度较低的区域定义形成薄化区，并对之进行削薄动作，以使薄化区的磁板具有高低差，并搭配绕线架的增厚结构的设计，以使绕线架的增厚结构与磁芯组的薄化区对应设置，并通过该薄化区的设计以可节省磁芯组的材料成本，并可增强绕线架的结构强度，此外，由于薄化区的磁通密度较低，故于其削薄的情况下，不会影响到变压器结构的整体磁通量，即其可于不影响现有的电气特性的下，更能使磁芯组薄型化，进而可使变压器达到薄型化设计的目标。

纵使本发明已由上述实施例详细叙述而可由熟悉本领域普通技术人员任施匠思而为诸般修改，然皆不脱离本发明权利要求书所欲保护的范围。

Claims (9)

1.一种变压器结构，包括：

一绕线架，其具有一绕线部；

一绕组，绕设于该绕线架的绕线部上；以及

一磁芯组，包括一第一磁芯及一第二磁芯，该第一磁芯及该第二磁芯分别具有一磁板、一中柱及两对应设置的第一边柱及第二边柱，其中该中柱与该第一边柱及该第二边柱共同定义出至少一薄化区，且该薄化区的该磁板具有一高低差；

其中，该绕线架相对于该磁芯组的该第一磁芯及该第二磁芯的该薄化区处具有一增厚结构，当该绕线架设置于该第一磁芯及该第二磁芯之间时，该绕线架的该增厚结构与该薄化区具有高低差的该磁板相对应设置。

2.根据权利要求1所述的变压器结构，其中该薄化区的范围由该第一边柱与该中柱切线的垂直距离至该第二边柱与该中柱切线的垂直距离共同定义而出。

3.根据权利要求1所述的变压器结构，其中该薄化区为一凹部结构。

4.根据权利要求3所述的变压器结构，其中该绕线架的该增厚结构为一凸部结构，以与该薄化区的该凹部结构相对应设置。

5.根据权利要求1所述的变压器结构，其中该薄化区为由内向外倾斜的一斜面结构。

6.根据权利要求5所述的变压器结构，其中该绕线架的该增厚结构为由外向内倾斜的一斜面结构，以与该薄化区的该斜面结构彼此对应设置。

7.根据权利要求1所述的变压器结构，其中该第一磁芯及该第二磁芯为一PJ型铁芯。

8.根据权利要求1所述的变压器结构，其中该第一磁芯及该第二磁芯为一RM型铁芯。

9.根据权利要求1所述的变压器结构，其中该绕组包括一主级绕线及一次级绕线。