CN101645345A - 导电绕组结构及应用该导电绕组结构的磁性元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种导电绕组结构及应用该导电绕组结构的磁性元件，其中该导电绕组结构包括：多个导电单元，其分别具有中空孔洞；以及多个输出端，其分别设置于不同的导电单元上；其中，多个导电单元彼此相对设置，以使多个中空孔洞相互对应以形成贯穿通道，以及形成交错设置的至少三个输出端，用以插设于电路板上。该导电绕组结构可不断线地多圈卷绕，以减小变压器体积、简化变压器结构以及缩短组装时间，且该导电绕组结构具有至少三个输出端，以使该磁性元件的应用更为广泛。

Description

导电绕组结构及应用该导电绕组结构的磁性元件

技术领域

本发明涉及一种导电绕组结构及应用该导电绕组结构的磁性元件，尤指一种薄型的导电绕组结构及应用该导电绕组结构的磁性元件。

背景技术

一般而言，电器设备中常设有许多磁性元件，如变压器、电感元件等，而为了适应电器设备的薄型化，磁性元件及内部使用的导电绕组也需朝薄型化的趋势发展，以降低电器设备的整体体积。

以变压器为例，公知地是将导线缠绕于绕线基座上以作为变压器的初级绕线和次级绕线，由于绕线基座必须保留一定的空间供初级、次级绕线缠绕，因此难以降低变压器的体积。此外，由于一导线仅有两个端部，因此利用弯绕的方式所制成的导电绕组仅能延伸出两个输出端，也限制了这种导电绕组的应用范围。

固然目前已有利用裁切的铜片制成导电绕组取代变压器绕线的技术，可缩小导电绕组的厚度，但其同样仅在两端部设置输出端，因而限制了该导电绕组的应用范围，请参阅图1，其为美国第7,091,817号专利所揭示的变压器的结构示意图。如图1所示，公知的变压器1包括绕线架10、初级绕线(未图示)、多个导电片12以及磁芯组13。绕线架10具有一框型表面101，其与两壁状结构102、103垂直并连结，该壁状结构102、103相互平行并形成一绕线槽104以绕设初级绕线，且在该壁状结构102、103的两侧边延伸折片105及106，以形成两个侧边引导槽107，用以容置对应的该导电片12。磁芯组13是由一第一磁芯部件131与第二磁芯部件132所组成。此外，导电片12由铜片制成，以作为变压器1的次级绕线。导电片12为单圈结构，且导电片12在一侧具有一开口121，使其大体上呈“ㄇ”字型结构，由此导电片12可利用开口121插入引导槽107内，以置入并固定于绕线架10内，并直接与系统电路板连接。

虽然以单圈的导电片12作为次级绕线可有效地使变压器1的体积减小，但要增加次级绕线的圈数时，则需增加导电片12的数量，且需有对应的引导槽107容设增加的导电片，因而同样会使变压器1的体积增加。

另外，由于每个导电片12仅有两个端部，因此利用导电片12所制成的导电绕组仅能延伸出两个输出端，也限制了此种导电绕组的应用范围；而若要增加导电绕组的输出端，又必须利用焊接等加工方式另行增设，使制造工艺变得繁琐冗长。由此可知，现有的技术均难以兼顾缩小导电绕组厚度及提升导电绕组导电性等要求。

有鉴于此，如何发展一种导电绕组及应用该导电绕组的磁性元件，以克服现有技术的诸多缺陷，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种导电绕组结构及应用该导电绕组结构的磁性元件，该导电绕组结构可不断线地多圈卷绕，以减小变压器体积、简化变压器结构以及缩短组装时间，且该导电绕组结构具有至少三个输出端，以使该磁性元件的应用更为广泛。

为达到上述目的，本发明的一较广义实施形式为提供一种导电绕组结构，应用于磁性元件中，该导电绕组结构包括：多个导电单元，其分别具有中空孔洞；以及多个输出端，其分别设置于不同的导电单元上；其中，多个导电单元彼此相对设置，以使多个中空孔洞相互对应以形成贯穿通道，以及形成交错设置的至少三个输出端，用以插设于电路板上。

为达到前述目的，本发明的另一较广义实施形式为提供一种磁性元件，其包括：导电绕组结构，该导电绕组结构包括：多个导电单元，其分别具有中空孔洞；以及多个输出端，其分别设置于不同的导电单元上；其中，多个导电单元彼此相对设置，以使多个中空孔洞相互对应以形成贯穿通道，以及形成交错设置的至少三个输出端，用以插设于电路板上；以及磁芯组，其至少部分地穿设于导电绕组结构的贯穿通道。

附图说明

图1为美国第7,091,817号专利所揭示的公知的变压器的结构示意图。

图2A为构成本发明第一优选实施例的第一导电单元的原形图案结构示意图。

图2B为图2A所示结构所折叠构成的第一导电单元的示意图。

图2C为构成本发明第一优选实施例的导电绕组结构的结构示意图。

图2D为图2C所示结构的组装结构示意图。

图3A为使用图2D所示的导电绕组结构的变压器结构示意图。

图3B为图3A所示结构的组合结构示意图。

图4A为构成本发明第二优选实施例的导电绕组结构的原形图案结构示意图。

图4B为图4A所示结构所折叠构成的导电绕组结构的示意图。

图5A为使用图4B所示的导电绕组结构的变压器结构示意图。

图5B为图5A所示结构的组合结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、2、3：变压器                10、21、31：绕线架

12：导电片                     13、23、33：磁芯组

101：框型表面                  102、103：壁状结构

104、211、311：绕线槽          105、106：折片

107：引导槽                    131、231、331：第一磁芯部件

132、232、332：第二磁芯部件    121：开口

212：贯穿通道                  213、3231、3232、3233：输出端

22、32：导电绕组结构           22A：第一导电单元

22B：第二导电单元              221：第一本体

222：第二本体                  223：端部

224a：第一输出端               224b：第二输出端

225：缺口                      226、227、3214：中空孔洞

228、326：绝缘层               229：贯穿通道

231a、232a、331a、332a：轴心部 321：导电单元

322：连接部                    3211：主体

3212：第一端部                 3213：第二端部

3215：缺口                     3216、3223：第一表面

3217、3224：第二表面      3218：第一贯穿通道

3221：第一侧端            3222：第二侧端

323：第一连接处           324：第二连接处

325：折弯线               312：第二贯穿通道

Y：中心线                 A1A1’：线段

A、B、B1：折叠方向        d：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下文的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的形式上具有各种的变化，其均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之用，而非用以限制本发明。

请参阅图2A，其为本发明第一优选实施例的第一导电单元的原形图案结构示意图。如图所示，本发明的导电绕组结构22是由单片的金属导电片所裁切制成，其中金属导电片可为铜箔，但不以此为限。在本实施例中，导电绕组结构22主要由第一导电单元22A、第二导电单元22B以及多个输出端224a、224b所组成(如图2C所示)，其中第一导电单元22A包含第一本体221及第二本体222，且第一本体221与第二本体222是以一端部223连接，在一些实施例中，第一本体221与第二本体222大体上可为具有缺225的环形，且分别具有中空孔洞226、227，并且各自与一输出端以一体成形的方式连接，第一本体221与第二本体222大体上具有相同的轮廓，且第一本体221与第二本体222分别与第一输出端224a及第二输出端224b连接，其中，第一输出端224a设置于中空孔洞226中心线Y的延伸处上，而第二输出端224b则设置于中空孔洞227侧边的延伸线上。另外，第一导电单元22A还具有一绝缘层228，该绝缘层228大体上包覆第一本体221与第二本体222，且暴露第一输出端224a与第二输出端224b。

请同时参阅图2A及图2B，第一本体221与第二本体222大体上可以线段A₁A₁’为折线，使第二本体222沿B₁方向折叠后与第一本体221邻近或接触。当第一本体221与第二本体222以线段A₁A₁’为折线折叠后，中空孔洞226可对应于中空孔洞227，以形成一贯穿通道229，且第一输出端224a与第二输出端224b形成两相对的输出端(如图2B所示)，由此以构成圈数为两圈且不断线的第一导电单元22A。当然，本发明的导电单元还可包括多个延伸段部，依据相同的原理与架构，可以实现具多个圈数且不断线的导电单元。此外，本发明的导电单元的轮廓并不限于环形，也可为例如矩形。

请同时参阅图2C与图2D，其分别为本发明第一优选实施例的导电绕组结构的结构示意图及组装完成示意图。如图所示，第二导电单元22B的结构与组装方式与第一导电单元22A相同，故在此不再赘述。而将第一导电单元22A与第二导电单元22B进行如图2C及图2D所示的组装时，是将第一导电单元22A的第二本体222对应于第二导电单元22B的第一本体221而设置，并使第一导电单元22A的贯穿通道229与第二导电单元22B的贯穿通道229相互对应，此时，由于第一输出端224a设置于中空孔洞226中心线Y的延伸处上，因而在第一导电单元22A与第二导电单元22B对应设置时，第一导电单元22A的第一输出端224a对应于第二导电单元22B的第一输出端224a而重叠设置，且第一导电单元22A的第二输出端224b及第二导电单元22B的第二输出端224b则分别对应设置于第一输出端224a的两侧，如此一来，导电绕组结构22可由第一导电单元22A与第二导电单元22B共同形成交错设置的至少三个输出端，即为输出端224b、224a以及224b。

另外，为使第一导电单元22A与第二导电单元22B的组装更为稳固，也可选择性地在第一导电单元22A与第二导电单元22B之间涂布一黏接元件(未图示)，例如粘胶，以将第一导电单元22A与第二导电单元22B相互连接，以使导电绕组结构22的组装更为稳固。

请参阅图3A与图3B，其为使用图2D所示的导电绕组结构的变压器结构示意图以及组合图。如图所示，变压器2主要包括一初级绕组结构、多个导电绕组结构22以及一磁芯组23所组成，在一些实施例中，初级绕组结构包含一绕线架21以及一初级绕线(未图示)，绕线架21具有一绕线槽211以及一贯穿通道212，用以供初级绕线缠绕于其上，另外，绕线架21上还具有多个输出端213，用以与初级绕线连接，以使该初级绕线可与电路板4(如图3B所示)电连接。在另一些实施例中，初级绕组结构也可为一埋设有初级绕线的电路板或一线饼结构，其实施方式可依实际制作情形而任施变化，并不以此为限。

磁芯组23包括第一磁芯部件231与第二磁芯部件232，其中该第一磁芯部件231与该第二磁芯部件232可为例如EE型磁芯部件，并分别包含轴心部231a及232a。

在本实施例中，如图3A所示，当变压器2进行组装时，将一导电绕组结构22对应于绕线架21而设置，使导电绕组结构的贯穿通道229对应于绕线架21上的贯穿通道212，当然，绕线架21的相对侧也可以同样方式设置另一导电绕组结构22，再使第一磁芯部件231与第二磁芯部件232的轴心部231a、232a至少部分地穿过导电绕组结构22的通孔229以及绕线架21的贯穿通道212，由此可利用电磁感应作用使初级绕组结构与作为次级绕组的导电绕组结构22产生感应电压，以达到电压转换的目的，并完成如图3B所示的变压器2的结构，如此一来，变压器2则具有多个圈数且不断线的导电绕组结构，并且，导电绕组结构22具有交错设置的至少三个输出端224b、224a以及224b，且此三个输出端可插接于电路板4上，其中该电路板4可为一辅助电路板，或一系统电路板，均不以此为限。

此外，为使变压器2的组装稳固，还可以选择性地在第一磁芯部件231与第二磁芯部件232的内表面间形成黏接元件(未图示)，例如粘胶，通过黏接元件的使用，可以使变压器2的组装更为稳固。

另外，在一些实施例中，还可直接以多个导电绕组结构22搭配磁芯组23，通过电磁感应作用使导电绕组结构22产生感应电压，以形成一电感元件，其结构与组装方式与前述实施例相同，故在此不再赘述。

请参阅图4A，其为构成本发明第二优选实施例的导电绕组结构的原形图案结构示意图。如图所示，本发明的导电绕组结构32由单片的金属导电片所裁切制成，其中金属导电片可为铜箔，但不以此为限。导电绕组结构32主要包括多个导电单元321、多个连接部322以及多个输出端。在本实施例中，将以具有4个导电单元321的导电绕组结构32为示范例来说明本发明技术，其中，两相邻导电单元321之间以一连接部322连接，每一个导电单元321均包含主体3211、第一端部3212、第二端部3213、第一表面3216以及第二表面3217。在一些实施例中，主体3211大体上可为具有缺口3215的环形，且不以此为限，且在主体3211中央具有一中空孔洞3214。另外，导电单元321的第二表面3217位于金属导电片的背面，且与第一表面3216相对。并且，每一导电单元321的第一表面3216均朝同一方向设置，而第二表面3217也朝同一方向设置。

连接部322具有相对应的第一侧端3221及第二侧端3222，其中第一侧端3221与相邻的导电单元321的第一端部3212相连接而形成第一连接处323，而第二侧端3222则与另一相邻导电单元321的第二端部3213相连接而形成第二连接处324。此外，连接部322也具有第一表面3223及第二表面3224，且连接部322的第一表面3223与导电单元321的第一表面3216为同一平面，第二表面3224则与导电单元321的第二表面3217为同一平面。

并且，在第一个导电单元321的第一端部3212以及最后一个导电单元321的第二端部3213分别向下延伸出输出端3231、3232，另外，设置于中间的导电单元321的至少一导电单元321自中空孔洞3214的中心线向下延伸，并自第一端部3212或第二端部3213向下延伸出一输出端3233。此外，导电绕组结构32还包含一绝缘层326，该绝缘层326大体上包覆多个导电单元321与连接部322，并暴露输出端3231、3232以及3233。

请同时参阅图4A及图4B，以本实施例为例，导电绕组结构32大体上可以第一连接处323及第二连接处324为折线，将连接部322的第一侧端3221朝A方向折叠，以使连接部322的第二表面3224与导电单元321的第二表面3217贴近，以及将连接部322的第二侧端3222朝B方向折叠，使连接部322的第一表面3223与导电单元321的第一表面3216贴近，然而在本实施例中，由于设置于中间的两导电单元321的中心孔洞3214的中心线分别延伸至第二端部3213以及第一端部3212上，因此设置于此两导电单元321之间的连接部322a实质上长于连接其它导电单元321的连接部322，故在折叠连接部322a时，是以第一连接处323及折弯线325为折线，其中折弯线325与第一连接处323的距离d实质上等同于其它连接部322的长度，先将连接部322a的第一侧端3221朝C方向折叠，使连接部322a的第二表面3224与导电单元321的第二表面3217贴近，接着，将邻近于折弯线325的第三侧端3225朝D方向折叠，使连接部322a的第一表面3223与导电单元321的第一表面3216贴近，并使每一导电单元321的中空孔洞3214彼此对应设置，以形成一第一贯穿通道3218(如图4B所示)。

请再参阅图4B，其为图4A所示结构所折叠构成的导电绕组结构的示意图，如图所示，当单片金属导电片折叠后形成多圈不断线的导电绕组结构32时，由于设置于中间的导电单元321自其中空孔洞3214的中心线向下延伸出输出端3233，因此折叠后的导电绕组结构32具有至少三个输出端3231、3232及3233，且输出端3231、3232是以输出端3233为中心而相对交错设置。当然，本发明的导电绕组结构还可包括多个相同的延伸段部，即设置更多的导电单元321与连接部322，依据相同的原理与架构，可以实现具有更多圈数且不断线的导电绕组结构，以达到不需利用其它媒介来连接各圈，且能减小变压器体积的优点。此外，本发明的导电绕组结构的轮廓并不限于环形，也可为矩形或多边形，但不以此为限。

请参阅图5A，其为使用图4B所示的导电绕组结构的变压器结构示意图。如图所示，变压器3主要包括一初级绕组结构、至少一导电绕组结构32以及一磁芯组33所组成，在一些实施例中，初级绕组结构包含一绕线架31及初级绕线(未图示)，绕线架31具有一绕线槽311以及一第二贯穿通道312，用以供一初级绕线缠绕于其上。在另一些实施例中，初级绕组结构也可为一埋设有初级绕线的电路板或一线饼结构，其实施方式可依实际操作情形而任施变化，并不以此为限。磁芯组33包括第一磁芯部件331与第二磁芯部件332，其结构与前述实施例类似，故不再赘述。

在本实施例中，如图5A所示，当变压器3进行组装时，使导电绕组结构32的第一贯穿通道3218对应于绕线架31的第二贯穿通道312，使第一贯穿通道3218与第二贯穿通道312相互对应并彼此连通而设置，当然，在绕线架31的另一相对侧也可以同样方式设置导电绕组结构32，接着，再使第一磁芯部件331与第二磁芯部件332的轴心部331a、332a至少部分地穿过导电绕组结构32的第一贯穿通道3218以及绕线架31的第二贯穿通道312，由此以使初级绕组结构与作为次级绕组的导电绕组结构32产生感应电压，以达到电压转换的目的，并形成如图5B所示的变压器3的结构，如此一来，变压器3即具有多个圈数且不断线的导电绕组结构，并且，在本实施例中，每个导电绕组结构32具有至少三个输出端，即为输出端3231、3232以及3233，且此三个输出端可插接于一电路板(未图示)上，其中该电路板可为一辅助电路板，或一系统电路板，均不以此为限。

当然，为使变压器3的组装稳固，还可以选择性地在第一磁芯部件331与第二磁芯部件332的内表面之间形成黏接元件(未图示)，例如粘胶，通过黏接元件的使用，可以使变压器3的组装更为稳固。

另外，在一些实施例中，还可直接以多个导电绕组结构32搭配磁芯组33，通过电磁感应作用使导电绕组结构32产生感应电压，以形成一电感元件，其结构与组装方式与前述实施例相同，故在此不再赘述。

综上所述，本发明提供一种导电绕组结构以及使用该导电绕组结构的磁性元件，该导电绕组结构可以不断线地多圈卷绕，无需利用其它媒介物连接各圈，从而减少损耗以及减小磁性元件的体积。此外，本发明的磁性元件具有的多圈不断线的导电绕组结构不仅具有可简化组装结构、使变压器的组装更为容易且节省组装时间等优点，还具有交错设置的至少三个输出端，使得磁性元件的应用更为广泛。

本发明能够由本领域技术人员任施匠思而做出各种修改，但均不脱如附权利要求书所要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种导电绕组结构，应用于一磁性元件中，该导电绕组结构包括：

多个导电单元，其分别具有一中空孔洞；以及

多个输出端，其分别设置于不同的所述导电单元上；

其中，所述多个导电单元彼此相对设置，以使多个中空孔洞相互对应以形成一贯穿通道，以及形成交错设置的至少三个所述输出端，用以插设于一电路板上。

2.如权利要求1所述的导电绕组结构，其中所述输出端与所述导电单元为一体成形，且其中至少一所述输出端设置于所述中空孔洞中心的延伸线上。

3.如权利要求1所述的导电绕组结构，其中该磁性元件还包含一磁芯组，该磁芯组至少部分地穿设于该导电绕组结构的该贯穿通道。

4.如权利要求1所述的导电绕组结构，其中该磁性元件为一电感元件或一变压器，且该变压器包括一初级绕线，且该初级绕线缠绕于一绕线架上。

5.如权利要求1所述的导电绕组结构，其中该导电绕组结构是由单片的金属导电片裁切制成，且该金属导电片由铜箔构成。

6.如权利要求1所述的导电绕组结构，其中该导电绕组结构还包含一绝缘层，该绝缘层覆盖于所述导电单元上。

7.如权利要求1所述的导电绕组结构，其中该电路板为一系统电路板或一辅助电路板。

8.一种磁性元件，其包括：

一导电绕组结构，其包括：

多个导电单元，其分别具有一中空孔洞；以及

多个输出端，其分别设置于不同的所述导电单元上；

其中，所述多个导电单元彼此相对设置，以使多个中空孔洞相互对应以形成一贯穿通道，以及形成交错设置的至少三个所述输出端，用以插设于一电路板上；以及

一磁芯组，其至少部分地穿设于该导电绕组结构的该贯穿通道。

9.如权利要求8所述的磁性元件，其中所述输出端与所述导电单元为一体成形，且其中至少一所述输出端设置于所述中空孔洞中心的延伸线上。

10.如权利要求8所述的磁性元件，其中该导电绕组结构是由单片的金属导电片裁切制成，且该金属导电片由铜箔构成。

11.如权利要求8所述的磁性元件，其中该导电绕组结构还包含一绝缘层，该绝缘层覆盖于所述导电单元上。

Images