改善变压器涡流损耗的装置、电子产品及装置的控制方法

文档序号:6891024阅读:213来源:国知局

专利名称::改善变压器涡流损耗的装置、电子产品及装置的控制方法
技术领域
:本发明涉及一种改善变压器涡流损耗(Eddycurrentloss)的装置、电子产品及装置的控制方法,尤其指一种包括一具有一涡流消减开口的可导电外壳的消除涡流损耗的装置。
背景技术
:为使集成电路或电子产品的单位密度提高,使能符合在单位面积/体积内包含更多电子元件的趋势,今日的电子产品均追求更薄、更轻与更小型化。由于此等要求的驱使,促使印刷电路板(PCB)与电子产品均追求薄型化(low-profile)的发展;因为不论印刷电路板或是电子产品,如能制造得越薄,则在相同容积内,可以容纳相对更多的电子元件或次系统。因此,目前包含一变压器的电子产品多已走向薄形化的设计。例如图1所示即为一已知的具有一变压器的电子产品的剖视图。为节约空间,该变压器是采用一卧式变压器的设计。该电子产品1包括一可导电外壳上盖10、一变压器11、一印刷电路板12与一可导电外壳下盖13。该变压器11还包括一铁心111与一气隙112(见图2(a))。该电子产品1可为任意一包含一具一气隙的变压器的电子产品,例如,该电子产品可选自一电子安定器、一液晶显示器的一内建式电源装置与一膝上型电脑的一内建式电源装置其中的任一种。但上述的薄形化与卧式变压器的设计,则会带来一个重大的缺点,那就是变压器的气隙112会产生一边缘磁通(fringingflux,如图2(a)所示),当该边缘磁通接触或穿透该可导电外壳上盖10时,因该外壳上盖IO切割磁力线而产生一电流I(即一涡流,如图2(bHc)所示)。此涡流在该外壳上盖10上流动,因该外壳上盖IO的一电阻R,将产生一损耗(=12尺),此即为一涡流损耗。在目前全球能源短缺,故必须节约能源的考虑下,上述该变压器的该涡流损耗的消除或降低,实为一工业界与消费者所必须共同正视的重要议题。因此,发明人鉴于已知技术的缺陷,对现有技术进行改良,提出了本发明改善变压器涡流损耗的装置及其控制方法。
发明内容本案的主要目的在于提供一种用于一具有一气隙的变压器的消除涡流损耗的装置,该装置为具有一涡流消减开口的一可导电外壳,用以消除该气隙所产生的一涡流损耗。本案的另一主要目的在于提供一种用于一具有一气隙的变压器的消减涡流损耗的装置,包含一可导电外壳,包括一涡流消减开口,其中该涡流消减开口位于该气隙的正对面,以消减该变压器所导致的一涡流损耗,以及一绝缘片,位于该涡流消减开口与该变压器之间。根据上述的构想,该涡流消减开口为一单一的开口,且该单一的开口大于该气隙,使该气隙的一边缘磁通穿过该可导电外壳时所涵盖的一穿越区域完全被该单一的开口所包含,该可导电外壳为一金属外壳,且该绝缘片用于包裹该变压器,以形成一绝缘层。根据上述的构想,该涡流消减开口大于该气隙,该涡流消减开口还包括数个相对狭长的遮蔽区域与数个相对狭长的开口,每一该相对狭长的遮蔽区域均为该可导电外壳的一部分,且在相邻的两个该相对狭长的遮蔽区域之间形成该相对狭长的开口,每一该相对狭长的开口均位于该气隙的对面,在该气隙的一边缘磁通穿过该可导电外壳时所涵盖的一穿越区域内,每一该相对狭长的遮蔽区域与其他任一该相对狭长的遮蔽区域均彼此分离,以消减该变压器所导致的一涡流损耗。根据上述的构想,该涡流消减开口大于该穿越区域。根据上述的构想,每一该相对狭长的遮蔽区域的一宽窄实质上相等。根据上述的构想,每一该相对狭长的遮蔽区域具一第一端与一第二端,且每一该相对狭长的遮蔽区域的该第一端与该第二端在该涡流消减开口内除通过该遮蔽区域直接连接外,该第一端与该第二端彼此是互相分离的。本案的次一主要目的在于提供一种电子产品,包含一变压器,具有一气隙,以及一消减变压器涡流损耗的装置,包括一可导电外壳,具有一涡流消减开口,其中该涡流消减开口位于该气隙的正对面,以消减该变压器所导致的一涡流损4毛。根据上述的构想,该涡流消减开口为一单一的开口,且该单一的开口大于该气隙,使该气隙的一边缘磁通穿过该可导电外壳时所涵盖的一穿越区域完全被该单一的开口所包含,该可导电外壳为一金属外壳。根据上述的构想,该涡流消减开口大于该气隙,该涡流消减开口还包括数个相对狭长的遮蔽区域与数个相对狭长的开口,每一该相对狭长的遮蔽区域均为该可导电外壳的一部分,且在相邻的两个该相对狭长的遮蔽区域之间形成该相对狭长的开口,每一该相对狭长的开口均位于该气隙的对面,在该气隙的一边缘磁通穿过该可导电外壳时所涵盖的一穿越区域内,每一该相对狭长的遮蔽区域与其他任一该相对狭长的遮蔽区域均彼此分离,以消减该变压器所导致的一涡流损耗。根据上述的构想,每一该相对狭长的遮蔽区域具一第一端与一第二端,且每一该相对狭长的遮蔽区域的该第一端与该第二端在该涡流消减开口内除通过该遮蔽区域直接连接外,该第一端与该第二端彼此是互相分离的。根据的述的构想,该产品为一电子安定器。才艮据上述的构想,该电子安定器为一薄形化电子安定器。根据上述的构想,该变压器为一卧式变压器。根据上述的构想,该产品的可导电外壳包括一上盖与一下盖,且该上盖具有该涡流消减开口。根据上述的构想,该电子产品还包括一绝缘片与一电路板,该变压器设置于该电路板上,该绝缘片位于该涡流消减开口与该变压器之间,且用于包裹该电路板与该变压器,以形成一绝缘层。本案的又一主要目的在于提供一种用于消除一变压器的涡流损耗的装置的控制方法,其中该变压器具有一气隙,该装置包含一可导电外壳,具一涡流消减开口,且该涡流消减开口位于该气隙的正对面,该方法包含下列的步骤(a)使该气隙完全被位于其正对面的该涡流消减开口所涵盖;以及(b)使该气隙的一边缘磁通通过该涡流消减开口,且使该边缘磁通与该可导电外壳的该涡流消减开口以外的部分间不产生交集,以消除该变压器所导致的一涡流损耗。根据上述的构想,该步骤(b)还包括下列的步骤(bl)使每一该相对狭长的遮蔽区域与该涡流消减开口内的4壬一其他该相对狭长的遮蔽区;或均独_此分离;以及(b2)使每一该相对狭长的遮蔽区域因该边缘磁通的穿透而形成数个彼此不相重叠的涡流以降低该涡流损耗。根据上述的构想,每一该相对狭长的遮蔽区域与相邻的两个该相对狭长的开口间具有一第一边缘与一第二边缘,且每一该涡流是形成于该第一边缘与该第二边缘之间。图l是显示一已知的具有一变压器的电子产品的剖视图2(a)是显示一已知的具有一气隙的变压器中该气隙所产生的一边缘磁通的俯视图2(b)是显示一已知的具有一气隙的变压器中该气隙产生该边缘磁通穿透一导电的电子产品外壳并产生一涡流的剖视图2(c)是显示一如图2(b)所示的该涡流分布于该导电的电子产品外壳的俯^L图3(a)至(f)是分别显示一依据本发明构想的第一至第六较佳实施例的具有变压器的电子产品的可导电外壳的俯-现图4是显示一依据本发明构想的第三较佳实施例中该可导电外壳产生数个涡流的俯视图;以及图5是显示一依据本发明构想的第七较佳实施例的具有变压器的电子产品的分解图。具体实施方式请参看图3(a),是显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的具有变压器的可导电外壳的俯—见图。该电子产品2包含一变压器11(未完全显示),其具有一铁心111与一气隙112,以及一可导电外壳20,该可导电外壳20还包括一涡流消减开口201。该气隙112所产生的一边續」磁通向外穿透所形成的一穿越区域如图3(b)中的点状椭圆形区域所示。而该涡流消减开口201必须大于该穿越区域,使该边缘磁通与该可导电外壳20不相交,以完全消除前述的涡流,使避免该变压器产生一涡流损耗。因为薄形化电子产品的金属外壳和其电子零件的距离小,因此在两者之间必须加装一绝缘片,以防止不必要的漏电与》文电,因此该涡流消减开口201与该变压器11之间还包括一绝缘片(未显示);此外,该涡流消减开口上还会加贴一产品标签贴纸(亦未显示)。请参看图3(b),是显示一依据本发明构想的第二较佳实施例的具有变压器的电子产品的可导电外壳的俯视图。该电子产品3包含该变压器11,其也具有该铁心111与该气隙112(以上均未显示),以及一可导电外壳30,该可导电外壳30还包括数个水平走向的长方形的相对狭长的开口301。该气隙112所产生的一边缘磁通向外穿透所形成上述的该穿越区域如图3(b)中的点状椭圆形区域所示。而在两个彼此相邻的该长方形的开口301间形成一相对狭长的遮蔽区域302,这些数个长方形的相对狭长的开口301与这些数个相对狭长的遮蔽区域302的集合所形成的一防护区域(其即为依据本发明构想的第二较佳实施例的一涡流消减开口,如图3(c)所示),必须大于该边缘磁通穿越区域,且任一该相对狹长的遮蔽区域302具有一第一端3021与一第二端3022,该第一与该第二端3021与3022在该防护区域内,除通过该相对狭长的遮蔽区域302直接连接外,该第一与该第二端3021与3022是彼此互相分离的,也就是该相对狭长的遮蔽区域302,在该防护区域内与任一其他相对狭长的遮蔽区域302均彼此分离,以避免在该可导电外壳30上产生大量的涡流(此点后续再详细说明),以降低前述的该变压器所产生的该涡流损耗。本发明的第二较佳实施例在这些数个相对狭长的升口301与该变压器11之间也包括一绝缘片(未显示),且这些数个相对狭长的开口301上也会加贴一产品标签贴纸(亦未显示)。此一第二较佳实施例较诸该第一较佳实施例的优点为较易符合如手指测试(fingertest)等安培定则的规定,但缺点则为会产生微量的涡流,因此该第二较佳实施例较之该第一较佳实施例,系统效率略低。请参看图3(c),是显示一依据本发明构想的第三较佳实施例的具有变压器的可导电外壳的俯视图。该电子产品4包含该变压器11,其也具有该铁心111与该气隙112(以上均未显示),以及一可导电外壳40,该可导电外壳40还包括数个垂直走向的长方形的相对狭长的开口401。此为其与第二较佳实施例的不同处,其余运作原理与优缺点均与该第二较佳实施例相同。而在两个^:此相邻的该垂直走向的长方形的相对狭长的开口401间形成一相对狭长的遮蔽区域402,这些数个长方形的相对狭长的开口401与这些数个相对狭长的遮蔽区域402的集合即形成如上所述的该防护区域(如图3(c)所示),其也大于该边缘^磁通穿越区域,且任一该相对狭长的遮蔽区域402,在该防护区域内与任一其他相对狭长的遮蔽区域402均彼此分离,以避免在该可导电外壳40上产生大量的涡流,以降低前述的该变压器所产生的该涡流损耗o请参看图3(d),是显示一依据本发明构想的第四较佳实施例的具有变压器的可导电外壳的俯视图。该电子产品5包含该变压器11,其也具有该铁心111与该气隙112(以上均未显示),以及一可导电外壳50,该可导电外壳50还包括数个倾斜的长方形的相对狭长的开口501。此为其与该第二与该第三较佳实施例的不同处。而在两个彼此相邻的该倾斜的长方形的相对狭长的开口501间形成一相对狭长的遮蔽区域502,其余运作原理与优缺点均与该第二与该第三较佳实施例相同。这些数个倾斜的长方形的相对狭长的开口501与这些数个相对狭长的遮蔽区域502的集合所形成的一防护区域,也必须大于该边缘,兹通穿越区域,且任一该相对狭长的遮蔽区域502,在该防护区域内与任一其他相对狭长的遮蔽区域502均彼此分离,以避免在该可导电外壳50上产生大量的涡流,以降低前述的该变压器所产生的该涡流损耗。请参看图3(e),是显示一依据本发明构想的第五较佳实施例的具有变压器的可导电外壳的俯视图。该电子产品6包含该变压器11,也具有该铁心111与该气隙112(以上均未显示),以及一可导电外壳60,该可导电外壳60还包括数个闪电形的相对狭长的开口601,其余运作原理与优缺点均与该第二至该第四较佳实施例相同。这些数个闪电形的相对狭长的开口601与这些数个相对狭长的遮蔽区域602的集合所形成的一防护区域,也必须大于该边缘磁通穿越区域,且任一该相对狭长的遮蔽区域602,在该防护区域内与任一其他相对狭长的遮蔽区域602均彼此分离,以避免在该可导电外壳60上产生大量的涡流,以降低前述的该变压器所产生的该涡流损耗。请参看图3(f),是显示一依据本发明构想的第六较佳实施例的具有变压器的可导电外壳的俯视图。该电子产品7包含该变压器11,也具有该铁心111与该气隙112(以上均未显示),以及一可导电外壳70,该可导电外壳70还包括数个热狗状的相对狭长的开口701。而在两个彼此相邻的该热狗状的相对狭长的开口701间形成一相对狭长的遮蔽区域702,这些数个热狗状的相对狭长的开口701与这些数个相对狭长的遮蔽区域702的集合所形成的一防护区域(未显示),必须大于该边缘磁通穿越区域,且任一该相对狭长的遮蔽区域702,在该防护区域内与任一其他相对狭长的遮蔽区域702均彼此分离,以避免在该可导电外壳70上产生大量的涡流,以降低前述的该变压器所产生的该涡流损耗。请参看图4,是显示一依据本发明构想的该第三较佳实施例中该可导电外壳产生数个涡流的俯视图。本发明的该第三较佳实施例中,该电子产品4包含该可导电外壳40,该外壳40还包括数个垂直走向的长方形开口401与数个相对狭长的遮蔽区域402,在这些等数个相对狭长的遮蔽区域402上,因被该边缘磁通穿透而形成数个涡流,但每一该涡流是形成于该相对狭长的遮蔽区域402相邻于该两个长方形的相对狭长的开口401的一第一边缘4021与一第二边缘4022之间,因此其相对于图2(c)所示的涡流,在电流量上小了非常多,因此其涡流损耗也相对的大大减少了。请参看图5,是显示一依据本发明构想的第七较佳实施例的具有变压器的电子产品的分解图。该电子产品8包含一变压器81,也具有一铁心与一气隙(以上均未显示)与一可导电外壳上盖80,该可导电外壳上盖80还包括数个热狗状的相对狭长的开口801。而在两个彼此相邻的该热狗状的开口801间形成一相对狭长的遮蔽区域802,当然,这些数个热狗状的开口801与这些数个相对狹长的遮蔽区域802的集合所形成的一防护区域(未显示),也必须大于一边缘磁通穿越区域(未显示),且任一该相对狭长的遮蔽区域802,在该防护区域内与任一其他相对狭长的遮蔽区域802均彼此分离,以避免在该可导电外壳上盖80上产生大量的涡流,以降低前述的该变压器所产生的该涡流损耗。此外,该电子产品8也包含一电路板82(包括二个端子821与一螺丝822),用以设置该变压器81、一可导电外壳下盖83和一绝缘片84,用于包裹该电路板82与该变压器81,以形成一绝缘层,以及一产品标签贴纸85,其将贴附于该可导电外壳上盖80上。实验结果为验证本发明的效益性,本实验是以一高频电子式安定器T5与35W荧光灯二支进行实验,分为(产品外壳)未改善(请参看图1与图2(c))与(产品外壳)改善后(请参看图5的依据本发明构想的第七较佳实施例)的两组。其中该两组的电子安定器的输入电压均为230VAC、输入频率均为50Hz、功率因数均为0.993及切换频率皆为72KHz;另灯管一的灯管电压为210VAC,电管电流为0.173A,灯管功率为35.6W,而灯管二的灯管电压为209VAC,电管电流为0.175A,灯管功率为35.84W。未改善与改善后两组的其余实-验数据的比较如表一所示。未改善组的效率为86.90%,而改善后组的效率为卯.67%,其效率改善达到3.8%;对降低由其所包含的一变压器所导致的一涡流损耗,其成果可谓极为明显。表一未改善与改善后两组实验数据的比较<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由上述的说明可知,本发明在于提供一种用于一具有一气隙的变压器的消除涡流损耗的装置,该装置为具有一涡流消减开口的一可导电外壳,该涡流消减开口为一单一开口,用以消除该气隙所产生的一涡流损^^。另本发明也在于提供另一种用于一具有一气隙的变压器的降低涡流损耗的装置,该装置为具有一涡流消减开口的一可导电外壳,该涡流消减开口具有数个相对狭长的开口与数个相对狭长的遮蔽区域,用以降低该气隙所产生的一涡流损耗。该气隙所产生的一边缘磁通向外穿透形成一穿越区域。而在两个彼此相邻的该开口间形成一相对狭长的遮蔽区域(综上所述,其可为具有相同宽度的任意狭长遮蔽区域),这些数个相对狭长的开口与这些数个相对狭长的遮蔽区域的集合所形成的一防护区域,必须大于该边缘磁通的一穿越区域,且任一该相对狭长的遮蔽区域与任一其他相对狭长的遮蔽区域均彼此分离,以避免在该可导电外壳上产生大量的涡流。因此其具有一相对较佳的消除或降低变压器所产生的涡流损耗的效益。是以,即使本案已由上述的实施例所详细叙述,可由本领域技术人员加以改动,但都不在所附权利要求书的保护范围之内。权利要求1、一种用于一具有一气隙的变压器的消减涡流损耗的装置,其特征在于,包含一可导电外壳,包括一涡流消减开口,其中所述涡流消减开口位于所述气隙的正对面,以消减所述变压器所导致的一涡流损耗;以及一绝缘片,位于所述涡流消减开口与所述变压器之间。2、如权利要求l所述的装置,其特征在亍,其中所述涡流消减开口为一单一的开口,且所述单一的开口大于所述气隙,所述可导电外壳为一金属外壳,且所述绝缘片用于包裹所述变压器,以形成一绝缘层。3、如权利要求l所述的装置,其特征在于所述涡流消减开口大于所述气隙,所述涡流消减开口还包括数个相对狭长的遮蔽区域与数个相对狭长的开口,每一所述相对狭长的遮蔽区域均为所述可导电外壳的一部分,且在相邻的两个所述相对狭长的遮蔽区域之间形成所述相对狭长的开口;每一所述相对狭长的遮蔽区域的一宽窄实质上相等;及每一所述相对狭长的遮蔽区域具有一第一端与一第二端,且每一所述相对狭长的遮蔽区域的所述第一端与所述第二端在所述涡流消减开口内除通过所述遮蔽区域直接连接外,所述第一端与所述第二端彼此是互相分离的。4、一种电子产品,其特征在于,包含一变压器,具有一气隙;以及一消减变压器涡流损耗的装置,包括一可导电外壳,具有一涡流消减开口,其中所述涡流消减开口位于所述气隙的正对面,以消减所述变压器所导致的一涡流损耗。5、如权利要求4所述的电子产品,其特征在于所述涡流消减开口为一单一的开口,且所述单一的开口大于所述气隙,所述可导电外壳为一金属外壳;或所述涡流消减开口还包括数个相对狭长的遮蔽区域与数个相对狭长的开口,每一所述相对狭长的遮蔽区域均为所述可导电外壳的一部分,且在相邻的两个所述相对狭长的遮蔽区域之间形成所述相对狭长的开口,在所述涡流消减开口内,每一所述相对狭长的遮蔽区域与其他任一所述相对狭长的遮蔽区域均彼此分离,以消减所述变压器所导致的一涡流损耗。6、如权利要求4所述的电子产品,其特征在于所述产品为一电子安定器,而所述电子安定器为一薄形化电子安定器;及/或所述变压器为一卧式变压器。7、如权利要求4所述的电子产品,其特征在于所述产品的可导电外壳包括一上盖与一下盖,且所述上盖具有所述涡流消减开口;及/或所述电子产品还包括一绝缘片与一电路板,所述变压器设置于所述电路板上,所述绝缘片位于所述涡流消减开口与所迷变压器之间,且用于包裹所述电路板与所述变压器,以形成一绝缘层。8、一种用于消除一变压器的涡流损耗的装置的控制方法,其中所述变压器具有一气隙,所述装置包含一可导电外壳,具有一涡流消减开口,且所述涡流消减开口位于所述气隙的正对面,所述方法包含下列步骤(a)使所述气隙完全被位于其正对面的所述涡流消减开口所涵盖;以及(b)使所述气隙的一边缘磁通通过所述涡流消减开口,且使所述边缘磁通与所述可导电外壳的所述涡流消减开口以外的部分间不产生交集,以消除所述变压器所导致的一涡流损耗。9、如权利要求8所述的方法,其特征在于所述装置是一如权利要求2所述的装置;或所述装置是一如权利要求3所述的装置,且所述步骤(b)还包括下列步骤(bl)使每一所述相对狭长的遮蔽区域与所述涡流消减开口内的任一其他所述相对狭长的遮蔽区域均彼此分离;以及(b2)使每一所述相对狭长的遮蔽区域因所述边缘磁通的穿透而形成数个彼此不相重叠的涡流以降低所述涡流损耗。10、如权利要求8所述的方法,其特征在于每一所述相对狭长的遮蔽区域与相邻的两个所述相对狭长的开口间具有一第一边缘与一第二边缘,且每一所述涡流是形成于所述第一边缘与所述第二边缘之间。全文摘要本发明是揭露一种改善变压器涡流损耗的装置、电子产品及装置的控制方法,其中装置包含一可导电外壳,具有一涡流消减开口,其中该涡流消减开口位于该气隙的正对面,以消减该变压器所导致的一涡流损耗,以及一绝缘片,位于该涡流消减开口与该变压器之间。文档编号H01F27/34GK101494115SQ200810004389公开日2009年7月29日申请日期2008年1月22日优先权日2008年1月22日发明者周清和,陈宏明申请人:台达电子工业股份有限公司
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