高漏感绕线式变压器以及制造高漏感绕线式变压器的方法与流程

文档序号:33392018发布日期:2023-03-08 11:24阅读:54来源:国知局
高漏感绕线式变压器以及制造高漏感绕线式变压器的方法与流程

1.本发明是关于一种高漏感绕线式变压器以及制造高漏感绕线式变压器的方法,尤指一种通过软磁胶带提升漏感率的高漏感绕线式变压器以及制造高漏感绕线式变压器的方法。


背景技术:

2.多数电子产品的设计,都必须通过电源变压器这个核心部件,以满足电源功率转换的需求,而一般变压器都具有一定的漏电感存在。所谓漏电感,是指变压器或耦合电感中,由初级侧产生,且不能耦合到次级绕组的部分磁通,由于线圈所产生的磁力线不能全部通过次级侧,因此产生漏磁,而因为漏磁使得初级侧产生的电感即称之为漏感。一般来说,常规对于变压器的要求希望漏电感越小越好,但是这并不是绝对的,在某些情形下则需要变压器的漏电感值要达到一定的数值。举例而言,以漏电感作为谐振电感的产品中,例如llc谐振转换器(例如习知技术在中国专利公布号cn202585078u「llc变压器」中所揭露的结构)是依赖于变压器漏电感作为谐振回路中的电感组件,从而可以大幅减少转换器的重量、尺寸和体积;或是借由共模电感的漏感产生适量的差模电感,这样起到对差模电流的抑制作用,这样相当于在原本共模电感的配置上相当于也配置了一个差模电感,从而达到更好的滤波效果。
3.在习知的技术中,cn101540227b号专利揭示了一种中心抽头式变压器,所述专利借由初级绕线组及次级绕线组间的隔板隔离绕线组彼此间距,以达到降低漏电感大小的目的。
4.wo2014/101314a1则揭示了一种调整高频变压器漏感的方法和高频变压器,所述专利借由将一根或两根高频磁条固定在高频变压器磁芯窗口外侧,位于初级绕组和次级绕组之间,通过调整高频磁条与磁芯之间的间隙来调整高频变压器漏感的大小;高频磁条材料的初始磁导率为30-150。可以方便地对变压器漏感的大小进行调整,以满足变压器谐振电感的要求,同时不会加大变压器的体积,不需要对变压器的骨架进行改动,成本较低。然而,wo2014/101314a1主要是通过调整“高频磁条”与磁芯的距离δ以获得合适的高频变压器漏感后,再将其黏合固定,这在实际作业上存在困难。因为在变压器的量产过程中既无法逐一调整“高频磁条”与磁芯的距离δ而只能迁就其较大的漏感偏移量,亦无法控管胶合固定过程中因热胀冷缩导致距离δ的变化量。若要克服上述困难,势必增加部件设计的复杂度,从而增加物料与制造成本。
5.而且,不管是cn101540227b或wo2014/101314a1专利所揭示的方法,其在变压器中所产生的漏电感效果,仅限于小幅的漏电感调整,无法满足现今变压器对于谐振电感的不同设计漏电感值需求。
6.此外,中国发明专利公布号cn107195448a「具漏感调整的谐振变压器」中虽有揭露“导磁盘”的设置,借以达到可调整漏感大小的功能,然而其整体组配件的复杂设计,徒增开发成本与设计困难度。尤其是“导磁盘”的厚度,若因整体高度限制须降低厚度,进而导致破
裂疑虑,恐不利于整体器件的振动试验,这些不利因素,再再限制了所述专利的实用性。


技术实现要素:

7.上述举例,均是通过外加的刚性导磁材料以达到增加漏感的目的,而刚性材料部件在器件组立的过程中必定受制于各部件机构空间与尺寸公差。如何在不增加组配件的复杂度与制造工艺的困难度的情况下,实现提高绕线式磁性元器件的漏感,即是本发明的设计前提。
8.针对上述现有技术的不足,本发明目的在于提供一种有效提高绕线式磁性元器件漏感的方法,可以更充分发挥基于变压器谐振电感不同,进而依据需求调整漏电感值,并免除绕线架初级绕线组及次级绕线组间的隔离材施作的工序时间,更方便快速于生产制造llc谐振转换器所需的变压器,以满足变压器谐振电感的要求,同时不会增加变压器的体积,亦不需要对变压器的骨架进行改动,大幅降低高漏感磁性元器件的设计难度与原物料成本,借以达到降低成本的效果。
9.基于上述目的,本发明揭示一种高漏感绕线式变压器,包括一初级绕线组、一次级绕线组、以及配合初级绕线组及次级绕线组设置的磁芯组,初级绕线组及次级绕线组之间是以软磁胶带分隔以提升高漏感绕线式变压器的漏感;其中,软磁胶带磁导率μ
′s为500以上。
10.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:将绕线架予以缠上所需线径及圈数的初级绕线组;将软磁胶带取定量宽幅、长度予以覆盖初级绕线组;于软磁胶带上再缠上所需线径及圈数的次级绕线组;以及将所得的绕线架与磁芯组对接以构成所述高漏感绕线式变压器。
11.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:将治具予以缠上所需线径及圈数的初级绕线组;将软磁胶带取定量宽幅、长度予以覆盖初级绕线组;于软磁胶带上再缠上所需线径及圈数的次级绕线组;以及将治具抽离使得初级绕线组的线孔外露,以绝缘件套入线孔,并于绝缘件内插入磁芯组固定以构成所述高漏感绕线式变压器。
12.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:将绕线架予以缠上所需线径及圈数的次级绕线组;将软磁胶带取定量宽幅、长度予以覆盖次级绕线组;于软磁胶带上再缠上所需线径及圈数的初级绕线组;以及将所得的绕线架与磁芯组对接以构成所述高漏感绕线式变压器。
13.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:将治具予以缠上所需线径及圈数的次级绕线组;将软磁胶带取定量宽幅、长度予以覆盖次级绕线组;于软磁胶带上再缠上所需线径及圈数的初级绕线组;以及将治具抽离使得次级绕线组的线孔外露,以绝缘件套入线孔,并于绝缘件内插入磁芯组固定以构成所述高漏感绕线式变压器。
14.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:于绕线架上由内而外依序缠绕:步骤1、缠上所需线径及圈数的初级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖初级绕线组,并保留初级绕线组的引线以预备更次层缠绕;步骤2、进一步继续缠上所需线径及圈数的次级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖次级绕线组,并
保留次级绕线组的引线以预备更次层缠绕;以及步骤3、重复执行步骤1及步骤2,直至达到预期的目标层数,将所得的绕线架与磁芯组对接以构成所述高漏感绕线式变压器。
15.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:于治具上由内而外依序缠绕:步骤1、缠上所需线径及圈数的初级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖初级绕线组,并保留初级绕线组的引线以预备更次层缠绕;步骤2、进一步继续缠上所需线径及圈数的次级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖次级绕线组,并保留次级绕线组的引线以预备更次层缠绕;步骤3、重复执行步骤1及步骤2,直至达到预期的目标层数;以及步骤4、将治具抽离使得初级绕线组的线孔外露,以绝缘件套入线孔,并于绝缘件内插入磁芯组固定以构成所述高漏感绕线式变压器。
16.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:于绕线架上由内而外依序缠绕:步骤1、缠上所需线径及圈数的次级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖次级绕线组,并保留次级绕线组的引线以预备更次层缠绕;步骤2、进一步继续缠上所需线径及圈数的初级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖初级绕线组,并保留初级绕线组的引线以预备更次层缠绕;以及步骤3、重复执行步骤1及步骤2,直至达到预期的目标层数,将所得的绕线架与磁芯组对接以构成所述高漏感绕线式变压器。
17.本发明的另一目的,在于揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括:于治具上由内而外依序缠绕:步骤1、缠上所需线径及圈数的次级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖次级绕线组,并保留次级绕线组的引线以预备更次层缠绕;步骤2、进一步继续缠上所需线径及圈数的初级绕线组,并取定量宽幅、长度的软磁胶带覆盖初级绕线组,并保留初级绕线组的引线以预备更次层缠绕;步骤3、重复执行步骤1及步骤2,直至达到预期的目标层数;以及步骤4、将治具抽离使得次级绕线组的线孔外露,以绝缘件套入线孔,并于绝缘件内插入磁芯组固定以构成所述高漏感绕线式变压器。
18.本发明与现有技术相比,本发明的有益效果是:
19.1、本发明利用软磁胶带作为初级绕线组与次级绕线组间的绝缘阻隔材,借此提高了漏电感磁芯组生产效率以及磁器件的漏磁量及漏感。
20.2、本发明利用软磁胶带,可以减少一个谐振电感并降低成本,与其他的集成方式相比,本发明的绕线式变压器体积小、磁耦合能力强、电磁干扰小、变压器传输效率高、制作方便、通用性强,大幅降低各组件机构空间的限制,在一非主要效果下,亦可提高llc变压器性能并降低生产成本。
附图说明
21.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例,并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
22.图1,本发明中高漏感绕线式变压器第一实施例的外观示意图。
23.图2,本发明中高漏感绕线式变压器第一实施例的剖面示意图。
24.图3,本发明中高漏感绕线式变压器第二实施例的剖面示意图。
25.图4,本发明中高漏感绕线式变压器第三实施例的剖面示意图。
26.图5,本发明中高漏感绕线式变压器第四实施例的剖面示意图。
27.图6,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第一实施例的流程示意图。
28.图7,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第一实施例的流程方块图。
29.图8,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第二实施例的流程示意图。
30.图9,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第二实施例的流程方块图。
31.图10,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第三实施例的流程示意图。
32.图11,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第三实施例的流程方块图。
33.图12,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第四实施例的流程示意图。
34.图13,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第四实施例的流程方块图。
35.图14,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第五实施例的流程示意图。
36.图15,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第五实施例的流程方块图。
37.图16,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第六实施例的流程示意图。
38.图17,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第六实施例的流程方块图。
39.图18,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第七实施例的流程示意图。
40.图19,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第七实施例的流程方块图。
41.图20,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第八实施例的流程示意图。
42.图21,本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第八实施例的流程方块图。
43.附图标记说明:
44.100高漏感绕线式变压器
45.10绕线架
46.11绕线架本体
47.111第一墙结构
48.112第二墙结构
49.113贯孔
50.12绕线槽
51.13磁芯组
52.13a第一磁芯组
53.131a第一屏蔽墙
54.132a第二屏蔽墙
55.133a第一磁芯柱
56.13b第二磁芯组
57.131b第三屏蔽墙
58.132b第四屏蔽墙
59.133b第二磁芯柱
60.20初级绕线组
61.30次级绕线组
62.tp软磁胶带
63.p排针
64.200高漏感绕线式变压器
65.20a初级绕线组
66.21a线孔
67.30a次级绕线组
68.40磁芯组
69.50绝缘件
70.300高漏感绕线式变压器
71.20b初级绕线组
72.30b次级绕线组
73.400高漏感绕线式变压器
74.20c初级绕线组
75.30c次级绕线组
76.500高漏感绕线式变压器
77.20d初级绕线组
78.30d次级绕线组
79.600高漏感绕线式变压器
80.20e初级绕线组
81.30e次级绕线组
82.31e线孔
83.700高漏感绕线式变压器
84.20f初级绕线组
85.21f线孔
86.30f次级绕线组
87.800高漏感绕线式变压器
88.20g初级绕线组
89.30g次级绕线组
90.31g线孔
具体实施方式
91.有关本发明的详细说明及技术内容,现就配合附图说明如下。再者,本发明中的图式,为说明方便,其比例未必按实际比例绘制,而有夸大的情况,所述的图式及其比例非用以限制本发明的范围。
92.以下针对本发明中高漏感绕线式变压器的第一实施例进行说明,请一并参阅「图1」及「图2」,为本发明高漏感绕线式变压器第一实施例的外观示意图以及剖面示意图,以下合并图式进行说明。
93.本实施例的高漏感绕线式变压器100主要包括绕线架10、以及设置于绕线架10上的初级绕线组20及次级绕线组30。
94.所述的绕线架10包括绕线架本体11、环设于绕线架本体11周侧的绕线槽12、以及设置于绕线架本体11中心位置的磁芯组13。所述的初级绕线组20及次级绕线组30绕设于绕线架10的绕线槽12上,且初级绕线组20及次级绕线组30之间是以软磁胶带tp分隔以提升高漏感绕线式变压器的漏感。
95.于本发明中所使用的软磁胶带tp,其磁导率μ
′s为500以上。于其中一实施例中,所
述的软磁胶带tp的功率损耗在工作频率为100khz、磁通密度为100mt、环境温度为25~140℃时为400kw/m3以下,但所述的数据仅为本发明的其中一种实施例,于本发明中并不欲予以限制。于一实施例中,所述的软磁胶带tp的材质为具备黏合层的铁氧体、或合金材质;此外,于软磁胶带tp的表面具有绝缘材料,用于隔绝初级绕线组20及次级绕线组30以避免电性导通。
96.为了尽可能缩小绕线架10的体积,软磁胶带tp是直接贴附于初级绕线组20上,且次级绕线组30是直接缠绕在软磁胶带tp上,借此提升整组装置的密度及强度,省去了需额外设置分隔线架而导致体积增加甚或破裂的缺失。
97.于一实施例中,所述的绕线架本体11对应于绕线槽12的两侧分别设置有第一墙结构111、以及第二墙结构112,借由第一墙结构111及第二墙结构112限制绕线范围。于第一墙结构111上设置有排针p,用以作为高漏感绕线式变压器100的电性端子;于本实施例中,所揭示的电性端子对应于初级侧及次级侧分别设置有六个针脚(pin),所述针脚的数量非属本发明所欲限制的范围。
98.于一实施例中,所述的绕线架本体11上设置有贯通绕线架本体11的中心的贯孔113,贯孔113并于两端分别于第一墙结构111及第二墙结构112的方向上开口。所述的磁芯组13为两件式分件机构,以下分别称为第一磁芯组13a、以及第二磁芯组13b。第一磁芯组13a包括第一屏蔽墙131a、垂直设置于第一屏蔽墙131a两侧的第二屏蔽墙132a、以及垂直设置第一屏蔽墙131a中间的第一磁芯柱133a;第二磁芯组13b包括第三屏蔽墙131b、垂直设置于第三屏蔽墙131b两侧的第四屏蔽墙132b、以及垂直设置第三屏蔽墙131b中间的第二磁芯柱133b。第一磁芯组13a与第一墙结构111对应,并由绕线架本体11朝向第一墙结构111一端嵌入,令第一磁芯柱133a穿入贯孔113的一端,第二磁芯组13b与第二墙结构112对应,并由绕线架本体11朝向第二墙结构112一端嵌入,令第二磁芯柱133b穿入贯孔113的另一端,使第一屏蔽墙131a、第二屏蔽墙132a、第三屏蔽墙131b、第四屏蔽墙132b围绕于绕线架本体11的周侧,借此通过第一屏蔽墙131a、第二屏蔽墙132a、第三屏蔽墙131b、第四屏蔽墙132b、以及中心贯孔113内的第一磁芯柱133a及第二磁芯柱133b提升磁导率并提升屏蔽的效果。
99.于一实施例中,所述的磁芯组13例如可以为但不限定于efd型磁芯、er型磁芯、cut型磁芯、rm型磁芯、lm型磁芯、pei型磁芯、pq型磁芯、ee型磁芯、eel型磁芯、ef型磁芯、et型磁芯、或rm型磁芯,所述的磁芯所选用的型号甚或形式于本发明中不予以限制。
100.上述的绕线架本体11及磁芯组13的结构是为本发明的其中一可行实施例,所述的实施例仅为方便说明本发明的技术特征所用,并非实际用于限制本发明的范围,亦即除本发明中所揭示的绕线架本体11及磁芯组13的架构外,其余绕线架的结构在未脱离本发明主要技术特征的精神下,均仍应落入本发明的范围。此外,本发明亦可以在脱离绕线架的实施例下实施,于本发明中不予以限制。
101.接续,请参阅「图2」,本发明第一实施例中,初级绕线组20直接绕设于绕线槽12上,软磁胶带tp直接绕设于初级绕线组20上,次级绕线组30直接绕设于软磁胶带tp上,以通过软磁胶带tp隔离初级绕线组20及次级绕线组30,最后软磁胶带tp直接绕设于次级绕线组30上。基于缠绕的组装配置上,由绕线槽12的最内侧至外侧的排列顺序上分别依序是初级绕线组20、软磁胶带tp、次级绕线组30、软磁胶带tp;关于初级绕线组20、次级绕线组30以及软磁胶带tp的缠绕圈数依据实际需求而定,于本发明中不予以限制。
102.接续,请一并参阅「图3」,为本发明中高漏感绕线式变压器第二实施例的剖面示意图,如图所示:本实施例中的高漏感绕线式变压器200主要初级绕线组20a及次级绕线组30a。第二实施例与第一实施例的主要差异仅在于本实施例舍弃了绕线架10的配置,其余相同部分(例如初级绕线组20a、次级绕线组30a以及软磁胶带tp的相关参数等)以下即不再予以赘述。本发明第二实施例中,包括磁芯组40、以及包覆于磁芯组40上的绝缘件50,初级绕线组20a直接绕设于绝缘件50上而与磁芯组40隔离,软磁胶带tp直接绕设于初级绕线组20a上,次级绕线组30a直接绕设于软磁胶带tp上,以通过软磁胶带tp隔离初级绕线组20a及次级绕线组30a,最后软磁胶带tp直接绕设于次级绕线组30上。基于缠绕的组装配置上,由整个绕组最内侧至外侧的排列顺序上分别依序是磁芯组40、绝缘件50、初级绕线组20a、软磁胶带tp、次级绕线组30a、软磁胶带tp;关于初级绕线组20a、次级绕线组30a以及软磁胶带tp的缠绕圈数依据实际需求而定,于本发明中不予以限制。于一实施例中,所述的绝缘件50例如可以是绝缘纸、绝缘橡胶、或其他类此的机构,于本发明中不予以限制。
103.接续,请一并参阅「图4」,为本发明中高漏感绕线式变压器第三实施例的剖面示意图,如图所示:本实施例中的高漏感绕线式变压器300主要包括绕线架10、以及设置于绕线架10上的初级绕线组20b及次级绕线组30b。本发明的第三实施例与第一实施例的差异仅在于绕线配置关系,其余相同部分(例如包括绕线架以及磁芯组结构,软磁胶带tp的相关参数等)以下即不再予以赘述。本发明第三实施例中,次级绕线组30b直接绕设于绕线槽12上,软磁胶带tp直接绕设于次级绕线组30b上,初级绕线组30b直接绕设于软磁胶带tp上,以通过软磁胶带tp隔离初级绕线组20b及次级绕线组30b,最后软磁胶带tp直接绕设于次级绕线组30b上。基于缠绕的组装配置上,由绕线槽12的最内侧至外侧的排列顺序上分别依序是次级绕线组30b、软磁胶带tp、初级绕线组20b、软磁胶带tp;关于初级绕线组20b、次级绕线组30b以及软磁胶带tp的缠绕圈数依据实际需求而定,于本发明中不予以限制。本实施例除图4所揭示态样外,亦可以配置为如同图3所揭示的实施例,舍弃绕线架10的配置,而改以绝缘件50进行替代。
104.接续,请一并参阅「图5」,为本发明中高漏感绕线式变压器第四实施例的剖面示意图,如图所示:本实施例中的高漏感绕线式变压器400主要包括绕线架10、以及设置于绕线架10上的初级绕线组20c及次级绕线组30c。本发明的第四实施例与第一实施例的差异仅在于绕线配置关系,其余相同部分(例如包括绕线架以及磁芯组结构,软磁胶带tp的相关参数等)以下即不再予以赘述。本发明第四实施例中,初级绕线组20c及次级绕线组30c分层交错绕设于绕线槽12上,且各层间是以软磁胶带tp分隔,以隔离相邻层的初级绕线组20c及次级绕线组30c。
105.在此所述的「层」数,并非指单一绕组实际迭合的层数,而是依相邻层功能差异进行分层;具体而言,初级绕线组不管缠绕了一层、两层、三层或是以上,在此均属一层;次级绕线组亦然。
106.在此所述的「交错绕设」,是指由内而外缠绕的层数交错排列,例如由内而外排列为初级侧、次级侧、初级侧、次级侧等

依序类推,或是由内而外排列为次级侧、初级侧、次级侧、初级侧等

依序类推。交错绕射并非限定绕线编织的方式,在此先行叙明。
107.于本实施例中,初级绕线组20c直接绕设于绕线槽12上构成第一层绕组;软磁胶带tp直接绕设于初级绕线组20c上;次级绕线组30c直接绕设于软磁胶带tp上构成第二层绕
组;接续,软磁胶带tp直接绕设于次级绕线组30c上;初级绕线组20c直接绕设于包覆次级绕线组30c的软磁胶带tp上构成第三层绕组;接续,软磁胶带tp再次绕设于第三层绕组的初级绕线组20c上;次级绕线组30c直接绕设于包覆第三层绕组(初级绕线组20c)的软磁胶带tp上,最后,软磁胶带tp绕设于第四层绕组的次级绕线组30c上,借此构成四层绕组的结构,并通过各层间的软磁胶带tp隔离初级绕线组20c及次级绕线组30c。其中第一层绕组及第三层绕组的初级绕线组20c相互间电性连接;第二层绕组及第四层绕组的次级绕线组30c相互间电性连接。
108.基于本实施例缠绕的组装配置上,由绕线槽12的最内侧至外侧的排列顺序上分别依序是初级绕线组20c(第一层绕组)、软磁胶带tp、次级绕线组30c(第二层绕组)、软磁胶带tp、初级绕线组20c(第三层绕组)、软磁胶带tp、次级绕线组30c(第四层绕组)、软磁胶带tp;关于初级绕线组20c、次级绕线组30c以及软磁胶带tp的缠绕圈数、以及初级绕线组20c及次级绕线组30c配置的实际层数依据实际需求而定,于本发明中不予以限制。此外,本实施例亦可以先缠绕次级绕线组30c为第一层绕组,所述的实施例的变化与本发明中不予以限制。此外,本实施例除图5所揭示态样外,亦可以配置为如同图3所揭示的实施例,舍弃绕线架10的配置,而改以绝缘件50进行替代。
109.以下针对本发明中制造高漏感绕线式变压器的方法举多个实施例进行说明,在以下所述实施例中所采用的软磁胶带tp其磁导率μ
′s为500以上,软磁胶带tp对于初级绕线组的功率损耗在环境条件为初级绕线组的工作频率为100khz、磁通密度为100mt、环境温度为25~140℃时为400kw/m3以下。通过软磁胶带tp的表面附着性,使用了自黏合胶层设计,提高了软磁胶带tp在绕组的表面附着性。
110.关于本发明的第一实施例,请一并参阅「图6」及「图7」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第一实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
111.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:首先,将绕线架10予以缠上所需线径及圈数的初级绕线组20(如图6(a)及图7步骤s01所示);将软磁胶带tp取定量宽幅、长度予以覆盖初级绕线组20(如图6(b)及图7步骤s02所示);于软磁胶带tp上再缠上所需线径及圈数的次级绕线组30(如图6(c)及图7步骤s03所示);将软磁胶带tp(或绝缘胶带)取定量宽幅、长度予以覆盖次级绕线组30(如图6(d)及图7步骤s04所示);以及将所得的绕线架10与磁芯组13对接以构成高漏感绕线式变压器100(如图6(e)及图7步骤s05所示)。
112.于一实施例中,依据实务需求,亦可以舍弃步骤s04,舍弃最外层的软磁胶带tp。
113.关于本发明的第二实施例,请一并参阅「图8」及「图9」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第二实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
114.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:首先,将治具hd予以缠上所需线径及圈数的初级绕线组20a(如图8(a)及图9步骤s11所示);将软磁胶带tp取定量宽幅、长度予以覆盖初级绕线组20a(如图8(b)及图9步骤s12所示);于软磁胶带tp上再缠上所需线径及圈数的次级绕线组30a(如图8(c)及图9步骤s13所示);将软磁胶带tp(或绝缘胶带)取定量宽幅、长度予以覆盖次级绕线组30a(如图8(d)及图9步骤s14所示);将治具hd抽离使得初级绕线组20a的线孔21a外露(如图8(e)及图9步骤s15所示);以绝缘件50套入线孔21a(如图8(f)及图9步骤s16所示);以及于绝缘件50内插入磁芯组40固定以构成
高漏感绕线式变压器200(如图8(g)及图9步骤s17所示)。
115.于一实施例中,依据实务需求,亦可以舍弃步骤s14,舍弃最外层的软磁胶带tp。
116.关于本发明的第三实施例,以下请一并参阅「图10」及「图11」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第三实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
117.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:首先,将绕线架10予以缠上所需线径及圈数的次级绕线组30b(如图10(a)及图11步骤s21所示);将软磁胶带tp取定量宽幅、长度予以覆盖次级绕线组30b(如图10(b)及图11步骤s22所示);于软磁胶带tp上再缠上所需线径及圈数的初级绕线组20b(如图10(c)及图11步骤s23所示);将软磁胶带tp(或绝缘胶带)取定量宽幅、长度予以覆盖初级绕线组20b(如图10(d)及图11步骤s24所示);以及将所得的绕线架10与磁芯组13对接以构成高漏感绕线式变压器300(如图10(e)及图11步骤s25所示)。
118.于一实施例中,依据实务需求,亦可以舍弃步骤s24,舍弃最外层的软磁胶带tp。
119.关于本发明的第四实施例,以下请一并参阅「图12」及「图13」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第四实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
120.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:于绕线架10上由内而外依序缠绕:
121.缠上所需线径及圈数的初级绕线组20c,并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20c(构成第一层绕组),并保留初级绕线组20c的引线以预备更次层缠绕(如图12(a)及图13步骤s31所示);
122.进一步继续在包覆第一层绕组的软磁胶带tp上缠上所需线径及圈数的次级绕线组30c(构成第二层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30c,并保留次级绕线组30c的引线以预备更次层缠绕(如图12(b)及图13步骤s32所示);
123.进一步继续在包覆第二层绕组的软磁胶带tp上利用第一层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的初级绕线组20c(构成第三层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20c,并保留初级绕线组20c的引线(如图12(c)及图13步骤s33所示);
124.最后继续在包覆第三层绕组的软磁胶带tp上利用第二层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的次级绕线组30c(构成第四层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30c,并保留次级绕线组30c的引线(如图12(d)及图13步骤s34所示),最终将所得的绕线架10与磁芯组13对接以构成高漏感绕线式变压器400(如图12(e)及图13步骤s35所示)。
125.于一实施例中,依据实务需求,在步骤s34中亦可以舍弃取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30c的步骤,舍弃最外层的软磁胶带tp,于本发明中不予以限制。
126.于本实施例虽然揭示四层绕组的结构,但是,于实际需求上可以再重复执行步骤s31及步骤s32持续增加绕组的层数,使初级绕线组20c及次级绕线组30c交错绕设,所述的层数的数量非属本发明所欲限制的范围。需特别叙明的是,所述达到预期的目标层数亦可以是指最外层为初级绕线组20c及次级绕线组30c的状态,并不限定于最外层为软磁胶带tp,亦即重复执行至步骤s31、或步骤s32中缠绕绕组的步骤即停止,于本发明中不予以限制。
127.关于本发明的第五实施例,以下请一并参阅「图14」及「图15」,为本发明中制造高
漏感绕线式变压器方法第五实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
128.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:于绕线架10上由内而外依序缠绕:
129.缠上所需线径及圈数的次级绕线组30d,并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30d(构成第一层绕组),并保留次级绕线组30d的引线以预备更次层缠绕(如图14(a)及图15步骤s41所示);
130.进一步继续在包覆第一层绕组的软磁胶带tp上缠上所需线径及圈数的初级绕线组20d(构成第二层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20d,并保留初级绕线组20d的引线以预备更次层缠绕(如图14(b)及图15步骤s42所示);
131.进一步继续在包覆第二层绕组的软磁胶带tp上利用第一层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的次级绕线组30d(构成第三层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30d,并保留次级绕线组30d的引线(如图14(c)及图15步骤s43所示);
132.最后继续在包覆第三层绕组的软磁胶带tp上利用第二层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的初级绕线组20d(构成第四层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20d,并保留初级绕线组20d的引线(如图14(d)及图15步骤s44所示),最终将所得的绕线架10与磁芯组13对接以构成高漏感绕线式变压器500(如图14(e)及图15步骤s45所示)。
133.于一实施例中,依据实务需求,在步骤s44中亦可以舍弃取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20d的步骤,舍弃最外层的软磁胶带tp,于本发明中不予以限制。
134.于本实施例与第四实施例虽然同样揭示四层绕组的结构,但是,于实际需求上可以再重复执行步骤s41及步骤s42持续增加绕组的层数,使初级绕线组20d及次级绕线组30d交错绕设,所述的层数的数量非属本发明所欲限制的范围。需特别叙明的是,所述达到预期的目标层数亦可以是指最外层为初级绕线组20d及次级绕线组30d的状态,并不限定于最外层为软磁胶带tp,亦即重复执行至步骤s41、或步骤s42中缠绕绕组的步骤即停止,于本发明中不予以限制。
135.关于本发明的第六实施例,以下请一并参阅「图16」及「图17」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第六实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
136.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:首先,将治具hd予以缠上所需线径及圈数的次级绕线组30e(如图16(a)及图17步骤s51所示);将软磁胶带tp取定量宽幅、长度予以覆盖次级绕线组30e(如图16(b)及图17步骤s52所示);于软磁胶带tp上再缠上所需线径及圈数的初级绕线组20e(如图16(b)及图17步骤s53所示);将软磁胶带tp(或绝缘胶带)取定量宽幅、长度予以覆盖初级绕线组20e(如图16(d)及图17步骤s54所示);将治具hd抽离使得次级绕线组30e的线孔31e外露(如图16(e)及图17步骤s55所示);以绝缘件50套入线孔31e(如图16(f)及图17步骤s56所示);以及于绝缘件50内插入磁芯组40固定以构成高漏感绕线式变压器600(如图16(g)及图17步骤s57所示)。
137.于一实施例中,依据实务需求,亦可以舍弃步骤s54,舍弃最外层的软磁胶带tp。
138.关于本发明的第七实施例,以下请一并参阅「图18」及「图19」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第七实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
139.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:于治具hd上
由内而外依序缠绕:
140.缠上所需线径及圈数的初级绕线组20f,并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20f(构成第一层绕组),并保留初级绕线组20f的引线以预备更次层缠绕(如图18(a)及图19步骤s61所示);
141.进一步继续在包覆第一层绕组的软磁胶带tp上缠上所需线径及圈数的次级绕线组30f(构成第二层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30f,并保留次级绕线组30f的引线以预备更次层缠绕(如图18(b)及图19步骤s62所示);
142.进一步继续在包覆第二层绕组的软磁胶带tp上利用第一层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的初级绕线组20f(构成第三层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20f,并保留初级绕线组20f的引线(如图18(c)及图19步骤s63所示);
143.进一步继续在包覆第三层绕组的软磁胶带tp上利用第二层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的次级绕线组30f(构成第四层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30f,并保留次级绕线组30f的引线(如图18(d)及图19步骤s64所示);
144.进一步继续将治具hd抽离使得初级绕线组20f的线孔21f外露(如图18(e)及图19步骤s65所示);
145.进一步继续以绝缘件50套入线孔21f(如图18(f)及图19步骤s66所示);
146.最终将所得的绕线架10与磁芯组13对接以构成高漏感绕线式变压器700(如图18(g)及图19步骤s67所示)。
147.于一实施例中,依据实务需求,在步骤s64中亦可以舍弃取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30f的步骤,舍弃最外层的软磁胶带tp,于本发明中不予以限制。
148.于本实施例虽然揭示四层绕组的结构,但是,于实际需求上可以再重复执行步骤s61及步骤s62持续增加绕组的层数,使初级绕线组20f及次级绕线组30f交错绕设,所述的层数的数量非属本发明所欲限制的范围。需特别叙明的是,所述达到预期的目标层数亦可以是指最外层为初级绕线组20f及次级绕线组30f的状态,并不限定于最外层为软磁胶带tp,亦即重复执行至步骤s61、或步骤s62中缠绕绕组的步骤即停止,于本发明中不予以限制。
149.关于本发明的第八实施例,以下请一并参阅「图20」及「图21」,为本发明中制造高漏感绕线式变压器方法第八实施例的流程示意图及流程方块图,以下合并图式进行说明。
150.本实施例揭示一种制造高漏感绕线式变压器的方法,包括以下步骤:于治具hd上由内而外依序缠绕:
151.缠上所需线径及圈数的次级绕线组30g,并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30g(构成第一层绕组),并保留次级绕线组30g的引线以预备更次层缠绕(如图20(a)及图21步骤s71所示);
152.进一步继续在包覆第一层绕组的软磁胶带tp上缠上所需线径及圈数的初级绕线组20g(构成第二层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20g,并保留初级绕线组20g的引线以预备更次层缠绕(如图20(b)及图21步骤s72所示);
153.进一步继续在包覆第二层绕组的软磁胶带tp上利用第一层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的次级绕线组30g(构成第三层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖次级绕线组30g,并保留次级绕线组30g的引线(如图20(c)及图21步骤s73所示);
154.进一步继续在包覆第三层绕组的软磁胶带tp上利用第二层绕组引线继续缠上所需线径及圈数的初级绕线组20g(构成第四层绕组),并取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20g,并保留初级绕线组20g的引线(如图20(d)及图21步骤s74所示);
155.进一步继续将治具hd抽离使得次级绕线组30g的线孔31g外露(如图20(e)及图21步骤s75所示);
156.进一步继续以绝缘件50套入线孔31g(如图20(f)及图21步骤s76所示);
157.最终于绝缘件50内插入磁芯组40固定以构成高漏感绕线式变压器800(如图20(g)及图21步骤s77所示)。
158.于一实施例中,依据实务需求,在步骤s74中亦可以舍弃取定量宽幅、长度的软磁胶带tp覆盖初级绕线组20g的步骤,舍弃最外层的软磁胶带tp,于本发明中不予以限制。
159.于本实施例与第三实施例虽然同样揭示四层绕组的结构,但是,于实际需求上可以再重复执行步骤s71及步骤s72持续增加绕组的层数,使初级绕线组20g及次级绕线组30g交错绕设,所述的层数的数量非属本发明所欲限制的范围。需特别叙明的是,所述达到预期的目标层数亦可以是指最外层为初级绕线组20g及次级绕线组30g的状态,并不限定于最外层为软磁胶带tp,亦即重复执行至步骤s71、或步骤s72中缠绕绕组的步骤即停止,于本发明中不予以限制。
160.基于前述的方法所制造的高漏感绕线式变压器,通过柔性软磁胶带可有效免除受制于各部件机构空间与尺寸公差等不利因素,另一方面漏感的提升效果显著,可根据实务上对漏感值的要求,决定软磁胶带包覆面的程度,借此定出软磁胶带特定长度,于量产阶段融入绕线机台自动化工序的设定。此外,通过柔性软磁胶带的设置,所有常规使用中的绕线架均可直接采用,无须任何额外的复杂配件设计与新开模费用,可有效节省零件成本与开发时程。所有常规绕线工序均无须额外增加,亦不会造成工时费用的增加,且所制成的高漏感绕线式变压器在外观上与常规品不存在显著差异。
161.以下举两组实验组、以及对照组的实务案例及其测试结果进行说明。两组实验组、对照组的控制变因(亦即相同条件)为其对应施作的变压器均符合:1.实验组及对照组均选用相同的磁芯及绕线架,所述的磁芯及绕线架为高频电感与变压器市场所通用;2.初级绕线组以线径0.40mm的铜导线绕80圈;3.次级绕线组则是以线径0.45mm的铜导线绕17圈。
162.两组实验组及对照组的操纵变因(亦即差别条件)在于:
163.第一组实验组:
164.如控制变因中所述的变压器,取定量宽幅、长度5.5cm的软磁胶带tp予以覆盖初级绕线组,以隔离初级绕线组及次级绕线组,所用软磁胶带tp的磁导率μ
′s为1,000,磁性材料为锰锌铁氧体薄片,厚度约0.1mm,一面披覆厚度约0.035mm的pet层,另一面披覆厚度约0.03mm的自黏胶,总厚度约0.165mm;
165.第二组实验组:
166.如控制变因中所述的变压器,取定量宽幅、长度11cm的软磁胶带tp予以覆盖初级绕线组,以隔离初级绕线组及次级绕线组,所用软磁胶带tp的磁导率μ
′s为1,000,磁性材料为锰锌铁氧体薄片,厚度约0.1mm,一面披覆厚度约0.035mm的pet层,另一面披覆厚度约0.03mm的自黏胶,总厚度约0.165mm;
167.对照组:
168.如控制变因中所述的变压器,取定量宽幅、长度5.5cm的一般隔离材胶带予以覆盖初级绕线组,以隔离初级绕线组及次级绕线组。
169.基于上述的配置,所量测的漏感值如下表所示:
170.100khz工作频率ls(μh)第一组实验组195.7第二组实验组296.6对照组28.5
171.从以上量测到的漏感值ls的结果来看,于第一组实验组及第二组实验组的漏感率分别达到195.7μh和296.6μh,与对照组采非导磁性的一般隔离材胶带长5.5公分包覆一圈的漏感值ls为28.5μh相比较,分别高出了约7倍与10倍。可见软磁胶带tp在初级绕线组与次级绕线组之间的包覆设置对漏感提升的效果非常显著。
172.在未设置绕线架的实施例中,以下举两组实验组、以及对照组的实务案例及其测试结果进行说明。两组实验组、对照组的控制变因(亦即相同条件)为其对应施作的变压器均符合:1.实验组及对照组均选用相同的磁芯组,所述的磁芯组为高频电感与变压器市场所通用;2.初级绕线组以线径0.40mm的铜导线绕80圈;3.次级绕线组则是以线径0.45mm的铜导线绕17圈。
173.两组实验组及对照组的操纵变因(亦即差别条件)在于:
174.第一组实验组:
175.如控制变因中所述的变压器,取定量宽幅、长度5.5cm的软磁胶带tp予以覆盖初级绕线组,以隔离初级绕线组及次级绕线组,所用软磁胶带tp的磁导率μ
′s为1,000,磁性材料为锰锌铁氧体薄片,厚度约0.1mm,一面披覆厚度约0.035mm的pet层,另一面披覆厚度约0.03mm的自黏胶,总厚度约0.165mm;
176.第二组实验组:
177.如控制变因中所述的变压器,取定量宽幅、长度11cm的软磁胶带tp予以覆盖初级绕线组,以隔离初级绕线组及次级绕线组,所用软磁胶带tp的磁导率μ
′s为1,000,磁性材料为锰锌铁氧体薄片,厚度约0.1mm,一面披覆厚度约0.035mm的pet层,另一面披覆厚度约0.03mm的自黏胶,总厚度约0.165mm;
178.对照组:
179.如控制变因中所述的变压器,取定量宽幅、长度5.5cm的一般隔离材胶带予以覆盖初级绕线组,以隔离初级绕线组及次级绕线组。
180.基于上述的配置,所量测的漏感值如下表所示:
[0181][0182][0183]
从以上量测到的漏感值ls的结果来看,于第一组实验组及第二组实验组的漏感率分别达到57.5μh和61.5μh,与对照组采非导磁性的一般隔离材胶带长5.5公分包覆一圈的
漏感值ls为18.6μh相比较,分别高出了约3.1倍与3.3倍。可见软磁胶带tp在初级绕线组与次级绕线组之间的包覆设置对漏感提升的效果非常显著。
[0184]
综上所述,本发明利用软磁胶带作为初级绕线组与次级绕线组间的绝缘阻隔材,借此提高了漏电感磁芯组生产效率以及磁器件的漏磁量及漏感。此外,本发明利用软磁胶带,可以减少一个谐振电感并降低成本,与其他的集成方式相比,本发明的绕线式变压器体积小、磁耦合能力强、电磁干扰小、变压器传输效率高、制作方便、通用性强,大幅降低各组件机构空间的限制,提高llc变压器性能并降低生产成本。
[0185]
以上已将本发明做一详细说明,但以上所述者,仅为本发明其中一较佳实施例,当不能以此限定本发明实施的范围,即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰,皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。
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