专利名称：具谐振变压器的谐振式转换器的制作方法
技术领域：
本发明关于一种转换器，尤指一种薄型化的具谐振变压器的谐振式转换器。
背景技术：
变压器为各式电器设备中经常使用的磁性组件，其利用电能、磁能转换感应的原理来调整不同的电压，使其达到电器设备能够适用的范围。在液晶电视等电子产品的电源供应系统中，变压器则以具漏电感型的变压器为主，例如:谐振变压器(LLC transformer),以减小开关的损耗并降低噪声。请参阅图1,其为现有漏电感型变压器的结构示意图。如图所示，变压器I包括绕线基座11 (bobbin)、盖{φ 12 (cover member)及磁芯组 13 (magneticcore assembly),其中初级绕线 111 (primarywinding coil)及次级绕线112 (secondary winding coil)缠绕于绕线基座11上,至于初级绕线111及次级绕线112的出线端113、114则直接缠绕并焊接在由绕线基座11底部垂直延伸而出的接脚115上，盖体12则由绕线基座11的上方套覆绕线基座11，用以增加初级绕线111、次级绕线112与磁芯组13之间的爬电距离，至于磁芯组13具有中间部131以及足部132，中间部131容置于绕线基座11的通道116中，足部132则套设于绕线基座11外围，以组装成变压器I。请再参阅图1，于现有变压器I中采用盖体12来增加初级绕线111与磁芯组13和次级绕线112与磁芯组13之间的爬电距离，但盖体12的设置却相对增加了变压器I的高度，以及，为达到变压器I所需的电感，初级绕线111及次级绕线112需达特定的绕线圈数，然而当线径较大时，则会因绕线圈数增加而使得变压器I的体积增加，使现有变压器I难以符合薄型化的发展趋势。此外，现有变压器I组装完成后，其两对应的足部132之间的接触面积会形成一气隙(未图示)，该气隙形成于初级绕线111与次级绕线112之间，若由次级绕线112短路后，磁路会因此产生个别回路，如此一来便难以稳定地控制变压器I的漏电感值。更甚者，由于现有变压器I的绕线基座11上仅具有单槽第一绕线区以及单槽第二绕线区来缠绕单一组的初级绕线111及单一组的次级绕线112，且由于绕线基座11上的空间限制，因此初级绕线111及次级绕线112的线圈匝数亦被局限，故现有变压器I对应仅能提供固定的功率，例如100瓦特，是以当现有变压器I欲应用于需提供较大功率的电路中，例如需提供400瓦特时，必须利用将4个现有变压器I以并联或串联等连接方式来达成，如此一来，由于4个现有变压器I用到4组的绕线基座11及4组的磁芯组13，将导致电路的生产成本增加。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种具谐振变压器的谐振式转换器，其中谐振变压器结构具有多个单槽第二绕线区，通过多个单槽第二绕线区来分别缠绕多个次级绕线，以改变绕线及磁路方式，且在电能转换器具有4倍输出功率的情况下可减少电能转换器的生产成本。本发明的另一目的在于提供一种具谐振变压器的谐振式转换器，该谐振变压器于初级绕线上具有气隙，故可稳定控制漏电感值。本发明的又一目的在于提供一种具谐振变压器的谐振式转换器，谐振变压器结构增加绕线区的空间、提高电流转换功率及降低变压器所产生的热能。本发明的再一目的在于提供一种具谐振变压器的谐振式转换器，谐振变压器结构具有多个模块化且串联连接的绕线基座，故提高谐振变压器所产生的输出电压。 为达上述目的，本发明的又一较广义实施方式为提供一种谐振式转换器，用以将输入电压转换成输出电压，以驱动直流负载，包含:开关电路，接收输入电压；谐振电路，与开关电路连接；谐振变压器，具有与谐振电路连接的输入绕组及多个输出绕组，谐振变压器通过开关电路的切换以及谐振电路的谐振而使输入电压的电能由输入绕组传送至多个输出绕组；整流电路，与多个输出绕组连接；以及滤波电路:与整流电路连接，用以滤波，以输出输出电压；其中谐振变压器包含:第一绕线基座，包括:第一本体，具有第一绕线区及多个单槽第二绕线区，第一绕线区具有多个导接脚，且多个单槽第二绕线区设置于第一绕线区的两侧；以及第一通道，其贯穿第一本体；第一初级绕线，其缠绕于第一绕线基座的第一绕线区上，且与第一绕线区的多个导接脚连接；多个第一次级绕线，其分别缠绕于第一绕线基座的多个单槽第二绕线区上；第二绕线基座，包括:第二本体，具有第三绕线区及多个单槽第四绕线区，多个单槽第四绕线区设置于第三绕线区的两侧；以及第二通道，其贯穿第二本体；第二初级绕线，其缠绕于第二绕线基座的第三绕线区上，且与第一绕线基座的第一绕线区的多个导接脚连接，以与第一初级绕线构成输入绕组；多个第二次级绕线，其分别缠绕于第二绕线基座的多个单槽第四绕线区上，且与多个第一次级绕线连接而构成多个输出绕组；以及磁芯组，其部分设置于第一绕线基座的该第一通道中及第二绕线基座的第二通道中。
图1:其为现有变压器的结构示意图；图2:其为本发明第一较佳实施例的谐振变压器结构的分解结构示意图；图3A:其为本发明第二较佳实施例的谐振变压器结构的分解结构示意图；图3B:其为本发明图3A所示的谐振变压器组装完成的示意图；图4A:其为本发明第三较佳实施例的谐振变压器结构的分解结构示意图；图4B:其为本发明图4A所示的谐振变压器组装完成的示意图；图5:其为应用图4A所示的谐振变压器的谐振式转换器的电路结构图。其中，附图标记说明如下:变压器:1;谐振变压器:2、3、4;绕线基座:11、21、31;初级绕线:111;次级绕线:112;出线端:113、114、22a、22b、42a、42b、45a、45b；
接脚:115;
通道:116、211;盖体:12;磁芯组:13、24、34、47;中间部:131;足部:132;第一磁芯部:241、341、471；第二磁芯部:242、342、472；第一绕线基座:41 ；本体:210、310;隔板:212、212a、212b、312、412、442；第一侧壁:213、313、413；第二侧壁:214、314、414；第一底座:215、315、415；导接脚:215a、216a、315a、316a、415a、416a、445a、446a；第二底座:216、316、416;第一绕线区:217、317、417；中央隔板:217a、417a、447a；凹口:217b,417b,447b ；第一区域:217c；第二区域:217d；第二绕线区:218、318、418；第一导接脚:219a、319a、419a；第二导接脚:219b、319b、419b；第一初级绕线:22、32、42;第一次级绕线:23、33、43;第一足部:241a、242a、341a、342a、471a、472a；第二足部:241b、242b、341b、342b、471b、472b；第一通道:311、411;第--^合部:313a、413a ；第二卡合部:314a、414a；开口:313b、314b ;套盖:35；第二通道:350、441；第三卡合部:351、443a；第四卡合部:352、444a；第一表面:315b、415b；第二表面:316b、416b；镂空凹槽:353 ；
第一本体:410；第一扣接部:415c；第二绕线基座:44 ；第二本体:440；第三侧壁:443 ；第四侧壁:444;第三底座:445;第三表面:445b ；第三扣接部:445c ；第四底座:446;第四表面:446b ；第四扣接部:446c ；第三绕线区:447 ；第四绕线区:448 ；第二初级绕线:45 ；第二次级绕线:46 ；谐振式转换器:5;输入电压:Vin;输出电压:Vo;开关电路:50 ；谐振网络:51 ;整流电路:52 ；滤波电路:53;第一开关组件:Q1 ；第二开关组件:Q2 ；谐振电容:Cr ；谐振电感.丄r;激磁电感:Lm;输入绕组:Np ；接地纟而:G ；输出绕组:Nsl、Ns2;端部:A、C；中间抽头％5部:B ；第一二极管:D1；第二二极管:D2；滤波电容:Cf。
具体实施例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，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本发明。请参阅图2，其为本发明第一较佳实施例的谐振变压器结构的分解结构示意图。如图所示，谐振变压器2主要包括绕线基座21、初级绕线22、多个次级绕线23以及磁芯组24。绕线基座21具有本体210、通道211、多个隔板212、第一侧壁213、第二侧壁214、第一底座215以及第二底座216。通道211贯穿本体210,且本体210可为但不限为一柱状结构。第一侧壁213及第二侧壁214分别设置于本体210的两相对侧，隔板212设置于本体210上并位于第一侧壁213及第二侧壁214之间，且隔板212实质上平行于第一侧壁213及214，通过第一侧壁213、第二侧壁214与多个隔板212将本体210的表面分隔定义出第一绕线区217及多个单槽第二绕线区218。其中，第一绕线区217位于本体220的中央区域，用以缠绕初级绕线22，且于第一绕线区217上的隔板212a、212b上分别具有第一导接脚219a及第二导接脚219b，用以供初级绕线22的端部绕设于其上，并使初级绕线22与电路板(未图标)电性连接。多个单槽第二绕线区218则分别设于第一绕线区217的两侧边，其中每一个单槽第二绕线区218用以缠绕一组次级绕线23。此外，第一侧壁213及第二侧壁214的两外侧端分别延伸设置第一底座215及第二底座216，第一底座215及第二底座216可设置多个导接脚215a及216a，用以供多个次级绕线23绕设于其上，以使次级绕线23与电路板(未图标)电性连接。以本实施例为例，绕线基座21还包含中央隔板217a，其设置于第一绕线区217中，用以将第一绕线区217分隔成具有第一区域217c及第二区域217d的多槽式结构，此外，于中央隔板217a上更具有一凹口 217b，在缠绕初级绕线23于第一绕线区217时，初级绕线22可通过凹口 217b而由第一区域217c跨设至第二区域217d中(或是由第二区域217d跨设至第一区域217c中)，当然，于另一些实施例中，第一绕线区217亦可为不具中央隔板的单槽式结构，即第一绕线区217的设置方式可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。本实施例中，谐振变压器2包含两个分别设置于第一绕线区217两侧的单槽第二绕线区218，用以供两组次级绕线23绕设于其上，即于本实施例的谐振变压器2具有两组并联的次级绕线23，通过将两组以上的次级绕线23以并联方式设置，使每一次级绕线23绕设的圈数减半，但总圈数维持不变，因而可使次级绕线23所占用的体积减小，有效减小谐振变压器2的体积，使谐振变压器2朝薄型化的目标发展，当然，单槽第二绕线区218的数量并不以此为限，亦可为四组单槽第二绕线区218的实施方式，该多个单槽式第二绕线区218的数量可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。请再参阅图2，本发明的初级绕线22可为一导线且缠绕于本体210的第一绕线区217中，初级绕线22的两端包括出线端22a、22b，其中，初级绕线22的绕线方式可采取初级绕线22先缠绕于第一绕线区217的第一区域217c中，并经由中央隔板217a的凹口 217b跨越至第二区域217d，以继续缠绕于第二绕线区域217d中，接着，将初级绕线22的出线端22a缠绕焊接于第一区域217c旁的隔板212a的第一导接脚219a上，而出线端22b则缠绕焊接于第二区域217d旁的隔板212b的第二导接脚21%上，由于初级绕线22的出线端22a、22b分别绕设第一导接脚219a及第二导接脚21%，可使得第一绕线区217的绕线空间增加，可增加第一绕线区217的绕线圈数，以提高本发明谐振变压器2的电流转换功率，且可降低谐振变压器2运作时所产生的热能。
当然，初级绕线22的绕线方向并不以此为限，于一些实施例中，出线端22b可先缠绕于第一绕线区217的第二区域217d，然后经由中央隔板217a的凹口 217b而缠绕于第一区域217c中。而本发明多个次级绕线23则分别缠绕于多个单槽第二绕线区218中，即每一条次级绕线23仅缠绕于一个单槽第二绕线区218中，至于每一条次级绕线23的两出线端则分别绕设焊接于第一底座215及第二底座216的导接脚215a及216a上。请再参阅图2，本发明的磁芯组24可包含第一磁芯部241与第二磁芯部242，且第一磁芯部241具有第一足部241a和第二足部241b，第二磁芯部242具有第一足部242a及第二足部242b，其中第一足部241a及242a对应于绕线基座21的通道211内，当第一足部241a以及第二足部242a设置于绕线基座21的通道211后，第一磁芯部241、第二磁芯部242与绕线基座21将组接成谐振变压器2，且第二足部241b、242b设置于绕线基座21的一侧。当然，本发明的磁芯组24并不局限于图2所示的UU型磁芯组，亦可选用EE型磁芯组。由于本发明磁芯组24的两第二足部241b、242b的接触面积所形成的气隙(未图示)，位于初级绕线22上，因而漏电感值不会因为气隙大小而有所变化，且可通过改变初级绕线22与次级绕线23之间的距离或增加绕线圈数来调整漏电感值，可达到稳定控制漏电感值的目的。请参阅图3A，其为本发明第二较佳实施例的变压器结构的分解结构示意图。如图所示，谐振变压器3包括绕线基座31、初级绕线32、多个次级绕线33以及磁芯组34。绕线基座31具有本体310、第一通道311、多个隔板312、第一侧壁313、第二侧壁314、第一底座315以及第二底座316。其中第一侧壁313、第二侧壁314及多个隔板312将本体310分隔为第一绕线区317及多个单槽第二绕线区318。磁芯组34包含第一磁芯部341与第二磁芯部342，第一磁芯部341具有第一足部341a和第二足部341b，且第二磁芯部342具有第一足部342a及第二足部342b。此外，绕线基 座31更具有第一导接脚319a、第二导接脚319b及导接脚315a、316a，其中，绕线基座31的本体310、第一通道311、隔板312、第一侧壁313、第二侧壁314、第一底座315、第二底座316、第一导接脚319a、第二导接脚319b、导接脚315a及316a、第一初级绕线32、多个第一次级绕线33及磁芯组34的结构及设置方式与前述实施例相仿，于此不再赘述，惟相较于图2所示的谐振变压器2，本实施例的第一侧壁313、第二侧壁314、第一底座315及第二底座316相较于图2所示的第一侧壁213、第二侧壁214、第一底座215及第二底座216为延长结构，且第一侧壁313、第二侧壁314、第一底座315及第二底座316实质上垂直于本体310，更甚者，第一侧壁313及第二侧壁314上分别具有第一卡合部313a及第二卡合部314a,以本实施例为例,第 ^合部313a及第二卡合部314a为分别设置于第一侧壁313及第二侧壁314上方的凹槽结构，但不以此为限，以及，第一侧壁313及第二侧壁314更具有第一开口 313b及第二开口 314b，分别对应于第一磁芯部341与第二磁芯部342的第二足部341b、342b。请再参阅图3A，谐振变压器3还包含套盖35，套盖35为具有第二通道350的柱状壳体，且第二通道350的两侧对应于第一侧壁313的第一开口 313b及第二侧壁314的第二开口 314b，以及，套盖35更可具有第三卡合部351及第四卡合部352，分别对应于第一侧壁313的第一卡合部313a及第二侧壁314的第二卡合部314a，当第三卡合部351及第四卡合部352与第一卡合部313a及第二卡合部314a对应组接时，套盖35与绕线基座31便相互卡合组接，于本实施例中，第三卡合部351及第四卡合部352为凸块结构，但不以此为限。
以下将以第3A、3B图来说明谐振变压器3的组装方法，其中图3B为图3A的组装结构示意图，首先，当谐振变压器3进行组装时，先将套盖35设置于绕线基座31第一侧壁313及第二侧壁314的延长部分，接着，使第三卡合部351及第四卡合部352分别与第一卡合部313a及第二卡合部314a相互扣接，使套盖35与绕线基座31相互扣合连接，此时，第一侧壁313的第一开口 313b及第二侧壁314的第二开口 314b与套盖35的第二通道350相连通，其后，再将磁芯组34的第一磁芯部341的第一足部341a及第二磁芯部342的第一足部342a对应设置于绕线基座31的第一通道311内，则两第二足部341b、342b亦分别穿越第一侧壁313的第一开口 313b及第二侧壁314的第二开口 314b而对应设置于套盖35的第二通道350内。而暴露于绕线基座31外的第一磁芯部341及第二磁芯部342则分别设置于第一底座315的第一表面315b及第二底座316的第二表面316b上，以完成谐振变压器3的组装，如此一来，通过套盖35的隔离，可使磁芯组34与设置于绕线基座31的初级绕线32及多个次级绕线33之间相互隔离，以可维持谐振变压器3的电气安全距离。此外，于一些实施例中，套盖35更可具有镂空凹槽353,用以于镂空凹槽353内设置一隔板(未图示)，藉以隔离第一磁芯部341及第二磁芯部342的第二足部341b、342b，以维持电气安全距离，且套盖35的实施方式可依施作情形而任施变化，并不以此为限。请参阅图4A，其为本发明第三较佳实施例的变压器结构的分解结构示意图。如图所示，谐振变压器4包括第一绕线基座41、第一初级绕线42、多个第一次级绕线43、第二绕线基座44、第二初级绕线45、多个第二次级绕线46以及磁芯组47。其中第一绕线基座41具有第一本体410、第一通道411、多个隔板412、第一侧壁413、第二侧壁414、第一底座415以及第二底座416，其中第一侧壁413、第二侧壁414及多个隔板412将第一本体410分隔为第一绕线区417及多个单槽第二绕线区418，第二绕线基座44则具有第二本体440、第二通道441、多个隔板442、第三侧壁443、第四侧壁444、第三底座445以及第四底座446，其中第三侧壁443、第四侧壁444及多个隔板442将第二本体440分隔为第三绕线区447及多个单槽第四绕线区448。第一信道411及第二信道441分别贯穿第一本体410及第二本体440，且第一本体410及第二本体440可各自为但不限为一柱状结构。第一侧壁413及第二侧壁414分别设置于第一本体410的两相对侧，第三侧壁443及第四侧壁444分别设置于第二本体440的相对两侧，多个隔板412及多个隔板442分别设置于第一本体410及第二本体440上,且隔板412设置于第一侧壁413及第二侧壁414之间且实质上平行于第一侧壁413及第二侧壁414，隔板442则设置于第三侧壁443及第四侧壁444之间且实质上平行于第三侧壁443及第四侧壁444,以通过第一侧壁413、第二侧壁414与多个隔板412将第一本体410的表面分隔定义出第一绕线区417及多个单槽第二绕线区418，并通过第三侧壁443、第四侧壁444与多个隔板442将第二本体440的表面分隔定义出第三绕线区447及多个单槽第四绕线区448。其中，第一绕线区417及第三绕线区447分别位于第一本体410及第二本体440的中央区域。第一初级绕线42及第二初级绕线45缠绕于第一绕线区417以及第三绕线区447，且于第一绕线区417上的两隔板412分别具有第一导接脚419a及第二导接脚41%，用以供第一初级绕线42及第二初级绕线45的端部绕设于其上，以使第一初级绕线42及第二初级绕线45与电路板(未图标)电性连接。多个单槽第二绕线区418则分别设于第一绕线区417的两侧边，多个单槽第四绕线区448则分别设于第三绕线区447的两侧边，其中每一个单槽第二绕线区418用以缠绕一组第一次级绕线43，每一单槽第四绕线区448用以缠绕一组第二次级绕线46。此外，第一侧壁413及第二侧壁414的两外侧端分别延伸设置第一底座415及第二底座416，第一底座415及第二底座416的可延伸设置多个导接脚415a及416a，用以供多个第一次级绕线43绕设于其上，并使第一次级绕线43与电路板(未图标)电性连接，同样的，第三侧壁443及第四侧壁444的两外侧端分别延伸设置第三底座445及第四底座446，第三底座445及第四底座446可延伸设置多个导接脚445a及446a，用以供多个第二次级绕线46绕设于其上，并使第二次级绕线46与电路板(未图标)电性连接。以本实施例为例，第一绕线基座41及第二绕线基座44更各自包含一中央隔板417a、447a，其分别设置于第一绕线区417及第三绕线区447中，中央隔板417a用以将第一绕线区417分隔成具有两区域的多槽式结构，中央隔板447a用以将第三绕线区447分隔成具有多区域的多槽式结构，此外，于中央隔板417a、447a上更具有一凹口 417b、447b，分别用以供第一初级绕线43及第二初级绕线45通过以跨区域设置，当然，于另一些实施例中，第一绕线区417及第三绕线区447亦可为不具中央隔板的单槽式结构，即第一绕线区417及第三绕线区447的设置方式可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。本实施例中的谐振变压器4包含两个分别设置于第一绕线区417两侧的单槽第二绕线区418及两个分别设置于第三绕线区447两侧的单槽第四绕线区448，分别用以供两组第一次级绕线43及第二次级绕线46绕设于其上，即于本实施例的谐振变压器4具有两组并联的第一次级绕线43及两组并联的第二次级绕线46，通过将两组以上的第一次级绕线43及两组以上的第二次级绕线46各自以并联方式设置，使第一次级绕线43及第二次级绕线46绕设的圈数减半，但总圈数维持不变，因而可使第一次级绕线43及第二次级绕线46所占用的体积减小，有效减小谐振变压器4的体积，使谐振变压器4朝薄型化的目标发展，当然，第二绕线区418及第四绕线区448的数量并不以此为限，亦可为四组第二绕线区418及第四绕线区448的实施方式，该多个单槽式第二绕线区418及多个单槽第四绕线区448的数量可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。请再参阅图4A及图4B，本发明的第一初级绕线42及第二初级绕线45可各自为一导线，且分别缠绕于第一本体410的第一绕线区417以及第二本体440的第三绕线区447中，第一初级绕线42具有两出线端42a、42b，第二初级绕线45具有两出线端45a、45b，其中，第一初级绕线42的绕线方式为先缠绕于第一绕线区417上的第一区域中，并经中央隔板417a的凹口 417b跨越至第一绕线区417的第二区域来继续缠绕，接着，将第一初级绕线42的出线端42a缠绕焊接于第一导接脚419a上，而出线端42b则缠绕焊接于第二导接脚419b上，第二初级绕线45缠绕于第三绕线区447的方式相似于第一初级绕线42缠绕于第一绕线区417的方式，即第二初级绕线45先缠绕于第三绕线区447上的第一区域中，并经中央隔板447a的凹口 447b跨越至第三绕线区447的第二区域来继续缠绕，接着，将第二初级绕线45的出线端45a缠绕焊接于第二导接脚41%上，而出线端45b则缠绕焊接于第二导接脚419a上，由于第一初级绕线42的出线端42a、42b及第二初级绕线45的初线端45a、45b分别绕设第一导接脚419a及第二导接脚41%，可使得第一绕线区417及第三绕线区447的绕线空间增加，可增加第一绕线区417及第三绕线区447的绕线圈数，以提高本发明谐振变压器4的电流转换功率，且可降低变压器4运作时所产生的热能。本发明多个第一次级绕线43则分别缠绕于多个单槽第二绕线区418中，即每一条第一次级绕线43仅缠绕于对应的一个单槽第二绕线区418中，至于每一条第一次级绕线43的两出线端则分别绕设焊接于由第一底座415及第二底座416所延伸的导接脚415a及416a上，同样的，多个第二次级绕线46则分别缠绕于多个单槽第四绕线区448中，即每一条第二次级绕线46仅缠绕于对应的一个单槽第四绕线区448中，至于每一条第二次级绕线46的两出线端则分别绕设于第三底座445及第四底座446所延伸的导接脚445a及446a上。本发明的磁芯组47可包含第一磁芯部471与第二磁芯部472，且第一磁芯部471具有第一足部471a和第二足部471b，第二磁芯部472具有第一足部472a及第二足部472b，其中第一足部471a及472a对应于第一绕线基座41的第一通道411内，而第二足部471b、472b则对应于第二绕线基座44的第二通道441内，于第一足部471a、472a设置于第一绕线基座41的第一通道411内而第二足部471b、472b设置于第二绕线基座44的第二通道441内后，第一磁芯部471、第二磁芯部472、第一绕线基座41以及第二绕线基座44便可组接成谐振变压器4。当然，本发明的磁芯组47并不局限于图4A所示的UU型磁芯组，亦可选用EE型磁芯组。请参阅图5，并配合图4A及图4B，其中图5为应用图4A所示的谐振变压器的谐振式转换器的电路结构图。如图所示，谐振式转换器5为串联谐振式转换器，用以将一输入电压Vin转换成为直流的一输出电压Vo，以驱动直流负载，例如液晶屏幕中的发光二极管，主要包含一开关电路50、一谐振网络51、谐振变压器4、一整流电路52以及一滤波电路53。开关电路50接收一输入电压Vin，且包含多个开关组件，例如图5所示的第一开关组件Ql以及第二开关组件Q2，以构成半桥式开关电路，然不以此为限，于一些实施例中，开关电路50亦可包含四个开关组件(未图标)，以构成全桥式开关电路。谐振电路51包含串联连接的一谐振电容Cr、一谐振电感Lr以及一激磁电感Lm，其中谐振电容Cr的一端连接于开关电路50的第一开关组件Ql与第二开关组件Q2之间，谐振电容Cr的另一端则与激磁电感Lm的一端及谐振变压器4的一输入绕组Np的一端连接。激磁电感Lm可为但不限于由谐振变压器4的输入绕组Np等效所构成，其并联连接于输入绕组Np，且激磁电感Lm的另一端与谐振电感Lr的一端及输入绕组Np的另一端连接，激磁电感Lm用以等效输入绕组Np运作时对谐振变压器4激磁产生的电感特性，谐振电感Lr的另一端与接地端G连接，且谐振电感Lr可为但不限于由谐振变压器4的漏感所造成，通过谐振电容Cr、谐振电感Lr以及激磁电感Lm以使谐振电路51产生谐振，藉此根据开关电路50的切换将输入电压Vin的能量传送至谐振变压器4初级侧的输入绕组Np，再通过磁芯组47而使输入绕组Np的能量以磁耦合的方式传达至谐振变压器4次级侧的多个输出绕组。于本实施例中，谐振变压器4为图4A及图4B所示的结构，因此谐振变压器4的初级侧的输入绕组Np可由第一初级绕线42及第二初级绕线45相互导接所构成，至于谐振变压器4的次级侧则具有由多个第一次级绕线43及多个第二次级绕线46构成的以中间抽头连接的多个输出绕组，例如图5所示的实施例中，谐振变压器4的次级侧包含由多个第一次级绕线43及多个第二次级绕线46利用导接的方式所构成两个输出绕组Nsl及Ns2，其构成方式乃是将部分第一次级绕线43以及部分第二次级绕线46各自的一出线端所对应缠绕的导接脚415a、416a、445a及446a以导线或是迹线彼此导接，以构成输出绕组Nsl的一端部A，并将其余的第一次级绕线43以及第二次级绕线46各自的一出线端以导线或是迹线彼此导接，以构成输出绕组Ns2的一端部C，再将多个第一次级绕线43以及多个第二次级绕线46各自的另一出线端以导线或是迹线彼此导接，以构成输出绕组Nsl的另一端部及输出绕组Ns2的另一端部所连接形成的中间抽头端部B，且中间抽头端部B成了输出电压No的接地端，如此一来，谐振变压器4便可通过多个第一次级绕线43及多个第二次级绕线46构成输出绕组Nsl及Ns2，然谐振变压器4并不局限于仅包含两个输出绕组Nsl及Ns2，可依电路实际输出需求而通过导线或是迹线等来对应改变多个导接脚415a、416a、445a及446a间的导接关系，以使谐振变压器4更可包含三个以上且以中间抽头方式连接的输出绕组，进而输出多个不同额定值的输出电压。整流电路52与谐振变压器4的次级侧连接，于本实施例中，亦即与谐振变压器4的输出绕组Nsl以及Ns2连接，且对应输出绕组的个数而可由多个二极管，例如第一二极管Dl以及第二二极管D2所构成，第一二极管Dl的阳极连接于输出绕组Nsl的正向同名端，亦即端部A，第二二极管D2的阳极连接于输出绕组Ns2的反向同名端，亦即端部C，且第一二极管Dl的阴极与第二二极管D2的阴极连接于滤波电路53，且与滤波电路53构成了输出电压Vo的高压端。滤波电路53则用以滤波，藉此输出输出电压No，且可为但不限于由一滤波电容Cf所构成。更甚者，于本实施例中，第一绕线基座41的第一侧壁413具有第一卡合部413a，第一绕线基座41的第二侧壁414具有第二卡合部414a，第二绕线基座44的第三侧壁443具有第三卡合部443a，且第二绕线基座44的第四侧壁444具有第四卡合部444a。其中第一卡合部413a及第二卡合部414a与第三卡合部443a及第四卡合部444a对应设置，且本实施例中的第一卡合部413a及第四卡合部444a为凹部结构，第二卡合部414a及第三卡合部443a则为与该凹部结构对应的凸部结构，当第一^^合部413a及第四卡合部444a分别与第二卡合部414a及第三卡合部443a对应卡合时，第二绕线基座44跟第一绕线基座41便可组接，但该对应卡合结构可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。并且，本实施 例中的第一底座415具有第一扣接部415c，第二底座416具有第二扣接部(未图示)，第三底座445具有第三扣接部445c，第四底座446具有第四扣接部446c，且第一扣接部415c及第二扣接部分别与第三扣接部445c及第四扣接部446c对应设置，于本实施例中，第一扣接部415c及第四扣接部446c为凹槽结构，第二扣接部与第三扣接部445c为与该凹槽结构对应的凸块结构，用以使第一扣接部415c及第四扣接部446c分别与第二扣接部与第三扣接部445c对应扣接，而使第一绕线基座41与第二绕线基座44之间可稳固连接，且该对应扣接部的数量及结构可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。请再参阅图4A，如图所示，谐振变压器4的第一绕线基座41与第二绕线基座44可为但不限为模块化的结构，即第一绕线基座41的第一卡合部413a为与第二绕线基座44的第四卡合部444a为相同的结构，相同地，第一绕线基座41的第二卡合部414a、第一扣接部415c、第二扣接部(未图示)亦分别为与第二绕线基座44的第三卡合部443a、第四扣接部446c、第三扣接部445c相同的结构，如此一来，于谐振变压器4的生产制造过程中，则无需另行设计及开模制造另一组绕线基座，可大幅节省制造成本。请同时参阅图4A、4B，图4B为图4A的组装结构示意图，当谐振变压器4进行组装时，先将第一初级绕线42及多个第一次级绕线43分别缠绕于第一绕线基座41的第一绕线区417以及第二绕线区418上，并将第二初级绕线45及多个第二次级绕线46分别绕设于第第二绕线基座44的第三绕线区447以及多个第四绕线区448上，接着，将第一初级绕线42的出线端42a缠绕固定于第一绕线基座41的第一导接脚419a上时，第二初级绕线45的出线端45b亦同时缠绕固定于第一绕线基座41的第一导接脚419a上，且于第二导接脚419b上，则同时绕设了第一初级绕线42的出线端42b及第二初级绕线45的出线端45a，通过此绕线方式，以将第一初级绕线42及第二初级绕线45相互导接。至于多个第一次级绕线43及多个第二次级绕线46的端部则分别绕设于第一绕线基座41及第二绕线基座44的第一底座415、第二底座416、第三底座445及第四底座446的多个导接脚415a、416a、445a及446a上。其后,再将磁芯组47的第一磁芯部471的第一足部471a及第二磁芯部472的第一足部472a对应设置于第一绕线基座41的第一通道411内，同时将两第二足部471b、472b分别对应设置于第二绕线基座44的第二通道441内。暴露于第一绕线基座41及第二绕线基座44之外的部分第一磁芯部471则设置于第一底座415及第三底座445的第一表面415b及第三表面445b上，同样地,暴露于第一绕线基座41及第二绕线基座44之外的部分第二磁芯部472亦设置于第二底座416及第四底座446的第二表面416b及第四表面446b上，以完成谐振变压器4的组装。通过本发明模块化的谐振变压器4，生产者可选择性地将两组具相同架构的绕线基座共同组合使用，可提供更大的输出电压，且其组合方式不以此为限，举例来说，亦可将三组模块化的绕线基座搭配EE磁芯组而设置，其组合方式可依实际施作情形而任施变化，并不以此为限。此外，由于谐振变压器4由第一绕线基座41、第二绕线基座44以及磁芯组47所构成，故第一初级绕线42、多个第一次级绕线43、第二初级绕线45以及多个第二次级绕线46可分别缠绕于第一绕线区417、多个单槽第二绕线区418、第三绕线区447及多个单槽第四绕线区448，更甚者，由于第一初级绕线42的出线端42a、42b及第二初级绕线45的出线端45a、45b分别绕设第一导接脚419a及第二导接脚41%上，使得第一绕线区417及第三绕线区447的绕线空间增加而增加了第一绕线区417及第三绕线区447的绕线圈数，因此本发明的谐振变压器4所能提供的功率实质上等于图1所示的4个现有变压器I组合所能提供的功率，换言之，亦即相较于于现有单一变压器1，本发明的谐振变压器4所能提供的功率较高，例如提升四倍以上，此外，由于本发明的谐振变压器4仅包含两个绕线基座及一磁芯组，而无须如现有变压器I需通过4组的绕线基座及4组的磁芯组，是以本发明的谐振变压器4的生产成本可降低。于一些实施例中，第一初级绕线42与多个第一次级绕线43之间的电气沿面(爬电)距离以及第二初级绕线45与多个第二次级绕线46之间的电气沿面距离皆至少为6mm以上。综上所述，本发明的谐振变压器结构通过于绕线基座上设置多个单槽第二绕线区，使每一单槽第二绕线区中各自缠绕一次级绕线，可提升电流转换功率，同时减省绕线基座及磁芯组的使用个数，且本发明绕线基座的第一绕线区具有多个导接脚，用以与初级绕线的出线端连接，使第一绕线区的绕线空间增加并可降低变压器运作时所产生的热能，以及通过将多个单槽第二绕线区设置于第一绕线区的两侧边，可使谐振变压器组装完成后，磁芯组所形成的气隙位于初级绕线上，可达到稳定控制漏电感值的优点，同时亦使谐振变压器的体积薄型化，除此之外，本发明的绕线基座为模块化的结构，因而可通过组合多个模块化的绕线基座增加谐振变压器的输出电压，更具有结构多样性高、可降低制造成本等优点。本发明得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利权利要求范围所欲保护者。
权利要求
1.一种谐振式转换器,用以将一输入电压转换成一输出电压，以驱动一直流负载，包含: 一开关电路，接收该输入电压； 一谐振电路，与该开关电路连接； 一谐振变压器，具有与该谐振电路连接的一输入绕组及多个输出绕组，该谐振变压器通过该开关电路的切换以及该谐振电路的谐振而使该输入电压的电能由该输入绕组传送至该多个输出绕组； 一整流电路，与该多个输出绕组连接；以及 一滤波电路:与该整流电路连接，用以滤波，以输出该输出电压； 其中该谐振变压器包含: 一第一绕线基座，包括: 一第一本体，具有一第一绕线区及多个单槽第二绕线区，该第一绕线区具有多个导接脚，且该多个单槽第二绕线区设置于该第一绕线区的两侧；以及一第一通道，其贯穿该第一本体； 一第一初级绕线，其缠绕于该第一绕线基座的该第一绕线区上，且与该第一绕线区的该多个导接脚连接； 多个第一次级绕线，其分别缠绕于该第一绕线基座的该多个单槽第二绕线区上； 一第二绕线基座,包括 : 一第二本体，具有一第三绕线区及多个单槽第四绕线区，该多个单槽第四绕线区设置于该第三绕线区的两侧；以及 一第二通道，其贯穿该第二本体； 一第二初级绕线，其缠绕于该第二绕线基座的该第三绕线区上，且与该第一绕线基座的该第一绕线区的该多个导接脚连接，以与该第一初级绕线构成该输入绕组； 多个第二次级绕线，其分别缠绕于该第二绕线基座的该多个单槽第四绕线区上，且与该多个第一次级绕线连接而构成该多个输出绕组；以及 一磁芯组，其部分设置于该第一绕线基座的该第一通道中及该第二绕线基座的该第二通道中。
2.如权利要求1所述的谐振式转换器，其中该开关电路包含多个开关组件，以构成半桥式开关电路或全桥式开关电路。
3.如权利要求1所述的谐振式转换器，其中该谐振电路包含彼此串联连接的一谐振电容、一谐振电感以及一激磁电感。
4.如权利要求3所述的谐振式转换器，其中该谐振电容的一端连接于该开关电路，该谐振电容的另一端连接于该激磁电感的一端以及该谐振变压器的该输入绕组的一端，该激磁电感的另一端连接于该谐振电感的一端以及该谐振变压器的该输入绕组的另一端，该谐振电感的另一端连接于一接地端。
5.如权利要求1所述的谐振式转换器，其中该第一绕线基座的该第一绕线区为单槽式结构及多槽式结构其中之一，且该第二绕线基座的该第三绕线区为单槽式结构及多槽式结构其中之一。
6.如权利要求1所述的谐振式转换器，其中该第一绕线基座还包括多个隔板，该第一本体的两相对侧分别具有一第一侧壁及一第二侧壁，该第一绕线基座的该多个隔板设置于该第一本体上而位于该第一侧壁及该第二侧壁之间，并与该第一侧壁及该第二侧壁共同定义出该第一绕线区及该多个单槽第二绕线区。
7.如权利要求6所述的谐振式转换器，其中该第二绕线基座还包括多个隔板，该第二本体的两相对侧分别具有一第三侧壁及一第四侧壁，该第二绕线基座的该多个隔板设置于该第二本体上而位于该第三侧壁及该第四侧壁之间，并与该第三侧壁及该第四侧壁共同定义出该第三绕线区及该多个单槽第四绕线区。
8.如权利要求7所述的谐振式转换器，其中该第一绕线基座的该第一侧壁及该第二侧壁分别延伸而出一第一底座及一第二底座，且该第一底座及该第二底座更分别包含多个导接脚，以与该多个第一次级绕线的出线端连结，该第二绕线基座的该第三侧壁及该第四侧壁分别延伸而出一第三底座及一第四底座，且该第三底座及该第四底座更分别包含多个导接脚，以与该多个第二次级绕线的出线端连结。
9.如权利要求8所述的谐振式转换器，其中该第一底座、该第二底座、该第三底座以及该第四底座的该多个导接脚部分相互导接，以使该多个第一次级绕线及该多个第二次级绕线连接而构成多个输出绕组。
10.如权利要求9所述的谐振式转换器，其中该多个输出绕组以中央抽头的方式彼此连接。
全文摘要
本本发明公开了一种具谐振变压器的谐振式转换器，其中谐振变压器结构包括第一绕线基座、包括第一绕线区及多个单槽第二绕线区的第一初级绕线、多个第一次级绕线、包括第三绕线区及多个单槽第四绕线区的第二绕线基座、第二初级绕线、多个第二次级绕线及磁芯组，其中第一绕线区具有多个导接脚，第一初级绕线缠绕于第一绕线区上且与多个导接脚连接，多个第一次级绕线分别缠绕于多个单槽第二绕线区上，第二初级绕线缠绕于第三绕线区上且与第一绕线区的多个导接脚连接，多个第二次级绕线分别缠绕于多个单槽第四绕线区上。
文档编号H02M3/335GK103208922SQ201210158790
公开日2013年7月17日 申请日期2012年5月21日 优先权日2012年1月11日
发明者蔡辛卫, 张世贤, 田庆相 申请人:台达电子工业股份有限公司