專利名稱：多功能變壓器的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種變壓器，且特別是涉及一種同時具有電感及變壓功能的多功能變壓器。
背景技術(shù)：
圖1為已知一種變壓器的原理示意圖。請參考圖1，線圈型的變壓器100在1885年首度生產(chǎn)后，至今已超過一世紀，且長時間以來已經(jīng)廣為運用且有諸多的改良，設計出很多不同的型態(tài)，但是其作用原理仍然是一致的。變壓器100主要是利用電能與磁能轉(zhuǎn)換感應的原理，將兩組線圈110、120繞制在共同的磁芯(core) 130上，并且與電源(AC)140連接。 通常，連接電源140端的線圈110稱為一次側(cè)線圈或主線圈(primary coil)，而連接負載端 R的線圈120稱為二次側(cè)線圈或副線圈(secondary coil)。當線圈110接上交流電源，通過線圈的電流會影響磁芯130的磁通量變化，而另一端的線圈120會因為感應的電動勢而產(chǎn)生另一個相同頻率的交流電。法拉第定律(Faraday's Law)可說明感應電動勢與磁通量以及線圈匝數(shù)的關系。在理想情況下，線圈每一匝的磁通量皆相同，故感應電壓與線圈匝數(shù)成正比，若線圈120的圈數(shù)(N2)大于線圈110的圈數(shù)(Ni)，則該變壓器為升壓變壓器(stet-up transformer)，反之貝Ij為降壓變壓器(step-downtransformer)。當將變壓器100應用于電路板上時，通常還會在電路板上設置輸出電感以及輸出電容，輸出電感及輸出電容共同組成一個輸出濾波器，且變壓器100經(jīng)由電路板上的線路分布與輸出濾波器電性相連，以使輸出濾波器可對變壓器100轉(zhuǎn)換的電壓進行濾波，以產(chǎn)生輸出電壓。然而，隨著使用此類電路板的電子裝置(如手機、液晶顯示器等)的發(fā)展趨向于輕薄短小的設計，電感組件的設置會占用電路板上較多的空間，因此在設計上積極找尋替代方案。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種多功能變壓器，其將電感及變壓的功能整合于一體，以達到節(jié)省成本的目的。本實用新型提出一種多功能變壓器，包括一繞線架、一 I形磁芯、一鋸齒形磁芯、 多個第一線圈以及至少一第二線圈。繞線架包括一長柱形本體以及多個分隔板，其中長柱形本體具有相對的一第一表面、一第二表面、連接于第一表面及第二表面之間的一第三表面、貫穿第一表面及第二表面的一貫孔以及設置于第三表面的多個側(cè)孔。分隔板沿著長柱形本體的長度方向套設于長柱形本體，并對應側(cè)孔設置，以隔出多個分隔區(qū)。I形磁芯設置于長柱形本體的貫孔內(nèi)，其中側(cè)孔暴露出I形磁芯的局部。鋸齒形磁芯設置于繞線架，并具有多個鋸齒，其中部分鋸齒對應穿過側(cè)孔以與I形磁芯被側(cè)孔暴露出來的局部接觸。第一線圈設置于部分分隔區(qū)，而第二線圈設置于至少其中一個分隔區(qū)，且第二線圈與其中一個第一線圈相鄰設置于不同的分隔區(qū)內(nèi)。在本實用新型多功能變壓器的一實施例中，上述I形磁芯由多段條狀或塊狀的磁芯組合而成。在本實用新型多功能變壓器的一實施例中，上述鋸齒形磁芯為一 E形磁芯、多塊U 形磁芯的組合或E形磁芯與U形磁芯的組合。此外，長柱形本體可還具有相對第三表面的一第四表面，且側(cè)孔可還設置于第四表面，而設置于第四表面的側(cè)孔與設置于第三表面的幾個側(cè)孔位置相對應。在本實用新型多功能變壓器的一實施例中，上述分隔板的形狀呈U形。在本實用新型多功能變壓器的一實施例中，上述繞線架還包括兩個L形隔板，每個L形隔板具有互相垂直的一第一部分及一第二部分以及設置于第一部分的一開口，第一部分分別與第一表面及第二表面連接，且開口與貫孔連通。長柱形本體、分隔板及L形隔板為一體成型。多功能變壓器可還包括設置于L形隔板的第二部分的多個針腳，且每一針腳與第一線圈及第二線圈的其中之一對應相連。在本實用新型多功能變壓器的一實施例中，上述長柱形本體的側(cè)孔的數(shù)量為N 個，且N為正整數(shù)，而鋸齒形磁芯的鋸齒的數(shù)量為N+2個。基于上述，本實用新型多功能變壓器將電感結(jié)構(gòu)整合于變壓器，所以可同時提供變壓及電感的功能。相對于已知在電路板上除了設置變壓器之外，還需要另外有空間以設置電感，將本實用新型多功能變壓器應用于電路板上，可以節(jié)省組裝的人力、零件的使用成本以及電路板上的組件設置空間。為讓本實用新型的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

圖1為現(xiàn)有一種變壓器的原理示意圖。圖2為本實用新型一實施例的多功能變壓器的分解示意圖。圖3A為圖2的多功能變壓器的局部組裝示意圖。圖;3B為圖3A的多功能變壓器的示意圖。圖4為圖;3B的多功能變壓器的原理示意圖。圖5為鋸齒形磁芯的另一種實施狀態(tài)示意圖。圖6為鋸齒形磁芯的再一種實施狀態(tài)示意圖。圖7A為鋸齒形磁芯的又一種實施狀態(tài)示意圖。圖7B為長柱形本體對應鋸齒形磁芯的改進的示意圖。主要組件符號說明100 變壓器110、120:線圈130 磁芯140 電源N1、N2:線圈的圈數(shù)200 多功能變壓器[0031]210:繞線架210a、210b、210c、210d 分隔區(qū)212 長柱形本體212a 第一表面212b 第二表面212c 第三表面212h:第四表面212d 貫孔212e、212f、212g、212i 側(cè)孔214 分隔板214a、214b:隔板214c 連接部216 :L 形隔板216a 第一部分216b 第二部分216c:開口220:1 形磁芯230 鋸齒形磁芯230a、230b :U 形磁芯232、232a、232b、232c、232d、232e 鋸齒MO:第一線圈250 第二線圈260 針腳L 長度方向T1、T2:變壓器I 電感
具體實施方式
圖2為實用新型一實施例的多功能變壓器的分解示意圖、圖3Α為圖2的多功能變壓器的局部組裝示意圖，而圖:3Β為圖3Α的多功能變壓器的示意圖。請同時參考圖2、圖3Α 及圖3Β，多功能變壓器200包括一繞線架210、一 I形磁芯220、一鋸齒形磁芯230、多個第一線圈MO以及至少一第二線圈250。繞線架210包括一長柱形本體212以及多個分隔板 214，其中長柱形本體212具有相對的一第一表面212a、一第二表面212b、連接于第一表面 212a及第二表面212b之間的一第三表面212c、貫穿第一表面21 及第二表面212b的一貫孔212d以及設置于第三表面212c的多個側(cè)孔(在圖2及圖3中側(cè)孔有3個，并且分別標示為212e、212f及212g，以方便后續(xù)說明)。分隔板214沿著長柱形本體212的長度方向L套設于長柱形本體212，并對應側(cè)孔212e、212f及212g設置，以隔出多個分隔區(qū)(在圖2中分隔區(qū)為4個，并且分別標示為210a、210b、210c及210d，以方便后續(xù)說明)。I形磁芯220設置于長柱形本體212的貫孔212d內(nèi)，其中側(cè)孔212e、212f及212g暴露出I形磁芯220的局部。鋸齒形磁芯230設置于繞線架210，并具有多個鋸齒232，而本實施例中以5個鋸齒232a、23^、232c、232d及232e為例說明，其中相對位于內(nèi)側(cè)的鋸齒232b,232c 及232d對應穿過側(cè)孔212e、212f及212g以與I形磁芯220被側(cè)孔212e、212f及212g暴露出來的局部接觸。本實施例的第一線圈240有三個，其為一次側(cè)線圈，且第一線圈240分別設置于分隔區(qū)210a、210c及210d，而第二線圈250為二次側(cè)線圈，且第二線圈250設置于分隔區(qū)210b，其中第二線圈250與設置在分隔區(qū)210a及分隔區(qū)210c的第一線圈240為相鄰設置。綜上所述，本實施例的I形磁芯為一長條狀，而在其它未繪出的實施例中，也可以是由多段條狀或塊狀的磁芯組合而成。另外，分隔板214的形狀可呈U形，其具有互相平行的兩個隔板214a、214b以及垂直連接于兩個隔板214a、214b之間的連接部214c，而排列在長柱形本體212的三個分隔板214的隔板214b與另一個相鄰的分隔板214的隔板21 之間定義出分隔區(qū)210b及210c。為了可以讓分隔板214套設在長柱形本體212，所以分隔板 214的兩個隔板2Ha、214b分別具有可以讓長柱形本體212貫穿的開口，而在分隔板214套設在長柱形本體212時，連接部2Hc位于長柱形本體212的下方。附帶一提，雖然上述是將分隔板214的兩個隔板以不同的標號214a、214b標示，但是這兩個隔板214a、214b實際上是相同的結(jié)構(gòu)，換言之兩個隔板214a、214b具有相同的形狀及尺寸，所以上述說明的隔板214b與另一個相鄰的分隔板214的隔板21 之間定義出分隔區(qū)210b及210c，實際上也可以是隔板214b與另一個相鄰的分隔板214的隔板214b之間定義出分隔區(qū)210b及210c， 或是隔板214a與另一個相鄰的分隔板214的隔板214a之間定義出分隔區(qū)210b及210c。另外，繞線架212還包括兩個L形隔板216，每個L形隔板216具有互相垂直的一第一部分216a及一第二部分216b以及設置于第一部分216a的一開口 216c，第一部分216a 分別與第一表面21 及第二表面212b連接，且開口 216c與貫孔212d連通。須特別說明的是，雖然本實施例是將長柱形本體212、分隔板214以及L形隔板216以單獨的零件為例說明，但是本技術(shù)領域人員還可以將長柱形本體212、分隔板214及L形隔板216以射出成型等一體成型的方式形成繞線架210，如此可以是在長柱形本體212上直接長出分隔板214的隔板2Ha、214b以及L形隔板216，可進而省略連接部2Hc的材料成本及人工組裝成本。另外，L形隔板216與相鄰的分隔板214的隔板214a(或214b)定義出分隔區(qū)210a、210d。附帶一提，鋸齒型磁芯230的鋸齒數(shù)量會多于側(cè)孔的數(shù)量，以本實施例而言，長柱形本體212 的側(cè)孔的數(shù)量為3個(側(cè)孔212e、212f及212g)，而鋸齒的數(shù)量為5個(鋸齒232a,232b, 232c、232d及232e)。簡言之，側(cè)孔的數(shù)量為N個，其中N為正整數(shù)，而鋸齒型磁芯230的鋸齒數(shù)量則為N+2個。比側(cè)孔的數(shù)量多的鋸齒，可以增加鋸齒型磁芯230與I形磁芯220的接觸面積，且還可用最外側(cè)的兩個鋸齒23加、23加共同挾持L形隔板216，使鋸齒型磁芯230 穩(wěn)固地裝設于繞線架212上。另外，由于多功能變壓器200是電路板(未示出)上的一個部件之一，為了達到有效作用的目的，多功能變壓器200可還包括設置于L形隔板216的第二部分216b的多個針腳沈0，且每一針腳260與第一線圈240或第二線圈250對應相連，而在多功能變壓器200 組裝在電路板上時，多功能變壓器200藉由其針腳沈0以與電路板電性相連。針腳沈0的形狀及接合在電路板的方式為本領域人員能夠依照實際需求而變通，因此不再贅述。另外， 針腳260可以是設置在兩個L形隔板216的同一側(cè)，或者每一個L形隔板216的兩側(cè)都可以設置有針腳260。當然，針腳260也可以設置在分隔板214的連接部214c，依照實際需求決定。針腳260的數(shù)量越多，不但可以增加多功能變壓器200設置于電路板上的組裝穩(wěn)固性，還可以提升多功能變壓器200與電路板的電性穩(wěn)定度。圖4為圖;3B的多功能變壓器的原理示意圖。請同時參考圖3A、圖;3B及圖4，由于 I形磁芯220與鋸齒形磁芯230的鋸齒23h、232b、232c、232d及23 相接觸，所以I形磁芯220與鋸齒23h、232b、232c相接觸而形成一個磁通路，并且在通電時，會與繞置于其上的兩個相鄰的第一線圈240及第二線圈250共同形成一個變壓器Tl。同樣的，I形磁芯220 與鋸齒23^、232c、232d以及兩個相鄰的第一線圈240及第二線圈250可在通電時共同形成一個變壓器T2。而I形磁芯220與鋸齒23&、232d以及第一線圈240在通電時共同形成一個電感I。需說明的是，本實施例中第一線圈240及第二線圈250的設置位置及數(shù)量僅為說明之用，實際上第一線圈240及第二線圈250的設置位置及數(shù)量可依照需求而改變，并不受限于實施例的內(nèi)容，只需要將其中一個第一線圈240與第二線圈250相鄰地設置以提供變壓器的功能，而另一第一線圈240單獨設置以提供電感功能。圖5為鋸齒形磁芯的另一種實施狀態(tài)示意圖。請參考圖5，鋸齒型磁芯230為一 E 形磁芯，且其鋸齒的間隔距離可依照實際需求來設置。需注意的是，側(cè)孔的位置及數(shù)量對應鋸齒的間隔距離及數(shù)量。圖6為鋸齒形磁芯的再一種實施狀態(tài)示意圖。請參考圖6，鋸齒形磁芯230可以是由多塊U形磁芯的組合而成，且這些U形磁芯位于I形磁芯220的同一側(cè)。圖7A為鋸齒形磁芯的又一種實施狀態(tài)示意圖，而圖7B為長柱形本體對應鋸齒形磁芯的改進示意圖。請同時參考圖7A及圖7B，鋸齒形磁芯230可以是由兩塊U形磁芯230a、 230b的組合而成，且這兩塊U形磁芯230a、230b位于I形磁芯220的不同側(cè)。此外，長柱形本體212可還具有相對第三表面212c的一第四表面212h，且側(cè)孔212i設置于第四表面 21濁，而設置于第四表面21 的側(cè)孔212i的位置與設置于第三表面212c的側(cè)孔(未標示)的位置相對應。在另一個未繪出的實施例中，鋸齒形磁芯230也可以是E形磁芯與U形磁芯的組合，而長柱形本體212的表面上的側(cè)孔需對應鋸齒形磁芯230的鋸齒數(shù)量及間隔距離設置。雖然上述以圖示出多種鋸齒形磁芯的實施狀態(tài)，本領域技術(shù)人員可以依照實際需求而改變鋸齒形磁芯及I形磁芯的組成方式及擺置方式，仍可在相同的結(jié)構(gòu)概念下，達到多功能變壓器可同時提供變壓器及電感的功能。另外，本領域技術(shù)人員也應知，鋸齒形磁芯與I形磁芯的相對位置的改變，仍屬本實用新型的范疇中，例如鋸齒形磁芯可從在I形磁芯的上側(cè)、下側(cè)、左側(cè)或右側(cè)而嵌置于繞線架。再者，雖然上述是以多功能變壓器同時具有變壓器及電感的功能為例說明，但是可依照實際需求而在繞線架上設置成對的第一線圈及第二線圈以提供變壓器的作用，而不需要提供電感的功能。換言之，本實用新型的多功能變壓器可以僅提供變壓器的功能，也可以同時提供變壓器及電感的功能。綜上所述，本實用新型的多功能變壓器藉由結(jié)構(gòu)的設計將電感與變壓器整合于一體，所以可同時提供變壓及電感的功能。相對于已知在電路板上除了設置變壓器之外，還需要另外設置電感，將本實用新型的多功能變壓器應用于電路板上，可以節(jié)省組裝的人力、零
7件的使用成本。此外，也因為一個多功能變壓器可以同時提供變壓器及電感的功能，所以僅需要在電路板上規(guī)劃安裝一個多功能變壓器的空間即可，可進而節(jié)省電感的設置空間。 雖然本實用新型已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本實用新型，任何所屬技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員，當可作些許的更動與潤飾，但不脫離本實用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種多功能變壓器，其特征在于包括一繞線架，包括一長柱形本體，具有相對的一第一表面、一第二表面、連接于該第一表面及該第二表面之間的一第三表面、貫穿該第一表面及該第二表面的一貫孔以及設置于該第三表面的多個側(cè)孔；多個分隔板，沿著該長柱形本體的該長度方向套設于該長柱形本體，并對應該些側(cè)孔設置，以隔出多個分隔區(qū)；一 I形磁芯，設置于該長柱形本體的該貫孔內(nèi)，其中該些側(cè)孔暴露出該I形磁芯的局部；一鋸齒形磁芯，設置于該繞線架，具有多個鋸齒，其中部分該些鋸齒對應穿過該些側(cè)孔以與該I形磁芯被該些側(cè)孔暴露出來的局部接觸；多個第一線圈，設置于部分該些分隔區(qū)；以及至少一第二線圈，設置于該些分隔區(qū)的至少其中一個，且該至少一第二線圈與該些第一線圈的其中之一相鄰設置于不同的分隔區(qū)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能變壓器，其特征在于該I形磁芯由多段條狀或塊狀的磁芯組合而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能變壓器，其特征在于該鋸齒形磁芯為一E形磁芯、多塊 U形磁芯的組合或E形磁芯與U形磁芯的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能變壓器，其特征在于該長柱形本體還具有相對該第三表面的一第四表面，且該些側(cè)孔還設置于該第四表面，而設置于該第四表面的該些側(cè)孔與設置于該第三表面的部分該些側(cè)孔位置相對應。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能變壓器，其特征在于該些分隔板的形狀呈U形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能變壓器，其特征在于該繞線架還包括兩個L形隔板，每個L形隔板具有互相垂直的一第一部分及一第二部分以及設置于該第一部分的一開口，該些第一部分分別與該第一表面及該第二表面連接，且該些開口與該貫孔連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能變壓器，其特征在于該長柱形本體、該些分隔板及該些L形隔板為一體成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多功能變壓器，其特征在于還包括多個針腳，設置于該些L形隔板的該些第二部分，且每一針腳與該第一線圈及該第二線圈的其中之一對應相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能變壓器，其特征在于該長柱形本體的該些側(cè)孔的數(shù)量為N個，且N為正整數(shù)，而鋸齒形磁芯的該些鋸齒的數(shù)量為N+2個。
專利摘要本實用新型涉及一種多功能變壓器，包括繞線架、I形磁芯、鋸齒形磁芯、第一線圈以及第二線圈。繞線架包括長柱形本體以及分隔板，其中長柱形本體具有相對的第一、第二表面、連接于第一及第二表面之間的第三表面、貫穿第一及第二表面的貫孔以及設置于第三表面的側(cè)孔。分隔板套設于長柱形本體，并對應側(cè)孔設置，以隔出分隔區(qū)。I形磁芯設置于長柱形本體的貫孔內(nèi)，且側(cè)孔暴露出I形磁芯的局部。鋸齒形磁芯設置于繞線架，并具有鋸齒，其中幾個鋸齒對應穿過側(cè)孔與I形磁芯接觸。第一線圈及第二線圈皆設置于分隔區(qū)，且第二線圈與其中一個第一線圈相鄰設置。該多功能變壓器可以節(jié)省組裝的人力、零件的使用成本以及電路板上的組件設置空間。
文檔編號H01F27/24GK201966043SQ201120014739
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者廖學陽 申請人:林揚電子股份有限公司