專利名稱：用于換流器的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器，特別是涉及一種適用于換流器電路，且可減小厚度的薄型高功率變壓器。
背景技術(shù)：
隨著顯示器技術(shù)的日新月異，液晶顯示屏幕(LCD Monitor)由于其厚度較小，所占空間較少，且畫質(zhì)比傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)屏幕穩(wěn)定而不閃爍，因此已經(jīng)成為目前市面常見的一種顯示器。液晶顯示屏幕中具有一背光模塊，內(nèi)含有高壓驅(qū)動的燈管，作為背光系統(tǒng)的光源以進行顯示。此種燈管一般是由換流器(inverter)來驅(qū)動，其內(nèi)除具有驅(qū)動電路外，主要含有一高壓變壓器。為了盡可能縮小液晶顯示屏幕的體積，換流器的變壓器必須朝向薄型化的方向來設(shè)計。
現(xiàn)有用于換流器的變壓器一般是將一次側(cè)繞組線圈及二次側(cè)繞組線圈纏繞在一中空的繞線架(bobbin)上，并在繞線架的中空部位插入鐵芯而構(gòu)成。圖1a是顯示現(xiàn)有的用于換流器的變壓器的一實例；圖1b則顯示其纏繞有繞組的繞線架的斷面示意圖。
如圖1a所示，現(xiàn)有用于換流器的變壓器10具有一第一E字形鐵芯30a、及一第二E字形鐵芯30b。第一鐵芯30a及第二鐵芯30b可相互并合而形成一封閉磁路。現(xiàn)有的變壓器又具有一繞線架50，其具有一次側(cè)繞線窗510、二次側(cè)繞線窗520，其兩端并設(shè)有多個端子530用于連接繞組的導(dǎo)線及焊接至電路板。一次側(cè)繞線窗510與二次側(cè)繞線窗520之間突設(shè)有間隔515，且二次側(cè)繞線窗520又分割成多個繞線區(qū)，彼此之間也突設(shè)有間隔525。
上述的繞線架結(jié)構(gòu)中，如圖1b所示，一次側(cè)繞線窗510用以纏繞一次側(cè)繞組線圈610，而二次側(cè)繞線窗520用以纏繞二次側(cè)繞組線圈620。由于二次側(cè)繞組線圈620的線徑較細(xì)且圈數(shù)較多，在纏繞多層的情況下，為避免上、下兩層相鄰導(dǎo)線的電壓差過高而發(fā)生跳火(arcing)，故一般以間隔525分為數(shù)個二次側(cè)繞線窗520。
然而，以上述現(xiàn)有用于換流器的變壓器中，由于一次側(cè)繞組線圈與二次側(cè)繞組線圈均纏繞在同一繞線架上，因此可能產(chǎn)生下列的問題。
首先，由于一次側(cè)繞線窗510的區(qū)域受限，且其線徑較粗，因此若依變壓器的需求而增加一次側(cè)繞組線圈610的纏繞圈數(shù)，或是纏繞多組一次側(cè)繞組線圈610時，會使其纏繞的厚度明顯增大，而無法有效降低高度，因而造成變壓器厚度無法減少的問題。
其次，若變壓器的負(fù)載功率增加時，例如以單一變壓器驅(qū)動兩支以上的燈管時，在一次側(cè)繞組線圈部分會產(chǎn)生明顯的升溫問題，因而可能會造成變壓器過熱的現(xiàn)象。若將一次側(cè)繞組線圈的線徑加粗，可稍解決升溫的問題；然而，隨此而增加的線圈厚度會使變壓器的厚度更為增加，因此線徑加粗并非解決此一問題的理想方式。
此外，在上述現(xiàn)有的變壓器中，如需考慮纏繞于同一繞線架上的一次側(cè)繞組線圈與二次側(cè)繞組線圈的安規(guī)隔離(mains isolation)問題，則在高壓繞組的耐壓處理上難度較高，對于變壓器的零件制造與成本方面均有較為不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種用于換流器的變壓器，可解決上述厚度增加的問題，而達到薄型的需求。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種用于換流器的變壓器，可有效解決一次側(cè)繞組線圈的升溫問題，而在不增加厚度的條件下避免過熱的發(fā)生，而達到高功率的需求。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種用于換流器的變壓器，可在繞線工法不改變的情況下兼顧安規(guī)隔離要求，且高壓繞線組的耐壓處理較為容易，線材的選擇彈性大，且可使零件制造簡單化，降低變壓器的成本。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，即提供一種用于換流器的變壓器，包括一鐵芯組，具有一第一鐵芯部以及一第二鐵芯部；一第一繞線架，具有一第一繞線部以及一第一中空部，該第一中空部用以容納該第一鐵芯部；一第二繞線架，實質(zhì)上與該第一繞線架成平行配置，具有一第二繞線部以及一第二中空部，該第二中空部用以容納該第二鐵芯部；一次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第一繞線部；以及二次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第二繞線部。
上述的變壓器中，鐵芯組可以二U字形鐵芯組合成UU結(jié)構(gòu)，以一U字形鐵芯與一I字形鐵芯組合成UI結(jié)構(gòu)，以二L字形鐵芯組合成LL結(jié)構(gòu)，以二E字形鐵芯組合成EE結(jié)構(gòu)，以一E字形鐵芯與一I字形鐵芯組合成EI結(jié)構(gòu)，或以一U字形鐵芯與一T字形鐵芯組合成UT結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還提供一種薄型高功率變壓器，其用于一換流器中以驅(qū)動一放電燈管，包括一第一U字形鐵芯；一第二U字形鐵芯；一第一繞線架，具有一第一中空部，用以插入該第一U字形鐵芯的一部及該第二U字形鐵芯的一部；一第二繞線架，實質(zhì)上與該第一繞線架成平行配置，具有一第二中空部，用以插入該第一U字形鐵芯的一部及該第二U字形鐵芯的一部；一次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第一繞線架外側(cè)；以及二次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第二繞線架外側(cè)。
根據(jù)以上揭示的本發(fā)明的變壓器，與現(xiàn)有變壓器相比，本發(fā)明的一次側(cè)繞組線圈纏繞在單一的第一繞線架上，其纏繞區(qū)域不受限于一次側(cè)繞線窗，因此可減少一次側(cè)繞組的卷繞層數(shù)，從而減小變壓器的厚度，達到薄型化的目的。
又，根據(jù)本發(fā)明的變壓器，即使加大一次側(cè)繞組線圈的線徑，也不會造成厚度明顯增加的問題，可增加一次側(cè)繞組線圈的線材選擇彈性。
又，根據(jù)本發(fā)明的變壓器，由于一次側(cè)繞組線圈纏繞堆疊的情況減少，因此升溫問題易于解決，可用以承載較高的功率。
又，根據(jù)本發(fā)明的變壓器，由于一次側(cè)繞組線圈與二次側(cè)繞組線圈平行配置，彼此之間并無接觸，因此可容易地兼顧安規(guī)隔離的要求。
又，根據(jù)本發(fā)明的變壓器，由于一次側(cè)繞組線圈與二次側(cè)繞組線圈分別纏繞于第一繞線架與第二繞線架上，因此繞線空間變大，且使變壓器的長度相對減小。
又，根據(jù)本發(fā)明的變壓器，可使零件制造簡單化，有效降低制造成本。


圖1a為一現(xiàn)有用于換流器的變壓器的立體分解圖；圖1b為上述現(xiàn)有變壓器的繞線架纏繞一次與二次側(cè)繞組線圈的側(cè)視剖視圖；圖2a為本發(fā)明用于換流器的變壓器的立體分解圖；圖2b為本發(fā)明變壓器中一次側(cè)繞組線圈部分的側(cè)視剖視圖；
圖2c為本發(fā)明的變壓器中二次側(cè)繞組線圈部分的側(cè)視剖視圖；圖3a、圖3b及圖3c分別為三種鐵芯組的組合結(jié)構(gòu)的正視圖；圖4a、圖4b及圖4c分別為其它鐵芯組的組合結(jié)構(gòu)的正視圖。
具體實施內(nèi)容本發(fā)明的用于換流器的變壓器的一較佳實施例，請參見圖2a至圖2c。如圖2a所示，本發(fā)明的用于換流器的變壓器100具有一第一繞線架110用于卷繞一次側(cè)繞組線圈、一第二繞線架120用于卷繞二次側(cè)繞組線圈、以及鐵芯組130。第一繞線架110與第二繞線架120實質(zhì)上成平行配置，其中分別設(shè)有一第一中空部112與一第二中空部122，同時其外側(cè)分別設(shè)有繞線窗供繞纏一次側(cè)繞組線圈與二次側(cè)繞組線圈。為避免二次側(cè)繞組產(chǎn)生跳火，第二繞線架120的繞線窗如圖所示由多個間隔區(qū)分為多個繞線區(qū)。鐵芯組130又包含一第一U字形鐵芯130a及一第二U字形鐵芯130b，其可自第一繞線架110與第二繞線架120的兩端插入第一中空部112與第二中空部122，而組合形成一口字形封閉磁路。此處限定第一U字形鐵芯130a及第二U字形鐵芯130b容納于第一中空部112內(nèi)的部分合稱為第一鐵芯部C1，而第一U字形鐵芯130a及第二U字形鐵芯130b容納于第二中空部122內(nèi)的部分合稱為第二鐵芯部C2。
以下分別以圖2b與圖2c說明一次側(cè)繞組線圈與二次側(cè)繞組線圈。
如圖2b所示，本發(fā)明的一次側(cè)繞組線圈150纏繞于第一繞線架110上，其側(cè)邊具有第一繞線架110的第一端子115，且第一繞線架110中插入有鐵芯組130的第一鐵芯部C1。與現(xiàn)有的變壓器相比，本發(fā)明的一次側(cè)繞組線圈150纏繞而分布在單一的第一繞線架110上，其纏繞區(qū)域不受限于如現(xiàn)有結(jié)構(gòu)一次側(cè)繞線窗的小區(qū)域，因此厚度可以減少，且即使加大線徑，也不會造成厚度明顯增加的問題，可增加一次側(cè)繞組線圈的線材選擇彈性。在使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)的變壓器中，一次側(cè)繞組線圈較佳為僅卷繞二層，更佳的為僅卷繞單一層。由于一次側(cè)繞組線圈纏繞堆疊的情況減少，因此升溫問題易于解決，可用以承載較高的功率。
另外，如圖2c所示，本發(fā)明的二次側(cè)繞組線圈160纏繞于第二繞線架120上，其側(cè)邊具有第二繞線架120的第二端子125，且第二繞線架120中插入有鐵芯組130的第二鐵芯部C2。由于第一繞線架110與第二繞線架120需實質(zhì)上成平行配置，因此第一鐵芯部C1與第二鐵芯部C2實質(zhì)上也成平行配置，且使纏繞于繞線架上的一次側(cè)繞組線圈150與二次側(cè)繞組線圈160成平行。由于一次側(cè)繞組線圈150與二次側(cè)繞組線圈160成平行配置，彼此之間并無直接的接觸，因此可容易地兼顧安規(guī)隔離的要求，易于進行耐壓處理。
上述的配置中，由于一次側(cè)繞組線圈150與二次側(cè)繞組線圈160分別纏繞于第一繞線架110與第二繞線架120上，因此兩者的繞線空間均變大，限制減少，且使變壓器的整體長度可相對減小。同時，如圖2a所示，由于第一繞線架110不需任何間隔，而第二繞線架120可做成固定間隔，不需如現(xiàn)有繞線架般分為第一側(cè)繞線窗與第二側(cè)繞線窗等兩個區(qū)域，因此零件制造較為簡單，可有效降低制造成本。
在此必須說明，圖2a～圖2c中所示本發(fā)明的鐵芯組130，利用二個U字形鐵芯組合成一如圖3a的UU結(jié)構(gòu)210的鐵芯，其中接合處(圖2b與圖2c中鐵芯組130中間的虛線)可以例如點膠的方式來進行接合。然而本發(fā)明的鐵芯組130也可應(yīng)用其他種類的形狀及配置，只要具有二實質(zhì)上互相平行的第一鐵芯部與第二鐵芯部即可。例如圖3b及圖3c所示的以二L字形鐵芯組合成的LL結(jié)構(gòu)220、以一U字形鐵芯與一I字形鐵芯組合成的UI結(jié)構(gòu)230，以及圖4a、圖4b及圖4c所示的以二E字形鐵芯組合成的EE結(jié)構(gòu)310、以一E字形鐵芯與一I字形鐵芯組合成的EI結(jié)構(gòu)320、或以一U字形鐵芯與一T字形鐵芯組合成UT結(jié)構(gòu)330，或是任何其他具有兩平行部的鐵芯組結(jié)構(gòu)均可。
結(jié)合以上數(shù)個較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，仍可作少許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于換流器的變壓器，包括一鐵芯組，具有一第一鐵芯部以及一第二鐵芯部；一第一繞線架，具有一第一繞線部以及一第一中空部，該第一中空部用以容納該第一鐵芯部；一第二繞線架，實質(zhì)上與該第一繞線架成平行配置，具有一第二繞線部以及一第二中空部，該第二中空部用以容納該第二鐵芯部；一次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第一繞線部；以及二次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第二繞線部。
2.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該鐵芯組包括二U字形鐵芯。
3.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該鐵芯組包括一U字形鐵芯與一I字形鐵芯。
4.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該鐵芯組包括二L字形鐵芯。
5.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該鐵芯組包括二E字形鐵芯。
6.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該鐵芯組包括一E字形鐵芯與一I字形鐵芯。
7.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該鐵芯組包括一U字形鐵芯與一T字形鐵芯。
8.如權(quán)利要求1所述的用于換流器的變壓器，其中該一次側(cè)繞組線圈僅纏繞至多二層。
9.一種薄型高功率變壓器，其用于一換流器中以驅(qū)動一放電燈管，包括一第一U字形鐵芯；一第二U字形鐵芯；一第一繞線架，具有一第一中空部，用以插入該第一U字形鐵芯的一部及該第二U字形鐵芯的一部；一第二繞線架，實質(zhì)上與該第一繞線架成平行配置，具有一第二中空部，用以插入該第一U字形鐵芯的一部及該第二U字形鐵芯的一部；一次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第一繞線架外側(cè)；以及二次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第二繞線架外側(cè)。
10.如權(quán)利要求9所述的薄型高功率變壓器，其中該一次側(cè)繞組線圈僅纏繞至多二層。
全文摘要
一種用于換流器的變壓器，包括一鐵芯組，具有一第一鐵芯部以及一第二鐵芯部；一第一繞線架，具有一第一繞線部以及一第一中空部，該第一中空部用以容納該第一鐵芯部；一第二繞線架，實質(zhì)上與該第一繞線架成平行配置，具有一第二繞線部以及一第二中空部，該第二中空部用以容納該第二鐵芯部；一次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第一繞線部；以及二次側(cè)繞組線圈，纏繞于該第二繞線部。
文檔編號H01F27/24GK1402270SQ0112415
公開日2003年3月12日 申請日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月17日
發(fā)明者屈子鐸, 許正家, 周永錦 申請人:國碁電子股份有限公司