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CN208622565U - 磁性元件模块 - Google Patents

磁性元件模块 Download PDF

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CN208622565U
CN208622565U CN201821135597.0U CN201821135597U CN208622565U CN 208622565 U CN208622565 U CN 208622565U CN 201821135597 U CN201821135597 U CN 201821135597U CN 208622565 U CN208622565 U CN 208622565U
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winding
magnetic
plate
element module
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蔡辛卫
林骅笙
李铭成
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Delta Electronics Inc
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Delta Electronics Inc
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Abstract

本实用新型是关于一种磁性元件模块，包括磁芯组、第一绕组、第二绕组及第三绕组，磁芯组包括第一磁芯、对应第一磁芯设置的第二磁芯及对应第二磁芯设置的第三磁芯，第二磁芯位于第一磁芯和第三磁芯之间；第一绕组和第二绕组设置在第一磁芯和第二磁芯之间；第三绕组设置在第三磁芯；其中第一磁芯、第二磁芯、第一绕组和第二绕组构成变压器，第三磁芯和第三绕组构成电感元件。藉此，不仅能够简化制造过程，且可节省元件的使用进而大幅度地降低成本。

Description

磁性元件模块
技术领域
本实用新型是有关一种变压器技术，尤指一种磁性元件模块。
背景技术
变压器的主要用途是将电力公司所提供的高压且低稳定性的交流输入电源转换成适合各种电子装置所使用的低压且稳定性较佳的直流输出电源。因此，变压器已广泛地被应用在计算机、办公室自动化设备、工业控制设备以及通讯设备等电子装置中。电感元件具可抑制电路中电磁干扰或防止因电磁干扰所产生的杂波讯号，亦常见于电子设备和电器的电源供应、电力电子设备和高频设备中。
现有的变压器和电感元件在制作过程中，大都是由二条不同的生产线各别制作完成，使用时再通过电路板的铜箔电路进行电性连接。
然而，前述变压器和电感元件组合存在着以下的问题，由于是采用不同生产线方式进行制作，不仅存在有二条产线的人力成本负担，制作时还需要各别计算所需要的工艺公差，且占用到电力空间使得电功率密度做不高。通过铜箔电路达成电性连接，由于电路板上的铜箔厚度低、阻抗高，使得整体结构的功率损耗高；而且目前电子设备逐渐朝向高效率和小体积发展，上述安装方式也大量占据了主电路板上的空间，无法有效地提高主电路板的空间利用率。再者，变压器和电感元件所使用的磁芯组无法达成共享的效果，而使材料的使用成本无法获得降低，着实有待加以改善。
实用新型内容
本实用新型的一目的，在于提供一种磁性元件模块，其通过各组成元件的配设，不仅能够简化制造过程，且可节省元件的使用进而大幅度地降低成本。
为了达成上述的目的，本实用新型提供一种磁性元件模块，包括一磁芯组、一第一绕组、一第二绕组及一第三绕组，该磁芯组包括一第一磁芯、对应该第一磁芯设置的一第二磁芯及对应该第二磁芯设置的一第三磁芯，该第二磁芯位于该第一磁芯和该第三磁芯之间；该第一绕组设置在该第一磁芯和该第二磁芯之间；该第二绕组设置在该第一磁芯和该第二磁芯之间；该第三绕组设置在该第三磁芯；其中，该第一磁芯、该第二磁芯、该第一绕组和该第二绕组构成一变压器，该第三磁芯和该第三绕组构成一电感元件；其中，该第二绕组包括多个线圈组，该第三绕组包括一线圈组，该第三绕组的该线圈组自该第二绕组的一出线端直接延伸出而一体成型。
上述的磁性元件模块，其中，该第一绕组包括多个导电单元。
上述的磁性元件模块，其中，该导电单元为多个铜片。
上述的磁性元件模块，其中，每一个该铜片为双层铜片。
上述的磁性元件模块，其中，该第三绕组的该线圈组的线径与该第二绕组的各该线圈组的线径相同。
上述的磁性元件模块，其中，该第三绕组的该线圈组的形状与该第二绕组的各该线圈组的形状不同。
上述的磁性元件模块，其中，该第一磁芯具有一平板、自该平板的中心延伸出的一中柱及该平板的端缘延伸出的二侧柱，该第二磁芯亦具有一平板、一中柱及二侧柱，该第二磁芯的该中柱与该第一磁芯的该中柱共同穿设在该第一绕组和该第二绕组的中心位置并且相互对应，该第二磁芯的各该侧柱与该第一磁芯的各该侧柱共同屏蔽该第一绕组和该第二绕组的二侧边并且相互对应。
上述的磁性元件模块，其中，该第三磁芯亦具有一平板、一中柱及二侧柱，该第三磁芯的该中柱穿设该第三绕组的中心位置并且对应于该第二磁芯的该平板，该第三磁芯的各该侧柱与该第二磁芯的该平板相互对应。
为了达成上述的目的，本实用新型提供另一种磁性元件模块，包括一磁芯组、一第一绕组、一第二绕组及一第三绕组，该磁芯组包括一第一磁芯及对应该第一磁芯设置的一第二磁芯；该第一绕组设置于该第一磁芯；该第二绕组设置于该第一磁芯；该第三绕组设置于该第二磁芯；其中，该第一磁芯、该第一绕组和该第二绕组构成一变压器，该第二磁芯和该第三绕组构成一电感元件；其中，该第二绕组包括多个线圈组，该第三绕组包括一线圈组，该第三绕组的该线圈组自该第二绕组的一出线端直接延伸出而一体成型。
上述的磁性元件模块，其中，该第一磁芯具有一平板、自该平板的中心延伸出的一中柱及该平板的端缘延伸出的二侧柱，该第二磁芯亦具有一平板、一中柱及二侧柱，该第一磁芯的该中柱穿设在该第一绕组和该第二绕组的中心位置并且与该第二磁芯的该中柱相互对应，该第一磁芯的各该侧柱屏蔽该第一绕组和该第二绕组的二侧边并且与该第二磁芯的各该侧柱相互对应，该第二磁芯的该中柱穿设在该第三绕组的中心位置，该第二磁芯的各该侧柱屏蔽该第三绕组的二侧边。
上述的磁性元件模块，其中，该第一绕组包括多个导电单元。
上述的磁性元件模块，其中，该导电单元为多个铜片。
上述的磁性元件模块，其中，最靠近该第二磁芯的该导电单元和该第三绕组之间形成有一间隔距离。
上述的磁性元件模块，其中，该第一磁芯具有一平板、自该平板的中心延伸出的一中柱及该平板的端缘延伸出的二侧柱，该第二磁芯具有一平板及一中柱，该第一磁芯的该中柱穿设在该第一绕组和该第二绕组的中心位置并且与该第二磁芯的该中柱相互对应，该第一磁芯的各该侧柱屏蔽该第一绕组和该第二绕组的二侧边并且对应于该第二磁芯的该平板的两端缘，其中该第三绕组绕设在该第二磁芯的该平板且位于该第二磁芯的该中柱的二侧边。
上述的磁性元件模块，其中，该磁芯组还包括一第三磁芯，该第三磁芯对应于该第二磁芯组接。
上述的磁性元件模块，其中，该第三磁芯具有一平板及一中柱，该第三磁芯的该中柱对应于该第二磁芯。
上述的磁性元件模块，其中，该第三磁芯还具有二侧柱，该第三磁芯的该平板和各该侧柱共同屏蔽该第三绕组。
上述的磁性元件模块，其中，该第三绕组的该线圈组的线径与该第二绕组的各该线圈组的线径相同。
本实用新型还具有以下功效，可节省空间和减少线长所造成的损耗。磁芯可共享进而达成元件使用成本的降低。制作过程中只需要计算一个模块所需要的工艺公差，可节省一颗元件所需的工艺公差可使得电功率密度做更高。
附图说明
图1为本实用新型第一实施例的立体分解图。
图2为本实用新型第一实施例的组合外观图。
图3为沿图2中A-A线段的剖视图。
图4为沿图2中B-B线段的剖视图。
图5为本实用新型第二实施例的立体分解图。
图6为本实用新型第二实施例的组合外观图。
图7为本实用新型第二实施例的组合剖视图。
图8为本实用新型第三实施例的立体分解图。
图9为本实用新型第三实施例的组合外观图。
图10为本实用新型第三实施例的组合剖视图。
图11为本实用新型第四实施例的立体分解图。
图12为本实用新型第四实施例的组合外观图。
图13为本实用新型第四实施例的组合剖视图。
其中，附图标记
100、100A、100B、100C…磁性元件模块
10…第一绕组
11…导电单元
111…铜片
112…封闭环体
20…第二绕组
21…线圈组
22…出线端
30…磁芯组
31…第一磁芯
311、321、331…平板
312、322、332…中柱
313、323、333…侧柱
32…第二磁芯
33…第三磁芯
40…电感元件
41…第三绕组
42…出线端
D…间隔距离
具体实施方式
有关本实用新型的详细说明及技术内容，配合图式说明如下，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制者。
请参阅图1至图4所示，本实用新型提供一种磁性元件模块，本实施例的磁性元件模块100主要包括一第一绕组10、一第二绕组20、一磁芯组30及一第三绕组41。
第一绕组10包括多导电单元11，各导电单元11是以间隔方式进行配置，每一导电单元11为双层铜片，即每一导电单元11包括二铜片111，此铜片111可为铜材质或其合金所制成，于各铜片111之间可形成有一间隙，亦可在每一导电单元11的二铜片111之间设置绝缘片(图未示出)，且每一导电单元11具有二接脚每一导电单元11的铜片111与相邻导电单元11的同向铜片111之间可通过一导体或一导线(图未示出)予以电性连接。其中
第二绕组20包括多个线圈组21，每一线圈组21夹持在第一绕组10的任二导电单元11之间，线圈组21可为由一漆包线所环绕形成，其主要包括一线芯和包覆线芯的一绝缘材料所构成，且此第二绕组20是可由自动化绕组设备进行连续性绕组加工，即各线圈组21之间是电性连接，并在首、末圈线圈组21的端点位置分别形成有一出线端22。或者，在其他实施例中，线圈组21可为由一条三层绝缘线所卷绕形成。
本实施例的磁芯组30包括一第一磁芯31、一第二磁芯32及一第三磁芯33，第二磁芯32位于第一磁芯31和第三磁芯33之间，第一磁芯31的断面形状呈一E字型，其具有一平板311、自平板311的中心延伸出的一中柱312及从平板311的端缘延伸出的二侧柱313，且各侧柱313形成在中柱312的侧边，其中本实施例的中柱312的断面形状大致呈一近椭圆形，但并不以此种形状为限，亦可为其它各种形状。同理，第二磁芯32和第三磁芯33亦具有与第一磁芯31相同的细部结构，即第二磁芯32具有平板321、中柱322和侧柱323；第三磁芯33亦具有平板331、中柱332和侧柱333。
其中第二磁芯32是对应于第一磁芯31做组合，即第二磁芯32的中柱322与第一磁芯31的中柱312相互对应，第二磁芯32的各侧柱323与第一磁芯31的各侧柱313相互对应。前述的各导电单元11和各线圈组21容置在第一磁芯31和第二磁芯32之间；换言之，即各中柱312、322穿设在各导电单元11和各线圈组21的中心位置，各侧柱313、323则屏蔽各导电单元11和各线圈组21的二侧边。
其中前述的第一磁芯31、第二磁芯32、第一绕组10和第二绕组20共同组构成一变压器，第三磁芯33和第三绕组41共同组构成一电感元件40，此第三绕组41为一线圈组，此线圈组自第二绕组20的线圈组21的一出线端22直接延伸出而一体成型(即第三绕组41的一出线端42与第二绕组20的一出线端22一体成型)，故可减少线长所造成的损耗，且第三绕组41的线圈组的线径与第二绕组20的线圈组21的线径相同，即第二绕组20与第三绕组41是电性连接；因此，第三绕组41的线圈组与第二绕组20的线圈组21的绕线圈数可由绕线机自动设定需要的圈数及层数，不需分两条生产线生产，可以节省一条产线的人力；而于其他实施例中，第三绕组41的线圈组与第二绕组20的线圈组21亦可以独立方式分开缠绕形成，并在第三绕组41的各端点位置分别形成有一出线端42。于本实施例中，第三绕组41的线圈组的形状与第二绕组20的各线圈组21的形状相同，而于其他实施例中，第三绕组41的线圈组的形状与第二绕组20的各线圈组21的形状可为不同。
其中第三磁芯33是对应于第二磁芯32做组合，即第三磁芯33的中柱332对应于第二磁芯32的平板321的中央部位，第三磁芯33的各侧柱333对应于第二磁芯32的平板321的两端缘。前述的第三绕组41是绕设于第三磁芯33的中柱332；换言之，即中柱332穿设在第三绕组41的中心位置，各侧柱333则屏蔽第三绕组41的二侧边。
如此一来，第一磁芯31、第二磁芯32、第一绕组10和第二绕组20所构成的变压器和第三磁芯33、第三绕组41所构成的电感元件40只需要3个磁芯即可组合而成一个磁性元件模块，故在电路板上安排布局空间时，只需要计算一个模块所需要的工艺公差，可节省掉一颗磁性元件的工艺公差，不仅可节省空间，并可使得电源的功率密度作得更高。
请参阅图5至图7所示，本实施例的磁性元件模块100A包括一第一绕组10、一第二绕组20、一磁芯组30及一第三绕组41，磁芯组30包括一第一磁芯31及对应第一磁芯31设置的一第二磁芯32，第一绕组10和第二绕组20设置于第一磁芯31的中柱312上，第三绕组41设置于第二磁芯32的中柱322上，其中，第一磁芯32、第一绕组10和第二绕组20构成一变压器，第二磁芯32和第三绕组41构成一电感元件40。
进一步说明，本实施例中的第一绕组10、第二绕组20和第三绕组41皆与前述实施例相同，磁芯组30中的第一磁芯31和第二磁芯32的结构亦与前述实施例相近。惟电感元件40的第三绕组41是自最末圈的线圈组21的一出线端22直接延伸而出而一体成型(即第三绕组41的一出线端42与第二绕组20的一出线端22一体成型)，并在最靠近第二磁芯32的导电单元11和第三绕组41之间形成有一间隔距离D，藉以降低漏电感(即增加漏电感感值)，第二磁芯32的中柱322穿设在第三绕组41的中心位置，第二磁芯32的各侧柱323屏蔽第三绕组41的二侧边。
请参阅图8至图10所示，本实施例的磁性元件模块100B亦包括一第一绕组10、一第二绕组20、一磁芯组30及一第三绕组41，磁芯组30包括一第一磁芯31及对应第一磁芯31设置的一第二磁芯32，第一绕组10设置于第一磁芯31，第一绕组10和第二绕组20设置于第一磁芯31的中柱312上，第三绕组41设置于第二磁芯32的中柱322上，其中，第一磁芯32、第一绕组10和第二绕组20构成一变压器，第二磁芯32和第三绕组41构成一电感元件40。
进一步说明，本实施例第二磁芯32的断面形状呈一T字型，其具有一平板321及一中柱322，第一磁芯31的中柱312穿设在各导电单元11和各线圈组21的中心位置并且与第二磁芯32的中柱322相互对应，各侧柱313则屏蔽各导电单元11和各线圈组21的二侧边并且对应于第二磁芯32的平板321的两端缘；另电感元件40的第三绕组41是自线圈组21直接延伸出而一体成型，亦或以各自分离的方式进行制作，其中二第三绕组41是分别绕设在平板321且形成在中柱322的二侧边。
请参阅图11至图13所示，本实施例的磁性元件模块100C大致与第三实施例的磁性元件模块100B相近似；惟，其还包括一第三磁芯33，此第三磁芯33是对应于第二磁芯32做组合，即第三磁芯33的中柱332对应于第二磁芯32的平板321的中央部位，第三磁芯33的各侧柱333对应于第二磁芯32的平板321的两端缘，利用此第三磁芯33的平板331和各侧柱333共同屏蔽第三绕组41，藉以增加漏电感感值，也可以控制所需要的感值。
另外，以上各实施例的图式仅为示意，实际上在各实施例的中柱与中柱之间，以及中柱与平板之间，皆存在有气隙。再者，以上各实施例为了节省空间，故均未使用绕线架(bobbin)，但于其他实施例中，亦可将绕组设置于绕线架上，以便于组装。
虽然本实用新型内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本实用新型内容，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本实用新型内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，但这些更动与润饰皆应包含于本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (18)

1.一种磁性元件模块，其特征在于，包括:
一磁芯组，包括一第一磁芯、对应该第一磁芯设置的一第二磁芯及对应该第二磁芯设置的一第三磁芯，该第二磁芯位于该第一磁芯和该第三磁芯之间；
一第一绕组，设置在该第一磁芯和该第二磁芯之间；
一第二绕组，设置在该第一磁芯和该第二磁芯之间；以及
一第三绕组，设置在该第三磁芯；
其中，该第一磁芯、该第二磁芯、该第一绕组和该第二绕组构成一变压器，该第三磁芯和该第三绕组构成一电感元件；
其中，该第二绕组包括多个线圈组，该第三绕组包括一线圈组，该第三绕组的该线圈组自该第二绕组的一出线端直接延伸出而一体成型。
2.如权利要求1所述的磁性元件模块，其特征在于，该第一绕组包括多个导电单元。
3.如权利要求2所述的磁性元件模块，其特征在于，该导电单元为多个铜片。
4.如权利要求3所述的磁性元件模块，其特征在于，每一个该铜片为双层铜片。
5.如权利要求1所述的磁性元件模块，其特征在于，该第三绕组的该线圈组的线径与该第二绕组的各该线圈组的线径相同。
6.如权利要求1所述的磁性元件模块，其特征在于，该第三绕组的该线圈组的形状与该第二绕组的各该线圈组的形状不同。
7.如权利要求1所述的磁性元件模块，其特征在于，该第一磁芯具有一平板、自该平板的中心延伸出的一中柱及该平板的端缘延伸出的二侧柱，该第二磁芯亦具有一平板、一中柱及二侧柱，该第二磁芯的该中柱与该第一磁芯的该中柱共同穿设在该第一绕组和该第二绕组的中心位置并且相互对应，该第二磁芯的各该侧柱与该第一磁芯的各该侧柱共同屏蔽该第一绕组和该第二绕组的二侧边并且相互对应。
8.如权利要求7所述的磁性元件模块，其特征在于，该第三磁芯亦具有一平板、一中柱及二侧柱，该第三磁芯的该中柱穿设该第三绕组的中心位置并且对应于该第二磁芯的该平板，该第三磁芯的各该侧柱与该第二磁芯的该平板相互对应。
9.一种磁性元件模块，其特征在于，包括:
一磁芯组，包括一第一磁芯及对应该第一磁芯设置的一第二磁芯；
一第一绕组，设置于该第一磁芯；
一第二绕组，设置于该第一磁芯；以及
一第三绕组，设置于该第二磁芯；
其中，该第一磁芯、该第一绕组和该第二绕组构成一变压器，该第二磁芯和该第三绕组构成一电感元件；
其中，该第二绕组包括多个线圈组，该第三绕组包括一线圈组，该第三绕组的该线圈组自该第二绕组的一出线端直接延伸出而一体成型。
10.如权利要求9所述的磁性元件模块，其特征在于，该第一磁芯具有一平板、自该平板的中心延伸出的一中柱及该平板的端缘延伸出的二侧柱，该第二磁芯亦具有一平板、一中柱及二侧柱，该第一磁芯的该中柱穿设在该第一绕组和该第二绕组的中心位置并且与该第二磁芯的该中柱相互对应，该第一磁芯的各该侧柱屏蔽该第一绕组和该第二绕组的二侧边并且与该第二磁芯的各该侧柱相互对应，该第二磁芯的该中柱穿设在该第三绕组的中心位置，该第二磁芯的各该侧柱屏蔽该第三绕组的二侧边。
11.如权利要求9所述的磁性元件模块，其特征在于，该第一绕组包括多个导电单元。
12.如权利要求11所述的磁性元件模块，其特征在于，该导电单元为多个铜片。
13.如权利要求11所述的磁性元件模块，其特征在于，最靠近该第二磁芯的该导电单元和该第三绕组之间形成有一间隔距离。
14.如权利要求9所述的磁性元件模块，其特征在于，该第一磁芯具有一平板、自该平板的中心延伸出的一中柱及该平板的端缘延伸出的二侧柱，该第二磁芯具有一平板及一中柱，该第一磁芯的该中柱穿设在该第一绕组和该第二绕组的中心位置并且与该第二磁芯的该中柱相互对应，该第一磁芯的各该侧柱屏蔽该第一绕组和该第二绕组的二侧边并且对应于该第二磁芯的该平板的两端缘，其中该第三绕组绕设在该第二磁芯的该平板且位于该第二磁芯的该中柱的二侧边。
15.如权利要求14所述的磁性元件模块，其特征在于，该磁芯组还包括一第三磁芯，该第三磁芯对应于该第二磁芯组接。
16.如权利要求15所述的磁性元件模块，其特征在于，该第三磁芯具有一平板及一中柱，该第三磁芯的该中柱对应于该第二磁芯。
17.如权利要求16所述的磁性元件模块，其特征在于，该第三磁芯还具有二侧柱，该第三磁芯的该平板和各该侧柱共同屏蔽该第三绕组。
18.如权利要求9所述的磁性元件模块，其特征在于，该第三绕组的该线圈组的线径与该第二绕组的各该线圈组的线径相同。
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