變壓器及電感的整合方法及其構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種變壓器，特別是一種變壓器及電感的整合方法及其構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于電力/電子變壓器而言，如何縮小變壓器的尺寸，以及提高變壓器的效率(例如提高功率因數(shù)(power factor, PF)和降低能量損失，是變壓器的設(shè)計(jì)者所關(guān)心的問(wèn)題之一。傳統(tǒng)變壓器由鐵芯和線(xiàn)圈(至少包含初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的線(xiàn)圈)所構(gòu)成，對(duì)于現(xiàn)今許多電子設(shè)備/裝置而言，在面對(duì)需要較高的電源轉(zhuǎn)換效率以及可提供多種電力供應(yīng)(例如多種不同電壓或電流)的問(wèn)題，傳統(tǒng)變壓器已難以解決上述的問(wèn)題，因此將傳統(tǒng)變壓器和電源控制電路結(jié)合而產(chǎn)生的功率變換器(例如:電腦電源供應(yīng)器或是切換式電源供應(yīng)器)已成為上述問(wèn)題的解決方案，而電源控制電路中的電感元件以及變壓器更是影響功率變換器的工作效率的關(guān)鍵因素。
[0003]在已公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN 101308724A “變壓器和電感的磁集成結(jié)構(gòu)”，提出了一種通過(guò)共用部分磁路的方法使變壓器和電感等磁元件集成在一起的技術(shù)方案，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減小磁元件的整體體積，提高電力電子變換器功率密度的目的。CN 101308724A專(zhuān)利提出的變壓器和電感的磁集成結(jié)構(gòu)，其具有“田”字型閉合磁芯，在“田”字型磁芯的其中一個(gè)中心柱上纏繞變壓器繞組，在“田”字型磁芯的另一個(gè)中心柱上纏繞電感繞組，纏繞變壓器繞組的中心柱上設(shè)有變壓器氣隙，纏繞電感繞組的中心柱上設(shè)有電感氣隙，因此磁損與未集成時(shí)相等，不會(huì)帶來(lái)磁損的增加。另一方面，變壓器繞組產(chǎn)生的磁通和電感繞組產(chǎn)生的磁通在兩者公共的磁芯上方向相反，可以相互抵消一部分，減小公共磁芯上的磁損。本發(fā)明的磁集成結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了變壓器和電感的集成，可以減小磁元件整體體積，提高電力電子變換器功率山/又ο
[0004]雖然在上述的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN 101308724A提出了一種可以實(shí)現(xiàn)減小磁元件的整體體積，提高電力電子變換器的功率密度的技術(shù)方案，但是其中的“田”字型閉合磁芯在空間位置上是一種固定不變的結(jié)構(gòu)，這種構(gòu)造在面對(duì)需要生產(chǎn)具有不同電感量的變壓器和電感的磁集成結(jié)構(gòu)時(shí)，需要重新生產(chǎn)不同尺寸的“田”字型磁芯才能解決，因此對(duì)于生產(chǎn)者而言較為不便，除此之外也無(wú)法快速調(diào)整集成結(jié)構(gòu)的電感繞組的電感量，欠缺可調(diào)整電氣特性的彈性，另該變壓器繞組和電感繞組產(chǎn)生的磁通在兩者公共的磁芯上方向相反，雖然可抵消一部分，但是公共磁芯上仍有磁損，致影響其效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在提出一種變壓器及電感的整合方法及其構(gòu)造，可方便地將不同電感量或尺寸的電感和變壓器整合一體，具有方便生產(chǎn)以及可調(diào)整電感量的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到機(jī)構(gòu)整合及縮減體積，形成外觀(guān)上為一體，但電氣特性各為獨(dú)立的組合關(guān)系，有效降低磁損，以符合安裝空間需求的功效，同時(shí)達(dá)到較佳電氣諧振互感的目的。
[0006]本發(fā)明提出的變壓器及電感的整合方法的一實(shí)施例，包括:
[0007]—變壓器，所述變壓器包含一第一鐵芯、裝配于第一鐵芯的一第一線(xiàn)架和纏繞于第一線(xiàn)架的一變壓器繞組，第一鐵芯的中心柱具有一第一氣隙或可設(shè)計(jì)為沒(méi)有結(jié)合氣隙；
[0008]一電感，所述電感包含一第二鐵芯、裝配于第二鐵芯的一第二線(xiàn)架和纏繞于第二線(xiàn)架的一電感繞組，第二鐵芯的中心柱具有一第二氣隙；
[0009]一第一連接件，所述第一連接件設(shè)置于第一線(xiàn)架；以及
[0010]一第二連接件，所述第二連接件設(shè)置于第二線(xiàn)架，并且所述第二連接件可以和第一連接件機(jī)械性連接。
[0011]本發(fā)明提出的變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例，包括:一第一鐵芯、裝配于第一鐵芯的一第一線(xiàn)架、一第二鐵芯和裝配于第二鐵芯的一第二線(xiàn)架，第一鐵芯包含兩個(gè)第一開(kāi)放型鐵芯，第二鐵芯包含兩個(gè)第二開(kāi)放型鐵芯，第一線(xiàn)架纏繞有一變壓器繞組，第二線(xiàn)架纏繞有一電感繞組，第一鐵芯的中心柱具有一第一氣隙或可設(shè)計(jì)為沒(méi)有結(jié)合氣隙；，第二鐵芯的中心柱具有一第二氣隙，第一線(xiàn)架具有一第一連接件，第二線(xiàn)架具有一第二連接件可以和第一連接件機(jī)械性連接。
[0012]本發(fā)明提出的變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例，所述第二連接件是一種具有倒鉤的插梢，所述第一連接件是一種可供第二連接件插接耦合的穿孔。
[0013]本發(fā)明提出的變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例，所述第一鐵芯的兩個(gè)第一開(kāi)放型鐵芯是兩個(gè)開(kāi)口互相對(duì)應(yīng)的E型鐵芯。
[0014]本發(fā)明提出的變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例，所述第二鐵芯的兩個(gè)第二開(kāi)放型鐵芯是兩個(gè)開(kāi)口互相對(duì)應(yīng)的鐵芯。
[0015]本發(fā)明可以通過(guò)第一連接件和第二連接件方便地將電感和變壓器整合一體，通過(guò)改變第二氣隙可以調(diào)整電感的電感量，因此可彈性地選擇具有不同電感量或不同尺寸的電感和變壓器的組合，具有可輕易組合調(diào)變不同之電感量的電感和生產(chǎn)方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0016]有關(guān)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】及其技術(shù)特點(diǎn)和功效，下文將配合圖式說(shuō)明如下。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明變壓器及電感的整合方法的一實(shí)施例的步驟流程圖；
[0018]圖2為本發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例的等效電路圖；
[0019]圖3為本發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例的構(gòu)造分解圖；
[0020]圖4為圖3的實(shí)施例的構(gòu)造組合圖；
[0021]圖5為本發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的另一實(shí)施例的構(gòu)造分解圖；
[0022]圖6為圖5的實(shí)施例的構(gòu)造組合圖；
[0023]圖7為本發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的另一實(shí)施例的構(gòu)造分解圖；
[0024]圖8為圖7的實(shí)施例的構(gòu)造組合圖；
[0025]圖9為本發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的另一實(shí)施例的構(gòu)造分解圖；
[0026]圖10為圖6的局部構(gòu)造斷面圖。
[0027]符號(hào)說(shuō)明
[0028]10第一鐵芯
[0029]11a、lib第一開(kāi)放型鐵芯
[0030]20第一線(xiàn)架
[0031]30變壓器繞組
[0032]40第二鐵芯
[0033]41a、41b第二開(kāi)放型鐵芯
[0034]50第二線(xiàn)架
[0035]60電感繞組
[0036]71第一連接件
[0037]72第二連接件
[0038]721 倒鉤
[0039]80絕緣外殼
[0040]T變壓器
[0041]T1變壓器
[0042]L 電感
[0043]L1 電感
[0044]G1第一氣隙
[0045]G2第二氣隙
[0046]C-10第一鐵芯的中心柱
[0047]C-40第二鐵芯的中心柱
[0048]L-10第一鐵芯的左側(cè)柱
[0049]R-10第一鐵芯的右側(cè)柱
[0050]L-40第二鐵芯的左側(cè)柱
[0051]R-40第二鐵芯的右側(cè)柱
【具體實(shí)施方式】
[0052]首先請(qǐng)參閱圖1至圖4為本發(fā)明變壓器及電感的整合方法的一實(shí)施例的步驟流程圖，本發(fā)明提出的變壓器及電感的整合方法的一實(shí)施例，包括:
[0053]準(zhǔn)備一變壓器T，所述變壓器T包含一第一鐵芯10(請(qǐng)參閱圖3的一種實(shí)施例的構(gòu)造)、裝配于第一鐵芯10的一第一線(xiàn)架20和纏繞于第一線(xiàn)架20的一變壓器繞組30，第一鐵芯的中心柱C-10具有一第一氣隙G1，或第一鐵芯的中心柱C-10可選擇式的設(shè)計(jì)為沒(méi)有結(jié)合氣隙；
[0054]準(zhǔn)備一電感L，所述電感L包含一第二鐵芯40、裝配于第二鐵芯40的一第二線(xiàn)架50和纏繞于第二線(xiàn)架50的一電感繞組60，第二鐵芯的中心柱C-40具有一第二氣隙G2 ；
[0055]提供一第一連接件71，所述第一連接件71設(shè)置于第一線(xiàn)架20 ;以及
[0056]提供一第二連接件72，所述第二連接件72設(shè)置于第二線(xiàn)架50，并且所述第二連接件72可以和第一連接件71機(jī)械性連接。
[0057]請(qǐng)參閱圖2、圖3及圖4，為發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的一實(shí)施例的等效電路圖、構(gòu)造分解圖及其構(gòu)造組合圖。其中繪示本發(fā)明變壓器及電感的整合構(gòu)造的一種實(shí)施例，包括:
[0058]一變壓器