[发明专利]变压器及其磁芯结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁芯结构，尤指一种可应用于变压器而可提升磁芯窗口利用率，从而减少磁芯结构与变压器体积而利于设计变化的磁芯结构。

背景技术

磁性元件，例如变压器与电感器，为各式电源供应装置不可或缺的必要元件，并攸关电源设计的成败。而磁性元件欲达成其各种不一而足的设计目的，磁芯结构的正确设计与制作更具有举足轻重的关键地位。

请参阅图1A与图2B，其为一现有的磁芯结构的前视与俯视示意图。即如图1A所示，其示出了一现有的PJ型磁芯结构，再如图1B所示，该PJ型磁芯结构10主要包含一第一边柱12、一第二边柱13、一环形空间21、一中柱11、一基座14等。该环形空间21供线圈绕组绕设于磁芯结构10，其具有一第一中心点211，而该中柱11设于环形空间21内并具有一第二中心点111。其中，第一中心点211与第二中心点111为重叠而同心。以现有变压器结构为例，其为根据设计目的而由上述磁芯结构10、线圈绕组30以及绕线架31合组完成，以处理输入变压器的电源再加以输出。

请参阅图2，其示出了一现有的变压器的俯视示意图。即如图2所示，上述现有磁芯结构根据上述设计方案所绕制的变压器1，在应用于电路架构，例如LLC、全桥、半桥等电路，制作变压器的设计方案时，由于变压器输出电流较输入电流大，且受限于绕线架结构、绕线空间以及各种电气安全的要求等，变压器的电源输出侧绕组通常需要选择铜箔绕组，并含有中心出线绕组，其输出端子则通常需要采用多根三层绝缘线作为引线，而引线与铜箔相接时，又需要较大的焊点面积。即如图2所示，线圈绕组30其邻近环形空间21的第二开口214为变压器1的电源输出侧线圈绕组302，其根据上述设计方案绕制时，其用线设计庞杂，其绕组显较饱满而与磁芯结构10组合困难；反之，变压器1的线圈绕组30其邻近环形空间21的第一开口213为变压器1的电源输入侧线圈绕组301，当根据上述设计方案绕制时，其用线设计简单，其绕组显不饱满并且与磁芯结构10组合容易。故如图2所示，其邻近第一开口213的环形空间21，尚有余裕空间得以绕制线材，但邻近第二开口214的环形空间21，已被全部填满。

因此，上述现有的磁芯结构并无弹性，在根据不同设计方案时，其窗口利用率并不理想，从而导致磁性元件的体积增加而成本上升，另且不能适应各种不同的设计目的，导致设计方案受限，进而影响电子装置中其他元件的设计安排自由。

故此，如何设计一种磁芯结构，可缩小磁芯结构体积、降低制造成本，同时可根据不同设计方案的设计需求，而得以有效解决上述现有磁芯结构的缺陷，以满足产业应用与市场竞争等需求，实乃当前迫切需要解决的议题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁芯结构，可应用于磁性元件，例如但不限于变压器，其通过设计一偏离磁芯结构中心的中柱，以提高磁芯窗口利用率而可充分运用磁芯结构的磁芯窗口空间。本发明的磁芯结构简单，可缩小磁性元件体积，节省制造成本，另且兼顾设计自由。

为达上述目的，本发明的一较广义实施形式为提供一种磁芯结构，其至少包括一第一边柱，其具有一第一边柱内壁；一第二边柱，与该第一边柱相对，其具有一第二边柱内壁；一环形空间，由该第一边柱内壁与该第二边柱内壁包围构成，其具有一第一中心点、一第一开口及一第二开口，所述第一开口和第二开口彼此相对设于该第一边柱与该第二边柱之间；一中柱，设于该环形空间内，其具有一第二中心点，该第二中心点设于该第一中心点与相对的所述第一开口和第二开口的其中任一开口之间；一基座，设于该环形空间的底部并连接该第一边柱、该第二边柱以及该中柱。

根据本发明的构想，其中该第一中心点为该环形空间的圆心。

根据本发明的构想，其中该第二中心点为该中柱的圆心。

根据本发明的构想，其中该第一开口为变压器的电源输入侧线圈绕组出口。

根据本发明的构想，其中该第二开口为变压器的电源输出侧线圈绕组出口。

根据本发明的构想，其中该第二中心点设于该第一中心点与该第一开口之间。

根据本发明的构想，其中该第二开口大于该第一开口。

根据本发明的构想，该磁芯结构为PJ型磁芯结构、PQ型磁芯结构、EQ型磁芯结构、RM型磁芯结构、ER型磁芯结构或PM型磁芯结构。

本发明的另一目的在于提供一种变压器，其通过设计一中柱偏离磁芯结构中心的磁芯结构，以提高磁芯窗口利用率，其与线圈绕组相组时，可令设计者得以充分运用磁芯结构的线圈容置空间。本发明的变压器结构简单，可缩小变压器体积，节省制造成本，另且兼顾设计自由。