变压器组件及其制造方法以及电源转换器的制造方法
【专利摘要】一种变压器组件，包括第一电路板、电气地联接到第一电路板的变压器、以及可动地连接到变压器并且能够至少在第一方向上相对于变压器运动的端子模块。端子模块包括端子。变压器包括磁芯和绕组，绕组具有从绕组延伸的绕组线。绕组线电气地联接到端子模块的端子。变压器组件还包括电气地联接到端子模块的端子的第二电路板。还公开了电源转换器以及制造变压器组件的示例性实施方式和相关联的方法。
【专利说明】变压器组件及其制造方法以及电源转换器
【技术领域】
[0001]本公开涉及具有可动端子模块的变压器组件。
【背景技术】
[0002]本部分提供了与本公开相关联的背景信息，该背景信息不必为现有技术。
[0003]紧凑的变压器组件可以包括夹置于初级电路板与次级电路板之间的变压器。变压器可以包括一个或多个初级绕组、一个或多个次级绕组、非导电性绝缘体、从非导电性绝缘体向外延伸的电气端子。初级绕组和次级绕组电气地联接到端子。通过将端子焊接到初级电路板和次级电路板，使变压器电气地且机械地联接到初级电路板和次级电路板。
【发明内容】
[0004]本部分提供了本公开的总体概述，并且不是本公开的全部范围或本公开的全部特征的全面公开。
[0005]根据本公开的一个方面，一种变压器组件包括第一电路板、电气地联接到第一电路板的变压器、以及可动地连接到变压器并且能够至少在第一方向上相对于变压器运动的端子模块。端子模块包括端子。变压器包括磁芯和绕组，绕组具有从绕组延伸的绕组线。绕组线电气地联接到端子模块的端子。变压器组件还包括电气地联接到端子模块的端子的第二电路板。
[0006]根据本公开的另一方面，公开了一种制造变压器组件的方法。该方法包括:将变压器电气地联接到第一电路板；将绕组线从变压器电气地联接到端子模块；将端子模块可动地连接到变压器；以及将端子模块的端子手动地焊接到第二电路板。
[0007]通过本文提供的描述，其它方面和适用领域将变得明显。应当理解的是，本公开的各个方面可以单独地实施或是与一个或多个其它方面相结合地实施。还应当理解的是，本文的描述和具体示例仅旨在以说明为目的，并且不旨在限制本公开的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]本文所描述的附图仅仅是为了所选实施方式的说明性目的而非全部可能的实现方式，并且不旨在限制本公开的范围。
[0009]图1是根据本公开的一个示例性实施方式的包括电路板、变压器、以及可动端子模块的变压器组件的主视图。
[0010]图2是根据另一示例性实施方式的包括变压器和可动端子模块的变压器组件的主视等距视图。
[0011]图3是图2的变压器组件的后视等距视图。
[0012]图4是变压器组件以及电路板的分解后视等距视图，该变压器组件包括图2和3的变压器组件。
[0013]图5是图4的变压器组件的后视等距视图。[0014]图6是根据另一示例性实施方式的安装在具有凸缘的壳体中的图4和5的变压器组件的后视图。
[0015]图7是根据又一示例性实施方式的变压器组件的等距视图，该变压器组件与图2和3的变压器组件类似但是包括了绕线架。
[0016]图8是包括了电路板和图7的变压器组件的供电系统的等距视图。
[0017]在附图的若干视图之中，相对应的附图标记表示相对应的部分。
【具体实施方式】
[0018]现在将参照附图来更充分地描述示例性实施方式。
[0019]提供示例性实施方式以使得本公开将是全面的，且将对本领域技术人员充分地表达出范围。阐述了例如为具体部件、装置、以及方法的示例之类的多种具体细节，以提供对本公开的实施方式的全面理解。对本领域技术人员显而易见的是:不需要应用具体细节；示例性实施方式可以以多种不同形式体现；并且具体细节和示例性实施方式均不应解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方式中，没有详细地描述已被熟知的过程、已被熟知的装置结构、以及已被熟知的技术。
[0020]本文所使用的术语仅用于描述特定的示例性实施方式的目的，并且不旨在进行限制。如本文所使用的，单数形式:“一”、“一种”、以及“所述”可旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“包括”、“包括有”、“包含”、以及“具有”为包含性的，并且因此列举了所述特征、整体、步骤、操作、元件、以及/或者部件的存在，并且不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件、以及/或者其组群的存在或附加。本文所描述的方法步骤、过程、以及操作不应解释为必须要求按所述或所示的特定顺序对其实施，除非具体说明了实施顺序。还应理解的是，可以使用附加的或替代的步骤。
[0021]尽管本文可以使用术语第一、第二、第三等等来描述各种元件、部件、区域、层、以及/或者区段，但是这些元件、部件、区域、层、以及/或者区段不应受这些术语的限制。这些术语仅可用于将一个元件、部件、区域、层、或区段与另一个区域、层、或区段区分开。例如为“第一”、“第二”之类的术语以及其它的数字性术语当在本文中使用时不表示次序或顺序，除非由上下文清楚地说明。因此，以下描述的第一元件、部件、区域、层、或区段可以称为第二元件、部件、区域、层、或区段，而不背离示例性实施方式的教示。
[0022]为了易于描述，例如“内部”、“外部”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、等等之类的空间关系术语可以在本文中用于如附图所示出地描述一个元件或零件与另一个元件或零件的关系。空间关系术语可旨在包括使用中或操作中的装置除附图中所示出的定向之外的不同定向。例如，如果附图中的装置翻转，则被描述为在元件或特征的“下方”或“之下”的另外的元件之后将会定向为在所述元件或特征的“上方”。因此，示例性术语“下方”可以包括上方和下方两种定向。装置可以进行不同的定向(旋转90度或其它定向)，并且对本文所使用的空间关系描述符进行相应的解释。
[0023]根据本公开的一个方面的变压器组件在图1中示出并且总体上由附图标记10表示。如图1所示，变压器组件10包括电路板20、电气地联接到电路板20的变压器30、以及可动地连接到变压器30的端子模块40。端子模块40包括从端子模块40延伸的端子70。组件10还包括电气地联接到端子模块40的端子70的电路板50。[0024]变压器30包括磁芯和绕组，绕组具有从绕组延伸的绕组线60。绕组线60电气地联接到端子模块40的至少其中一个端子70。优选地，绕组线60为三重绝缘线。
[0025]如图1所示，变压器30还可以包括向上延伸的凸台80，以将端子模块40与变压器30可动地连接。在此情况下，端子模块40可以包括用于接收凸台80的孔口 90 (在图1中虚线示出)。孔口 90可以定尺寸成与凸台80紧密地连接(也就是孔口和凸台的直径可以近乎相同)。替代地，孔口的直径可以在某种程度上大于凸台的直径，以提供宽松的连接，在凸台延伸穿过孔口时该宽松的连接允许端子模块40相对于变压器30向上或向下倾斜(也就是因此电路板20、50可以彼此不平行)。然而应当理解的是，端子模块40可以是以另外的合适的方式(也就是不使用凸台和/或孔口)可动地连接到变压器。例如，端子模块40和/或变压器30可以包括用于将端子模块40与变压器30可动地连接的一个或多个凸缘或其它结构。
[0026]端子模块40能够在至少一个方向上相对于变压器30运动。在图1的示例中，端子模块40能够仅沿着凸台80的长度在竖向方向上相对于变压器30运动。因此，端子模块40可以安置在变压器30的上表面上，或替代地，端子模块40可以与变压器30的上表面间隔开，使得在端子模块40与变压器30的上表面之间形成有间隙。出于这些原因，可以将端子模块40视为“漂浮的”端子模块。在一些实施方式中，间隙可以近似与凸台80的长度一样大。
[0027]使端子模块40在竖向方向上运动的能力允许对电路板20、50之间的距离进行调节以及/或者对端子模块40 (进而电路板50)相对于变压器30的位置进行调节。这接着可以简化变压器组件10的组装并且减小焊接接头的应力。此外，通过应用端子模块40，可以增加电路板20、50之间的距离，从而增加电路板20、50之间以及电路板20、50上的部件之间的绝缘性。
[0028]尽管图1的示例示出了两个端子70、两个凸台80、以及两个孔口 90，应当理解的是，可以应用更多的或更少的端子、凸台、以及/或者孔口，而不背离本公开的范围。
[0029]绕组线60可以从初级绕组、次级绕组等等延伸(或联接至初级绕组、次级绕组等等)，以将绕组联接到电路板50上的一个或多个部件。端子模块40可以可动地连接到变压器30的任何合适的部分。
[0030]如图1所示，端子模块40还可以包括突出部95，该突出部95用于支撑电路板50，并且用于在电路板50与端子模块40之间提供空间，以将绕组线60电气地联接到端子70。
[0031]图2和3示出了根据本公开的另一示例性实施方式的变压器组件200。变压器组件200包括变压器202以及可动地连接到变压器202的端子模块204。尽管图2和3中未示出，但是变压器202包括磁芯和邻近磁芯的绕组。
[0032]在图2和3的示例中，变压器202包括两个向上延伸的凸台216、218。此外，端子模块204限定了孔口 226、228，孔口 226、228用于接收凸台216、218以将端子模块204可动地连接到变压器202。
[0033]如图2所示，变压器202可以包括用于将变压器202电气地联接到电路板的端子222。在图2和3的示例中，端子222为通孔销。替代地，端子222可以为用于将变压器202联接到电路板的表面安装端子或任何其它合适的端子。尽管图2和3中示出了四个端子222，但是可以应用更多或更少的端子。[0034]与图1的端子模块40类似地，图2的端子模块204能够沿着凸台216、218的长度在竖向方向上相对于变压器运动。
[0035]端子模块204包括能够电气地联接到一个或多个电路板(未示出)的两个向上延伸的端子212、214。替代地，端子模块204可以包括向上或沿其它方向延伸的更多或更少的端子。
[0036]如图2所示，端子模块204可以限定通道230。通道230可以定位成邻近变压器202的上表面，以在一个或多个绕组线208联接到端子212、214之前使绕组线208穿过通道230走线。
[0037]在图2和3中示出的特定示例中，次级绕组线208附连(由附图标记224表示)到通道230的上表面。绕组线208可以以任何合适的方式附连到通道230的上表面，所述方式包括例如通过粘合剂(比如环氧树脂、粘合带等等)、机械夹持装置等等。将绕组线208附连到通道230的上表面可以减小端子模块204与变压器202之间的绕组线208的拧线的可能性。优选地，绕组线208为三重绝缘线。
[0038]如图3所示，端子模块204还可以包括突出部232，该突出部232用于支撑电路板，并且用于在电路板与端子模块204之间提供空间，以将绕组线208电气地联接到端子212、214。
[0039]图4和5示出了变压器组件400以及电路板424、426，变压器组件400包括图2和3的变压器组件200。如图4和5所示，电路板424、426定位在变压器202的对置两侧上。
[0040]在图4的示例中，电路板424包括用于接收端子模块204的端子212、214的电镀孔口 428。此外，电路板426包括用于接收从变压器202延伸出的端子222的电镀孔口 430。因此，如图5所示，通过将端子212、214、222插入穿过电镀孔口 428、430并且将端子焊接到电镀孔口(也就是导电通孔)，可以使变压器202电气地并且机械地联接到电路板424、426。例如，可以手动地并/或通过自动焊接工艺(例如波峰焊接、回流焊接等等)来焊接端子。优选地，将端子222波峰焊接到电路板426，而将端子模块204的端子212、214手动地焊接到电路板424。
[0041]图6示出了系统600，该系统600包括图4和5的变压器组件400以及围绕变压器组件400定位的壳体602。如图6所示，壳体602包括水平凸缘604、606、608、610。凸缘604、606限定了用于接收电路板424的开口，并且凸缘608、610限定了用于接收电路板426的开口。如图6的示例所示，每个开口具有比电路板424、426的高度更大的高度。这允许电路板424、426在开口之间运动。此外，凸缘604、608分别限定了用于支撑电路板424、426的支撑部。
[0042]如上所述，端子模块204能够沿着凸台216、218的长度运动。这在将变压器组件400安装于壳体602中时提供了灵活性，并且减小或消除了焊接接头上的应力。
[0043]图7示出了与图2和3的变压器组件200类似的变压器组件700。然而，变压器组件700包括邻近变压器702的磁芯734的绕线架732。如图7所示，变压器702包括延伸穿过绕线架732的四个端子736。端子736可以将变压器702电气地联接到电路板(例如图4和5的电路板426)。
[0044]如图7所示，端子736为通孔销。替代地，端子736可以是用于将变压器联接到电路板的表面安装端子或任何其它合适的端子。尽管图7中示出了四个端子736，但是可以应用更多或更少的端子。
[0045]图8示出了包括图7的变压器组件700的系统800，其中变压器组件700联接到电路板824、826。系统800还包括联接到电路板824、826的部件838。部件838例如可以包括比如电容器、电感器、二极管等等之类的电气部件。系统800例如可以为电源转换器等等，并且可以应用于充电器、电源适配器等等之中。电源转换器例如可以为直流一直流(DC-DC)电源转换器、交流一直流(AC-DC)电源转换器、直流一交流(DC-AC)逆变器等等。
[0046]在一些实施方式中，电路板824可以为次级电路板并且包括电气地联接到变压器702的次级绕组的部件。同样地，电路板826可以为初级电路板并且包括电气地联接到变压器702的初级绕组的部件。
[0047]本文所述的端子模块和绕线架可以由任何合适的材料形成。例如，端子模块和绕线架可以由诸如聚酰胺之类的聚合物形成。
[0048]本文所述的磁芯可以包括任何合适的磁性材料，例如包括锰锌(MnZn)铁氧体等等。此外，磁芯可以包括任何合适的芯部构型，例如包括E形、I形、U形、C形、环形等等的芯部构型。此外，磁芯可以包括一个或多个芯部区段。
[0049]本文所述的电路板可以是任何合适的电路板，这例如包括印制电路板。印制电路板可以包括用于电气地连接部件、端子等等的导电迹线。
[0050]可以以任何合适的方式对本文所述的变压器组件进行制造、组装等等。例如，可以通过以下方式来组装变压器组件:将变压器电气地联接到电路板；将绕组线从变压器电气地联接到端子模块；将端子模块可动地连接到变压器；并且将端子模块的端子手动地焊接到另一电路板。变压器组件可以以上面刚刚描述的顺序或以任何其它合适的顺序进行组装。在一些实施方式中，将变压器电气地联接到电路板包括将从变压器延伸的端子波峰焊接到电路板。
[0051]已经出于示出和描述的目的而提供了实施方式的以上描述。以上描述不旨在穷尽或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常不限于该特定实施方式，而是在可以适用的情况下能够互换并且可以用于选定的实施方式中，即便这没有具体地示出或描述。这些元件或特征可以以多种方式变化。这种变型不应被视为与本公开相背离，并且全部的这种修改旨在包含于本公开的范围内。
【权利要求】
1.一种变压器组件，包括: 第一电路板； 变压器，所述变压器电气地联接到所述第一电路板，所述变压器包括磁芯和绕组，所述绕组具有从所述绕组延伸的绕组线； 端子模块，所述端子模块可动地连接到所述变压器并且能够至少在第一方向上相对于所述变压器运动，所述端子模块包括端子，所述绕组线电气地联接到所述端子模块的所述端子；以及 第二电路板，所述第二电路板电气地联接到所述端子模块的所述端子。
2.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述绕组为次级绕组。
3.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述绕组线为三重绝缘的。
4.根据权利要求2所述的变压器组件，其中所述变压器包括第一侧以及与所述第一侧对置的第二侧，其中所述第一电路板联接到所述变压器的所述第一侧，并且其中所述第二电路板联接到位于所述变压器的所述第二侧的所述端子模块的所述端子。
5.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述变压器包括电气地联接到所述第一电路板的端子。
6.根据权利要求5所述的变压器组件，其中所述变压器端子通过焊接电气地联接到所述第一电路板。
7.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述变压器包括邻近所述变压器的所述磁芯的绕线架、以及延伸穿过所述绕线架的端子，并且其中所述变压器通过延伸穿过所述绕线架的所述端子电气地联接到所述第一电路板。
8.根据权利要求7所述的变压器组件，其中延伸穿过所述绕线架的所述端子通过焊接电气地联接到所述第一电路板。
9.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述第一方向为竖向方向。
10.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述端子模块限定了通道，并且其中所述绕组线延伸穿过所述端子模块的所述通道。
11.根据权利要求10所述的变压器组件，其中所述绕组线附连到所述端子模块。
12.根据权利要求1所述的变压器组件，其中所述端子模块限定了孔口，并且其中所述变压器包括延伸穿过所述端子模块的所述孔口的凸台。
13.根据权利要求12所述的变压器组件，其中所述凸台在所述第一方向上延伸一定的长度，并且其中所述端子模块能够沿着所述凸台的所述长度运动。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的变压器组件，其中所述端子模块仅能够在所述第一方向上相对于所述变压器运动。
15.一种电源转换器，包括根据权利要求1-14中任一项所述的变压器组件。
16.一种制造变压器组件的方法，包括: 将变压器电气地联接到第一电路板； 将绕组线从所述变压器电气地联接到端子模块； 将所述端子模块可动地连接到所述变压器；并且 将所述端子模块的端子手动地焊接到第二电路板。
【文档编号】H01F27/30GK103943331SQ201310674933
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年1月17日
【发明者】阿尔本·帕雷达伊·戈蔡, 比利·盖比拉甘·阿里亚斯 申请人:雅达电子国际有限公司