CN102013308A - 电子变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子变压器。所述电子变压器包括：铁芯；初级线圈；以及次级线圈，其中所述初级线圈和所述次级线圈缠绕在所述铁芯上、呈面对面地设置并且沿所述铁芯互相间隔开一定距离。其中，所述电子变压器还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述铁芯的次级线圈侧、位于所述铁芯与所述次级线圈之间，使得所述铁芯与所述次级线圈互相隔离开。根据本发明的电子变压器不仅改进了短路性能，而且在确保电子变压器的绝缘性的前提下还使电子变压器的结构更简单以及外形更紧凑。

Description

电子变压器
技术领域
本发明涉及一种电子变压器，更具体地，涉及一种采用初级线圈和次级线圈面对面设计、并且仅仅在次级线圈侧设置骨架的电子变压器。
背景技术
电子变压器使用在很多场合中，例如，使用在卤素灯的供电单元中。在这种应用情形中，输入线电压(例如，中国以及大多数欧洲国家的市电电压通常为220伏到240伏，而美洲国家则通常为100伏到120伏)被转换成12伏或24伏的输出电压。
当前，随着例如卤素灯等用电设备的尺寸日趋小型化以及对用电安全方面的要求日益严格，对电子变压器的尺寸和绝缘安全性能也有了更高的要求。
根据IEC(国际电工委员会)61347-2-2和SELV(安全特低电压)的要求，电子变压器必须满足初级线圈与次级线圈之间以及线圈与铁芯之间等的绝缘和其它安全要求。特别地，与初级线圈和铁芯之间的绝缘性相比，次级线圈和铁芯之间的绝缘性要求更高。
能够满足这种绝缘要求的一种已知装置是用于分开初级绕组和次级绕组的骨架，如图1所示。然而，在如图1所示的变压器中，由于骨架设置在整个铁芯上，因此不可避免地造成变压器的结构变得复杂并且尺寸变得过大。并且，由于铁芯大致完全被线圈所覆盖，因此使得电压器在工作时漏感过小，从而在产品短路时，容易损坏功率半导体器件。由此，使变压器本身进而整个产品中的其它电子元器件的可靠性降低，也就是说，影响了变压器的短路性能。
这里，术语“短路性能”指的是，在短路测试中，变压器本身和完整产品的其他电子元器件的损耗大小。所述损耗大小由所引起的温度高低来估算，温度越低，则损耗越小并且短路性能越好。
现有技术中的另一种变压器示出于图2中。如图2所示，这种变压器的初级线圈与次级线圈面对面设置，由此可以适当地增加变压器的漏感，从而在一定程度上改进了变压器的短路性能。然而，由于次级线圈直接与铁芯接触，因而不可避免地存在安全隐患，从而在某些地区---例如德国等欧洲国家---未获得例如VDE(德国电气工程师协会)等相关机构的批准及市场准入。
本发明旨在解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种电子变压器。所述电子变压器包括：铁芯；初级线圈；以及次级线圈，其中所述初级线圈和所述次级线圈缠绕在所述铁芯上、呈面对面地设置并且沿所述铁芯互相间隔开一定距离。其中，所述电子变压器还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述铁芯的次级线圈侧、位于所述铁芯与所述次级线圈之间，使得所述铁芯与所述次级线圈互相隔离开。
优选地，所述铁芯为环形铁芯。
优选地，所述初级线圈和所述次级线圈在所述环形铁芯上所占据的角度各自为90度至150度，更优选地，所述角度为120度。
优选地，所述绝缘件是骨架。可替代地，所述绝缘件是缠绕在所述铁芯上的绝缘胶带。
优选地，所述骨架由单独成型的具有U形横截面的上部分和下部分构成。
优选地，所述上部分包括：第一本体；形成于所述第一本体的内外两侧的下边缘处的上台阶部；以及形成于所述第一本体的两个端部的整个缘边处的向外突出的上凸缘。并且，所述下部分包括：第二本体；形成于所述第二本体的内外两侧的上边缘处的下台阶部；以及形成于所述第二本体的两个端部的整个缘边处的向外突出的下凸缘。
优选地，所述上台阶部和所述下台阶部的形状互补，使得当通过将所述上部分的上台阶部插入所述下部分中而使所述上部分和所述下部分装配在一起时，所述上部分和所述下部分能够紧密地配合在一起。
优选地，在所述上台阶部上设置有固定突起，并且在所述下台阶部上设置有与所述固定突起进行卡扣配合的固定凹口。
在如上所述的电子变压器中，由于采用了如上所述的线圈面对面设计，与传统的铁芯大致完全被线圈覆盖的变压器相比，根据本发明的电子变压器在工作时可以使漏感适度地增大，从而在产品短路时，不容易损坏功率半导体器件。由此，使变压器本身进而整个产品中的其它电子元器件的损耗得以降低，也就是说，改进了变压器的短路性能。
另外，在如上所述的电子变压器中，由于采用了如上所述的骨架局部设计---亦即仅仅在绝缘性要求更高的次级线圈侧设置骨架的设计，一方面，可以适当地提高次级线圈与铁芯之间的绝缘性，从而使变压器能够满足IEC 61347-2-2和SELV要求或者能够获得某些地区的电气工程师协会的批准及市场准入。另一方面，由于仅仅在绝缘性要求更高的次级线圈侧设置骨架，因此可以使变压器的结构更简单以及外形更紧凑，从而降低了变压器的制造及储运成本。
附图说明
下面参照附图描述本发明的作为示例的非限制性实施方式，附图中相同的附图标记用于指代相同的部件，其中：
图1示出了一种传统的变压器；
图2示出了另一种传统的变压器；
图3以俯视图示出了根据本发明示例性实施方式的变压器；
图4以立体图示出了图3中的变压器；
图5以平面图示出了用在根据本发明示例性实施方式的变压器中的骨架；
图6以截面图示出了图5中的骨架；
图7和8分别示出了图5和6中的骨架从不同方向观察的立体图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明示例性实施方式进行详细描述。
图3和图4分别是示出根据本发明示例性实施方式的电子变压器的俯视图和立体图。如图所示，该电子变压器总体上以附图标记100标示。
电子变压器100包括铁芯1、初级线圈(原边)2和次级线圈(副边)3。在本实施方式中，铁芯1为环形铁芯，并且优选地，铁芯1采用铁氧体铁芯，并且经过了适当的绝缘漆涂覆处理。初级线圈2和次级线圈3分别缠绕在铁芯1上，换言之，将导电线缠绕在铁芯上而形成线圈。导电线可以包括单线类型或编织(即李兹线)类型，并且优选地是漆包铜线。在本实施方式中，如图3所最佳示出，初级线圈2和次级线圈3以面对面的方式设置。在采用环形铁芯的情况下，优选地，初级线圈2和次级线圈3设置成关于环形铁芯的圆心对称。并且，在本实施方式中，初级线圈2与次级线圈3之间沿铁芯的周向间隔开一定距离，也就是说，初级线圈2和次级线圈3在环形铁芯上所占据的角度可以各自从90度至150度不等，优选地为100度至140度，更优选地为110度至130度，最优选地为120度。
尽管图中示出的是环形铁芯，但是应当理解，根据本发明的电子变压器的铁芯也可以采用任何其它合适的形状。另外，尽管图中示出的初级线圈和次级线圈的数目都是一个，但是应当理解，根据本发明的电子变压器的初级线圈和次级线圈也可以是任何其它合适的数目
通过如上所述的线圈面对面设计，与传统的铁芯大致完全被线圈覆盖的变压器相比，根据本发明的电子变压器在工作时可以使漏感适度地增大，从而在产品短路时，不容易损坏功率半导体器件。由此，使变压器本身进而整个产品中的其它电子元器件的损耗得以降低，也就是说，改进了变压器的短路性能。
进一步地，根据本发明示例性实施方式的电子变压器包括骨架4，并且，骨架4仅仅设置在次级线圈3侧，而在初级线圈2与铁芯1之间不设置有骨架。也就是说，骨架4相对于整个铁芯1而言是局部的。在本实施方式中，骨架4直接包套在铁芯1的、位于次级线圈3侧的部分上，然后，次级线圈3再缠绕到骨架4上，从而避免了次级线圈3与铁芯1的“直接”接触。并且，在本实施方式中，骨架4在铁芯1上的延伸(长)度与次级线圈3在铁芯1上的延伸(长)度大致匹配或者略微地大于后者，如图3或4所示。骨架4可以由目前使用的任意类型的电绝缘材料制造，例如，电木、PET、PBT、FR-530或尼龙等塑料，并且具有符合安全绝缘标准的厚度。
通过如上所述的骨架局部设计---亦即仅仅在绝缘性要求更高的次级线圈侧设置骨架的设计，一方面，可以适当地提高次级线圈与铁芯之间的绝缘性，从而使变压器能够满足IEC 61347-2-2和SELV要求或者能够获得某些地区的电气工程师协会的批准及市场准入。另一方面，由于仅仅在绝缘性要求更高的次级线圈侧设置骨架，因此可以使变压器的结构更简单以及外形更紧凑，从而降低了变压器的制造及储运成本。
下面参照图5-8描述根据本发明示例性实施方式的骨架。
如图所示，在本实施方式中，骨架4包括单独成型的具有U形横截面的上部分41和下部分42。在使用中，上部分41和下部分42装配在一起而形成中空的筒状骨架4。在本实施方式中，骨架4形成为具有与铁芯1的至少一部分的轮廓相匹配的轮廓。上部分41包括：本体(第一本体)45；形成于本体45的内外两侧的下边缘处的上台阶部49；以及形成于本体45的两个端部的整个缘边处的向外突出的上凸缘53。相应地，下部分42包括：本体(第二本体)46；形成于本体46的内外两侧的上边缘处的下台阶部50；以及形成于本体46的两个端部的整个缘边处的向外突出的下凸缘54。凸缘的高度与线圈的高度大致匹配或者略微地大于后者，从而便于在生产过程中对线圈进行缠绕，并且使得线圈不易滑出骨架的范围。
在本实施方式中，上台阶部49和下台阶部50的形状互补，亦即，上台阶部49的长度L1和下台阶部50的长度L2一致，并且，上台阶部49的宽度D1与下台阶部50的台肩部62的宽度一致，反之亦然。由此，当通过将上部分41的上台阶部49插入下部分42中而使上部分41和下部分42装配在一起时，上部分41和下部分42能够紧密地配合在一起，并且在所形成的骨架中，接合处的内外表面呈现平齐的状态。在一个实施方式中，在上台阶部49上设置有例如与本体45一体形成的固定突起57，并且在下台阶部50上设置有与固定突起57进行卡扣配合的固定凹口58。由此，可以将上部分41和下部分42固定在一起而不需要任何额外的紧固件，从而大大地方便了骨架的装配。
在一个实施方式中，替代如上所述的骨架，可以使用缠绕在铁芯上的绝缘胶布。当然，本领域技术人员应当理解，除此之外，还可以采用任何其它合适的绝缘件。
在本说明书中，每当提及“示例性实施方式”、“本实施方式”、“一个实施方式”等时意味着针对该实施方式描述的具体的特征、结构或特点包括在本发明的至少一个实施方式中。这些用词在本说明书中不同地方的出现不一定都指代同一实施方式。此外，当针对任一实施方式描述具体的特征、结构或特点时，应当认为本领域技术人员能够在所有所述实施方式中的其它实施方式中实现这种特征、结构或特点。
虽然结合了示例性实施方式对本发明进行了描述，但是应当理解，在不偏离权利要求书所限定的范围的情况下，本领域技术人员可以对所述示例性实施方式做出各种变化。

Claims (10)

1.一种电子变压器，包括：
铁芯；
初级线圈；以及
次级线圈，其中所述初级线圈和所述次级线圈缠绕在所述铁芯上、呈面对面地设置并且沿所述铁芯互相间隔开一定距离，
其特征在于，所述电子变压器还包括绝缘件，所述绝缘件设置在所述铁芯的次级线圈侧、位于所述铁芯与所述次级线圈之间，使得所述铁芯与所述次级线圈互相隔离开。
2.如权利要求1所述的电子变压器，其中，所述铁芯为环形铁芯。
3.如权利要求2所述的电子变压器，其中，所述初级线圈和所述次级线圈在所述环形铁芯上所占据的角度各自为90度至150度。
4.如权利要求2所述的电子变压器，其中，所述初级线圈和所述次级线圈在所述环形铁芯上所占据的角度各自为120度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电子变压器，其中，所述绝缘件是骨架。
6.如权利要求5所述的电子变压器，其中，所述骨架由单独成型的具有U形横截面的上部分和下部分构成。
7.如权利要求6所述的电子变压器，其中
所述上部分包括：第一本体；形成于所述第一本体的内外两侧的下边缘处的上台阶部；以及形成于所述第一本体的两个端部的整个缘边处的向外突出的上凸缘，
所述下部分包括：第二本体；形成于所述第二本体的内外两侧的上边缘处的下台阶部；以及形成于所述第二本体的两个端部的整个缘边处的向外突出的下凸缘。
8.如权利要求7所述的电子变压器，其中，所述上台阶部和所述下台阶部的形状互补，使得当通过将所述上部分的上台阶部插入所述下部分中而使所述上部分和所述下部分装配在一起时，所述上部分和所述下部分能够紧密地配合在一起。
9.如权利要求7或8所述的电子变压器，其中，在所述上台阶部上设置有固定突起，并且在所述下台阶部上设置有与所述固定突起进行卡扣配合的固定凹口。
10.如权利要求1至4中任一项所述的电子变压器，其中，所述绝缘件是缠绕在所述铁芯上的绝缘胶带。
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