CN102436909A - 大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构，由两台中高频变压器组成，中高频变压器包括：环形磁芯，输入绕组穿绕于环形磁芯上，输出绕组由内部设置有冷却水路的铝铸件壳体包覆在环形磁芯和输入绕组的外侧和中间形成，外圈和内圈单匝输出，外圈和内圈的端部构成该输出绕组的输出端，铝铸件壳体和安装在铝铸件壳体上的铜排将输入绕组包覆在内部，形成闭合磁路，两台中高频变压器的输入绕组串联连接构成总输入绕组，两台中高频变压器的两个内部加工有冷却水路的铝铸件壳体的外圈相连接构成总输出绕组中心端，两台中高频变压器的两个内圈构成该总输出绕组的两输出端。本发明适用于高频变压器和中频感应加热电源变压器。

Description

大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构
技术领域
本发明涉及到一种大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构。
背景技术
在大功率开关电源中通常使用一种中高频变压器，起到电气隔离和阻抗匹配的作用，其结构包括环形磁芯，输入绕组穿绕于环形磁芯上，铜排包覆在环形磁芯的外侧和中间形成外圈和内圈，铜排构成每台中高频变压器的输出绕组。上述结构的中高频变压器的缺点是环形磁芯、输入绕组、铜排组成的输出绕组在针对低压大电流的工况下，结构、加工复杂，成本高，且环形磁芯、输入绕组、铜排组成的输出绕组发热量大，通过自然冷却、风冷或水冷，对环形磁芯、输入绕组冷却效果较差。并且应用于大功率开关电源低压大电流开关变压器时因低压大电流的限制要求，往往采用多个变压器进行串并联满足使用要求，结构占用空间大，而且该结构磁路为开放式，输入绕组串联时连线过长、会在周围空间产生高频干扰磁场，影响到设备的可靠性并干扰其它电子设备。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种具备抗电磁干扰能力并且冷却效果较好的大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构，由两台中高频变压器组成，每台中高频变压器包括：环形磁芯，输入绕组穿绕于环形磁芯上，输出绕组由内部设置有冷却水路的铝铸件壳体构成，铝铸件壳体包覆在环形磁芯和输入绕组的外侧的部分形成外圈，铝铸件壳体包覆在环形磁芯和输入绕组的内侧的部分形成内圈，外圈和内圈的端部构成该输出绕组的输出端，环形磁芯、输入绕组和输出绕组的空隙中完全填充有灌封材料，铝铸件壳体和安装在铝铸件壳体上的铜排将输入绕组包覆在内部，形成闭合磁路，两台中高频变压器的输入绕组串联连接构成总输入绕组，两台中高频变压器的两个内部加工有冷却水路的铝铸件壳体的外圈相连接构成总输出绕组中心端，两台中高频变压器的两个内圈构成该总输出绕组的两输出端。
本发明的有益效果是：上述结构的变压器将环形磁芯和输入绕组完全包覆在铝铸件壳体和铜排之间，形成闭合磁路，电磁干扰小。组成总输出绕组的铝铸件壳体内部带有冷却水路，冷却效果好。输入绕组被包覆在冷却效果好的输出绕组内部，用灌封材料将环形磁芯、输入绕组和输出绕组的空隙完全填充，输入绕组产生的热量能被冷却水路更好的带走，散热效果好。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图；
图2是图1中铝铸件壳体的结构示意图；
图3是图2中铝铸件壳体的剖视结构示意图；
图4是本发明的一种实施例的电路原理图；
图5是与图4相对应的外形结构示意图；
图6是本发明的另一种实施例的电路原理图；
图7是与图6相对应的外形结构示意图；
图中：10、第一中高频变压器，1、第一环形磁芯，2、第一输入绕组，21、第一内圈接线端，22、第一外圈接线端，3、第一铝铸件壳体，31、第一内圈输出铜排，32、第一外圈输出铜排，40、第二中高频变压器，4、第二环形磁芯，5、第二输入绕组，51、第二内圈接线端，52、第二外圈接线端，6、第二铝铸件壳体，62、第二内圈输出铜排，7、环氧条，8、灌封材料。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构作进一步的详细描述。
如图1所示，大功率开关变压器串并联结构，由两台中高频变压器——第一中高频变压器10和第二中高频变压器40组成。
第一中高频变压器10包括：第一环形磁芯1，第一输入绕组2用铜漆包编织线按均流方式绕制在第一环形磁芯1上，第一输入绕组2引出线接线端为第一内圈接线端21和第一外圈接线端22；加工有冷却水路的第一铝铸件壳体3包覆在第一环形磁芯1的外侧和中间，第一铝铸件壳体3的结构如图2、图3所示，第一铝铸件壳体3的中间部分为内圈，第一铝铸件壳体3的外侧部分为外圈，第一铝铸件壳体3的内圈和外圈构成第一中高频变压器10的输出绕组——相当于一匝，安装于第一铝铸件壳体3外圈上的第一外圈输出铜排32和安装于第一铝铸件壳体3内圈上的第一内圈输出铜排31构成输出绕组的输出端。用灌封材料8将第一环形磁芯1、第一输入绕组2和输出绕组的空隙完全填充。
第二中高频变压器40包括：第二环形磁芯4，第二输入绕组5用铜漆包编织线按均流方式绕制在第二环形磁芯4上，输入绕组引出线接线端口为第二内圈接线端51和第二外圈接线端52；加工有冷却水路的第二方形铝铸件壳体6包覆在第二环形磁芯4的外侧和中间，第二铝铸件壳体6高端为内圈，第二铝铸件壳体6低端为外圈，第二铝铸件壳体6的内圈和外圈构成第二中高频变压器40的输出绕组——相当于一匝，安装于第一铝铸件壳体3外圈的第一外圈输出铜排32和安装于第二铝铸件壳体6内圈的第二内圈输出铜排62构成输出绕组的输出端。用灌封材料8将第二环形磁芯4、第二输入绕组5和输出绕组的空隙完全填充。
如图4、图5所示，本实施例中，将第一中高频变压器10和第二中高频变压器40的输入绕组串联连接构成所述大功率开关变压器串并联结构的总输入绕组：第一中高频变压器10的第一输入绕组2的第一外圈接线端22和第二中高频变压器40的第二输入绕组5的第二内圈接线端51串联连接；另两个输入绕组的第一内圈接线端21和第二外圈接线端52则构成该总输入绕组的总输入端；将第一中高频变压器10和第二中高频变压器40的两个铝铸件壳体的外圈用第一外圈输出铜排32相连接，第一中高频变压器10的第一铝铸件壳体3的内圈安装第一内圈输出铜排31，第二中高频变压器40的第二铝铸件壳体6的内圈安装第二内圈输出铜排62，则第一内圈输出铜排31、第二内圈输出铜排62和第一外圈输出铜排32构成该总输出绕组的总输出端，这样总输出绕组就相当于二匝。其中第一外圈输出铜排32为总输出绕组中心端，如需要引出中心抽头（见图6所示），则第一外圈输出铜排32上加工输出安装孔（见图7所示），两个中高频变压器通过环氧条7在变压器底部进行紧固连接。
上述结构的变压器可用于高频开关电源的二极管整流电路，即：大功率开关变压器串并联结构的总输出绕组的总输出端（第一内圈输出铜排31和第二内圈输出铜排62）连接至二极管整流电路；总输出绕组中心端（第一外圈输出铜排32）输出电压。上述结构的变压器也可用于中频感应加热电源的变压输出电路，即：大功率开关变压器串并联结构的总输出绕组的总输出端（第一内圈输出铜排31和第二内圈输出铜排62）连接至感应加热负载。由于铝铸件壳体和铜板的截面较大，能承受电源的大电流，同时起固定变压器和散热的作用，上述结构的变压器损耗较小，提高了工作效率。
上述结构的变压器将环形磁芯1、4和输入绕组2、5完全包覆在第一铝铸件壳体3、第二铝铸件壳体6、第一内圈输出铜板31、第二内圈输出铜板62、第一外圈输出铜板32之间，形成闭合磁路，电磁干扰小。组成总输出绕组的铝铸件壳体和输出铜板内部带有冷却水路，冷却效果好。输入绕组被包覆在冷却效果好的输出绕组内部，用灌封材料将环形磁芯、输入绕组和输出绕组的空隙完全填充，输入绕组产生的热量能被冷却水路更好的带走，散热效果好。
上述结构的大功率中高频变压器连接结构简单，使用方便，冷却效果好，电磁干扰小，可应用于大功率中频感应加热设备及高频开关电源中。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.大功率开关电源低压大电流开关变压器串并联结构，由两台中高频变压器组成，其特征在于：每台中高频变压器包括：环形磁芯，输入绕组穿绕于环形磁芯上，输出绕组由内部设置有冷却水路的铝铸件壳体构成，铝铸件壳体包覆在环形磁芯和输入绕组的外侧的部分形成外圈，铝铸件壳体包覆在环形磁芯和输入绕组的内侧的部分形成内圈，外圈和内圈的端部构成该输出绕组的输出端，环形磁芯、输入绕组和输出绕组的空隙中完全填充有灌封材料，铝铸件壳体和安装在铝铸件壳体上的铜排将输入绕组包覆在内部，形成闭合磁路，两台中高频变压器的输入绕组串联连接构成总输入绕组，两台中高频变压器的两个内部加工有冷却水路的铝铸件壳体的外圈相连接构成总输出绕组中心端，两台中高频变压器的两个内圈构成该总输出绕组的两输出端。
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