CN102842408B - 一种变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变压器，包括磁芯、绕组基座、以及缠绕在所述绕组基座上的原边绕组和副边绕组；所述原边绕组和所述副边绕组中，一者由绕线绕制而成，一者由铜皮绕制而成；所述绕线两端分别包覆有N1层绝缘胶带，所述绕线两端的绝缘胶带的包覆长度使得所述绕线绕成绕组后所述绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带；所述铜皮上至少两端的部分分别覆盖有N2层的长度大于等于3mm的绝缘胶带；其中，N1，N2均为正整数，N1+N2大于等于3。本发明的变压器，绕线绕制成绕组之前，绕线两端包覆绝缘胶带，这样不用再占用窗口面积在绕组与磁芯之间设置档带以形成爬电距离从而满足安规要求，而不用预留窗口空间设置档带，则在绕制相同匝数的绕组情形下，可将变压器的体积设计得较小。

Description

一种变压器

技术领域

本发明涉及电力电子器件，特别是涉及一种变压器。

背景技术

变压器为电源产品中经常用到电子器件。如图1所示，为现有常见的变压器结构示意图，包括磁芯11，绕组基座12，以及缠绕在绕组基座12上的原边绕组13和副边绕组14。磁芯11为EE型磁芯，每一E型磁芯包括磁芯中柱111、第一磁芯侧柱112、第二磁芯侧柱113以及磁芯边柱114。一般，原边绕组由绕线绕制而成，副边绕组由铜皮绕制而成。当然，也有原边绕组和副边绕组均由绕线绕制而成的，或原边绕组由铜皮绕制而成，副边绕组由绕线绕制而成的。变压器作为电器产品，一方面需要满足工作性能的要求，另一方面还需要满足安全标准规格（即安规）的要求：即变压器的原边绕组、副边绕组和磁芯，两两之间需要绝缘，且两两之间的爬电距离需大于等于安规要求所规定的安全距离。

为满足上述安规要求中的绝缘要求，通常采用绝缘胶带实现。如图2所示，为图1所示变压器中沿虚线所在水平面剖开的剖面图。为满足绝缘要求，缠绕绕组时，先在磁芯中柱111上缠绕第一绝缘胶带151，然后缠绕原边绕组13，然后在原边绕组13上包第二绝缘胶带152，再在第二绝缘胶带152上面绕副边绕组14，之后在副边绕组14上缠绕第三绝缘胶带153。通过第一绝缘胶带151实现原边绕组13与磁芯中柱111之间的绝缘，通过第二绝缘胶带152实现原边绕组13与副边绕组14之间的绝缘，通过第三绝缘胶带153实现副边绕组14与第一磁芯侧柱112、第二磁芯侧柱113之间的绝缘。各绝缘胶带根据安规要求设置相应的层数，例如对原边绕组13与副边绕组14起绝缘作用的第二绝缘胶带152至少设置3层。

原边绕组13一般由绕线绕制而成，为使原边绕组与磁芯之间的爬电距离满足安规要求，如图2所示，通常在原边绕组13与磁芯边柱114之间设置第一绝缘层161和第二绝缘层162，“挡在”原边绕组13与磁芯边柱114之间，因此第一绝缘层161和第二绝缘层162也被称为“档带”，则原边绕组13与磁芯边柱114之间的爬电距离，即为档带的厚度。档带的宽度为原边绕组13与磁芯11之间的爬电距离，则第一绝缘层161和第二绝缘层162设置得越宽，原边绕组13与磁芯11之间的爬电距离就越大，从而满足安规要求。

然而，这种在原边绕组13与磁芯边柱114之间设置档带的方案，档带的增加需要占用变压器较大一部分的窗口面积（窗口为图1中所示EE型磁芯对接组装成变压器后磁芯中柱与磁芯边柱之间的空间，也即图2中窗口宽度a、窗口高度h所围长方形区域，窗口面积为图中窗口宽度a×窗口高度h），当原边绕组匝数较多时，会出现绕不下档带的情形；而即使原边绕组匝数较少绕下了档带，但总是需要变压器的窗口空间设置档带，这样便制约了变压器体积小型化发展。而随着电源产品功率密度的不断提高，变压器的设计要求就是希望不断减小变压器体积来提高功率密度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种变压器，在确保变压器绕组与磁芯之间的爬电距离满足安规要求的同时，变压器的体积较小。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种变压器，包括磁芯、绕组基座、以及缠绕在所述绕组基座上的原边绕组和副边绕组；所述原边绕组和所述副边绕组中，一者由绕线绕制而成，一者由铜皮绕制而成；所述绕线两端分别包覆有N1层绝缘胶带，所述绕线两端的绝缘胶带的包覆长度使得所述绕线绕成绕组后所述绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带；所述铜皮上至少两端的部分分别覆盖有N2层的长度大于等于3mm的绝缘胶带；其中，N1，N2均为正整数，N1+N2大于等于3。

优选的技术方案中，

所述原边绕组由所述绕线绕制而成，所述副边绕组由所述铜皮绕制而成。

所述绕线两端包覆的绝缘胶带设有一层，所述铜皮上覆盖的绝缘胶带设有两层。

所述绕线两端包覆的绝缘胶带设有两层，所述铜皮上覆盖的绝缘胶带设有一层。

所述绕线两端的两层绝缘胶带由交叠缠绕的至少两个绝缘胶带构成；或者，所述绕线两端的两层绝缘胶带由分别缠绕一圈的两个绝缘胶带构成；或者，所述绕线两端的两层绝缘胶带由缠绕两圈的一个绝缘胶带构成。

所述铜皮的全部表面覆盖有绝缘胶带；或者，所述铜皮上的绝缘胶带仅覆盖所述铜皮的上表面，且延伸覆盖至所述铜皮的下表面的两端，所述铜皮的下表面的两端延伸覆盖的长度分别大于等于3mm。

所述原边绕组由所述铜皮绕制而成，所述副边绕组由所述绕线绕制而成。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：

一种变压器，包括磁芯、绕组基座、以及缠绕在所述绕组基座上的原边绕组和副边绕组；所述原边绕组和所述副边绕组均由绕线绕制而成；所述绕线两端分别包覆有绝缘胶带，所述绕线两端绝缘胶带的包覆长度使得所述绕线绕成绕组后所述绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带；绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数与绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数之和大于等于3。

优选的技术方案中，

绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为两层，绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为一层；或者，绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为一层，绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为两层。

所述绕线两端的两层绝缘胶带由交叠缠绕的至少两个绝缘胶带构成；或者，所述绕线两端的两层绝缘胶带由分别缠绕一圈的两个绝缘胶带构成；或者，所述绕线两端的两层绝缘胶带由缠绕两圈的一个绝缘胶带构成。

本发明与现有技术对比的有益效果是：

本发明的变压器，绕线绕制成绕组之前，绕线两端包覆绝缘胶带，从而不用再如现有技术中那样通过在绕组与磁芯之间设置档带的方式占用窗口面积，以形成爬电距离满足安规要求。通过绕线两端包覆绝缘胶带的设置，绕线绕成绕组后，绕组中未包覆绝缘胶带的部分与磁芯边柱的距离即是绕组与磁芯的爬电距离，将绕线两端的绝缘胶带设置足够长，即可使绕组与磁芯之间爬电距离足够大，从而满足安规要求。而不用设置档带，即不用预留窗口空间设置档带，则在绕制相同匝数的绕组情形下，可将变压器的体积设计得较小。

附图说明

图1是现有技术中变压器的结构图；

图2是图1所示变压器沿虚线所在水平面剖开的剖面图；

图3是本发明具体实施方式一中绕线上绝缘胶带的第一种缠绕方式示意图；

图4是本发明具体实施方式一中绕线上绝缘胶带的第二种缠绕方式示意图；

图5是本发明具体实施方式一中绕线上绝缘胶带的第三种缠绕方式示意图；

图6是本发明具体实施方式一中绕线绕成的原边绕组的结构示意图；

图7是本发明具体实施方式一中变压器的剖面图；

图8是本发明具体实施方式一中铜皮表面涂覆绝缘胶带的方式示意图；

图9是本发明具体实施方式一中铜皮绕成的副边绕组的结构示意图；

图10是本发明具体实施方式二中变压器的剖面图；

图11是本发明具体实施方式三中变压器的剖面图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式一

本具体实施方式中变压器包括磁芯，绕组基座，以及缠绕在绕组基座上的原边绕组和副边绕组。

变压器中，副边绕组由铜皮绕制而成，铜皮上至少两端的部分分别覆盖有N2层长度大于等于3mm的绝缘胶带；原边绕组由两端分别包覆有N1层绝缘胶带的绕线绕制而成。其中，N1，N2均为正整数，N1+N2大于等于3。本具体实施方式中取N1=2，N2=1。绕线两端的绝缘胶带的包覆长度足够长，使得绕线绕成原边绕组后原边绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带。如下提供三种在绕线上包覆绝缘胶带的方式：

第一种，如图3所示，为交叠缠绕方式示意图，图中示出了由第四绝缘胶带301、第五绝缘胶带302和第六绝缘胶带303三个绝缘胶带交叠缠绕构成绕线S一端的两层绝缘胶带的情形，第四绝缘胶带301缠绕一圈后，第五绝缘胶带302交叠覆盖在第一绝缘胶带301上缠绕一圈，然后第六绝缘胶带303交叠覆盖在第五绝缘胶带302上缠绕一圈，这样依次交叠缠绕，包覆后，绕线S两端包覆的绝缘胶带即是由交叠缠绕的三个绝缘胶带构成。在实际应用中，也可以使用两个绝缘胶带或者大于三个的绝缘胶带依照图3所示的交叠缠绕方式构成绕线S上的两层绝缘胶带。

第二种，如图4所示，为两个绝缘胶带分别缠绕一圈的方式，图中示出了由第七绝缘胶带401、第八绝缘胶带402分别缠绕一圈构成绕线S一端的两层绝缘胶带的情形，第七绝缘胶带401缠绕一圈后，第八绝缘胶带402包覆在第七绝缘胶带401上缠绕一圈，如此包覆后，绕线S两端包覆的绝缘胶带即是由分别缠绕一圈的两个绝缘胶带构成。

第三种，如图5所示，为一个绝缘胶带缠绕两圈的方式，图中示出了由第九绝缘胶带501缠绕两圈构成绕线S一端的两层绝缘胶带的情形，如此包覆后，绕线S两端包覆的绝缘胶带即是由缠绕两圈的一个绝缘胶带构成。

上述绕线S上包覆的绝缘胶带的长度，均要求使得绕线绕成绕组后，绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带。如图6所示，为绕线绕成的原边绕组的结构示意图。图6中，原边绕组13包括三个部分：没有包覆绝缘胶带的原边绕组中间部分L1，两端包覆有绝缘胶带的原边绕组第一部分L2、原边绕组第二部分L3。因此绕线S上包覆的绝缘胶带的长度即是要使得原边绕组第一部分L2和原边绕组第二部分L3分别大于等于3mm。

如图7所示，为变压器的剖面图。图7中所示变压器的磁芯为EE型磁芯，当然也可选用其它磁芯，如EI型磁芯、ER型磁芯、UU型磁芯等。图7中所示的EE型磁芯，每一E型磁芯包括磁芯中柱111、第一磁芯侧柱112、第二磁芯侧柱113以及磁芯边柱114。原边绕组13即为图6中的原边绕组13，图7中原边绕组13两端的绝缘胶带，第十绝缘胶带131和第十一绝缘胶带132即在图6中所示区域L2和L3处，图7中第一磁芯边柱116、第二磁芯边柱114所在位置即为图6中A、B所示位置。变压器中原边绕组与磁芯的爬电距离为原边绕组中没有包覆绝缘胶带的部分与磁芯的距离，从图6和图7可知即为L1两端与磁芯的距离，也即图6中L2、L3的长度。当L2和L3的长度均大于等于3mm时，原边绕组与磁芯的爬电距离即大于等于3mm，满足安规要求。而绕制成原边绕组13的绕线两端设置两层绝缘胶带，绕制成副边绕组14的铜皮表面覆盖一层绝缘胶带，使得原边绕组13的两端和副边绕组14的两端，即便通过磁芯边柱114（如图7中箭头所示），原边绕组13的端部与副边绕组14的端部之间仍然有三层绝缘胶带起到绝缘分离的作用，保证了即便通过磁芯边柱114，原副边绕组端部之间的绝缘也是满足安规要求的。

本具体实施方式中的变压器，原边绕组与磁芯之间不需再设置档带，通过两端包覆有绝缘胶带的绕线绕制原边绕组，由绝缘胶带包覆的区域作为爬电距离，将绝缘胶带包覆的区域设置的足够长，即可使爬电距离较长，从而使原边绕组与磁芯的爬电距离满足安规要求。而将绕线上绝缘胶带的层数以及铜皮上绝缘胶带的层数之和设置为大于等于3，在使爬电距离满足安规要求的同时，原边绕组与副边绕组之间的绝缘性能没有受到影响，仍然能满足安规要求。由于本具体实施方式的变压器，不再需要设置档带，在绕制相同匝数的原边绕组情形下，即可将变压器的体积设计得较小。

其中，铜皮上覆盖绝缘胶带时，可在铜皮的全部表面覆盖绝缘胶带。也可为节约绝缘胶带的使用，不用在铜皮的全部表面覆盖绝缘胶带，而是使用“反包胶带”的方式覆盖：如图8所示，绝缘胶带801仅覆盖铜皮800的上表面以及延伸覆盖至下表面的两端，下表面上延伸覆盖的绝缘胶带801的长度大于等于3mm，也即图中所示x的长度大于等于3mm。

如图9所示，为铜皮绕成的副边绕组的结构示意图。图9中，副边绕组14，包括三个部分：绝缘胶带没有包覆到的副边绕组中间部分L4、绝缘胶带包覆到的副边绕组第一部分L5以及副边绕组第二部分L6。图9中，A，B所示位置也即为图7中磁芯边柱114所在的位置，副边绕组14与磁芯边柱114之间的爬电距离为图9中副边绕组14未包覆绝缘胶带的部分距离磁芯边柱114的距离，也即副边绕组第一部分L5、副边绕组第二部分L6区域的长度。而绝缘胶带包覆铜皮时，下表面上覆盖的绝缘胶带的长度大于等于3mm，也即副边绕组第一部分L5、副边绕组第二部分L6的长度均大于等于3mm，即副边绕组14与磁芯边柱114之间的爬电距离大于等于3mm，满足安规要求。因此，采用上述“反包胶带”的方式在铜皮上包覆胶带，既能节约绝缘胶带的用量，又能保证安规要求。

具体实施方式二

本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：本具体实施方式中，变压器的原边绕组由铜皮绕制而成，变压器的副边绕组由绕线绕制而成。

如图10所示，为变压器的剖视图，图中，变压器的磁芯也为EE型磁芯，每一E型磁芯包括磁芯中柱111、第一磁芯侧柱112、第二磁芯侧柱113以及磁芯边柱114。图中原边绕组13的结构与具体实施方式一中副边绕组14的结构相同，原边绕组由铜皮绕制而成，其上可全部覆盖N2层绝缘胶带，也可采用“反包胶带”的方式覆盖N2层绝缘胶带；副边绕组14的结构与具体实施方式一中原边绕组的结构相同，副边绕组由两端分别包覆有N1层绝缘胶带的绕线绕制而成，绕线两端的绝缘胶带的包覆长度足够长，使得绕线绕成原边绕组后原边绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶胶带。且N1，N2均为正整数，N1+N2大于等于3。绕线上缠绕绝缘胶带的方式也可以有三种，同具体实施方式一中三种方式。

本具体实施方式中的变压器的副边绕组与磁芯之间同样可不再设置档带，通过两端包覆有绝缘胶带的绕线绕制副边绕组，由绝缘胶带包覆的区域作为爬电距离，将绝缘胶带包覆的区域设置的足够长，即可使爬电距离较长，从而使副边绕组与磁芯的爬电距离满足安规要求。而将绕线上绝缘胶带的层数以及铜皮上绝缘胶带的层数之和设置为大于等于3，在使爬电距离满足安规要求的同时，即便通过磁芯边柱，原副边绕组端部之间的绝缘也是满足安规要求的。由于本具体实施方式的变压器，不再需要设置档带，在绕制相同匝数的副边绕组情形下，即可将变压器的体积设计得较小。

具体实施方式三

本具体实施方式与实施方式一的不同之处在于：本具体实施方式中，原边绕组和副边绕组均由绕线绕制而成。

本具体实施方式中变压器，包括磁芯、绕组基座、以及缠绕在绕组基座上的原边绕组和副边绕组，原边绕组和副边绕组均由绕线绕制而成，绕线两端分别包覆有绝缘胶带，绕线两端的绝缘胶带的包覆长度使得绕线绕成绕组后绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带；绕制原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数与绕制副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数之和大于等于3。为节省绝缘胶带的用量，可取两者之和为3，将绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为两层，绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为一层；也可将绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为一层，绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为两层。

如图11所示，为变压器的剖面图，图中，变压器的磁芯也为EE型磁芯，每一E型磁芯包括磁芯中柱111、第一磁芯侧柱112、第二磁芯侧柱113以及磁芯边柱114。图中原边绕组13的结构、副边绕组14的结构均可以与具体实施方式一中原边绕组的结构相同，原边绕组13由两端分别包覆有x层的绝缘胶带的绕线绕制而成，副边绕组14由两端分别包覆有y层的绝缘胶带的绕线绕制而成，其中，x，y均为正整数，x+y大于等于3。绕线上缠绕绝缘胶带的方式也可以有三种，同具体实施方式一中三种方式。

本具体实施方式中的变压器，原边绕组、副边绕组与磁芯之间均不需设置档带，由绝缘胶带包覆的区域作为爬电距离，将绝缘胶带包覆的区域设置的足够长，即可使爬电距离较长，从而使原边绕组与磁芯的爬电距离、副边绕组与磁芯的爬电距离均满足安规要求。同时，原边绕组上绝缘胶带的层数与副边绕组上绝缘胶带的层数之和大于等于3，使得即便通过磁芯边柱，原副边绕组端部之间的绝缘也是满足安规要求的。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于：包括磁芯、绕组基座、以及缠绕在所述绕组基座上的原边绕组和副边绕组；所述原边绕组和所述副边绕组中，一者由绕线绕制而成，一者由铜皮绕制而成；所述绕线两端分别包覆有N1层绝缘胶带，所述绕线两端的绝缘胶带的包覆长度使得所述绕线绕成绕组后所述绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带，包覆在绕线上的绝缘胶带使得所述绕线绕成的绕组包括三个部分：没有包覆绝缘胶带的绕组中间部分，两端包覆有绝缘胶带的绕组第一部分、绕组第二部分；所述铜皮上至少两端的部分分别覆盖有N2层的长度大于等于3mm的绝缘胶带；其中，N1，N2均为正整数，N1+N2大于等于3。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述原边绕组由所述绕线绕制而成，所述副边绕组由所述铜皮绕制而成。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于：所述绕线两端包覆的绝缘胶带设有一层，所述铜皮上覆盖的绝缘胶带设有两层。

4.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于：所述绕线两端包覆的绝缘胶带设有两层，所述铜皮上覆盖的绝缘胶带设有一层。

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于：所述绕线两端的两层绝缘胶带由交叠缠绕的至少两个绝缘胶带构成；或者，

所述绕线两端的两层绝缘胶带由分别缠绕一层的两个绝缘胶带构成；或者，

所述绕线两端的两层绝缘胶带由缠绕两层的一个绝缘胶带构成。

6.根据权利要求1至5任一项所述的变压器，其特征在于：所述铜皮的全部表面覆盖有绝缘胶带；或者，所述铜皮上的绝缘胶带仅覆盖所述铜皮的上表面，且延伸覆盖至所述铜皮的下表面的两端，所述铜皮的下表面的两端延伸覆盖的长度分别大于等于3mm。

7.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述原边绕组由所述铜皮绕制而成，所述副边绕组由所述绕线绕制而成。

8.一种变压器，其特征在于：包括磁芯、绕组基座、以及缠绕在所述绕组基座上的原边绕组和副边绕组；所述原边绕组和所述副边绕组均由绕线绕制而成；所述绕线两端分别包覆有绝缘胶带，所述绕线两端绝缘胶带的包覆长度使得所述绕线绕成绕组后所述绕组两端分别有大于等于3mm的区域包覆绝缘胶带；绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数与绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数之和大于等于3；包覆在绕线上的绝缘胶带使得所述绕线绕成的绕组包括三个部分：没有包覆绝缘胶带的绕组中间部分，两端包覆有绝缘胶带的绕组第一部分、绕组第二部分。

9.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于：绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为两层，绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为一层；或者，绕制所述原边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为一层，绕制所述副边绕组的绕线两端包覆的绝缘胶带的层数为两层。

10.根据权利要求9所述的变压器，其特征在于：所述绕线两端的两层绝缘胶带由交叠缠绕的至少两个绝缘胶带构成；或者，

所述绕线两端的两层绝缘胶带由分别缠绕一层的两个绝缘胶带构成；或者，

所述绕线两端的两层绝缘胶带由缠绕两层的一个绝缘胶带构成。