CN102956350A - 一种一体化高频功率变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种一体化高频功率变压器，包括环形变压器磁芯、变压器原边绕组和带环形凹槽的铝块；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀绕于环形变压器磁芯上构成，环形变压器磁芯放于所述铝块的环形凹槽中；所述环形凹槽的内圆部分为铝块的中心圆柱，中心圆柱的顶端高于环形凹槽的顶端，该中心圆柱作为变压器副边绕组的一端，铝块除中心圆柱外的部分构成变压器副边绕组的另一端。所述铝块内部设有水路，变压器工作时通过水对其进行冷却。本发明结构非常简洁、紧凑、散热效果好、漏感小，可应用于大功率高频开关电源领域中。

Description

一种一体化高频功率变压器
技术领域
本发明涉及一种应用于工业的大功率高频开关电源，具体涉及一种一体化高频功率变压器。
背景技术
目前，低压大电流高频开关电源的变压器次级整流电路大多采用全波整流电路，由于全波整流电路需要两个副边绕组，现有技术常使用铜排或导线作为连接线构成高频功率变压器副边绕组，而副边绕组因通过的电流大、频率高以及受到集肤效应的影响，副边绕组连接导体有效导电面积会变小、电阻增大、发热严重，同时由于环形变压器磁芯圆孔限制了副边绕组导体的截面积，使通过增大副边绕组截面积来降低发热受到限制。此外，全波整流电路需要两个副边绕组，在输出高频大电流时，通过增大副边绕组截面积来降低发热的方法更是不可行，而且存在结构复杂、工艺要求高、安装难度大，变压器散热不理想、变压器及副边绕组温度高，整机可靠性低等缺点。本发明针对这个问题，将变压器次级整流电路改用倍流整流电路，设计了适用于倍流整流电路的一体化高频功率变压器结构。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，即本发明的目的是提供一种结构紧凑、简洁、冷却效果好的一体化高频功率变压器结构。
    本发明为达到上述目的，所采用的技术方案如下：一种一体化高频功率变压器，包括环形变压器磁芯、变压器原边绕组和带环形凹槽的铝块；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀绕于环形变压器磁芯上构成，环形变压器磁芯放于所述铝块的环形凹槽中；所述环形凹槽的内圆部分为铝块的中心圆柱，中心圆柱的顶端高于环形凹槽的顶端，该中心圆柱作为变压器副边绕组的一端，铝块除中心圆柱外的部分构成变压器副边绕组的另一端。
进一步的，所述一体化高频功率变压器还包括带中心圆孔的铜板，所述中心圆柱穿过所述带中心圆孔的铜板作为变压器副边绕组的一端，中心圆柱不与铜板的中心圆孔接触，带中心圆孔的铜板盖于铝块上且与环形凹槽上端接触，铝块除中心圆柱外的部分与带圆孔的铜板共同构成变压器副边绕组的另一端。
进一步的，所述的一体化高频功率变压器，在环形凹槽底部下方的铝块内部设有水路，该水路与中心圆柱内部设有的水路相连通。
进一步的，所述的一体化高频功率变压器，在环形凹槽底部下方的铝块内部设有的水路为环形水路，中心圆柱内部设有的水路中心位于中心圆柱的中心轴上。
进一步的，所述的一体化高频功率变压器，带环形凹槽的铝块在环形凹槽的边缘开一缺口，变压器原边绕组两端输出线穿过该缺口。 
    进一步的，所述的一体化高频功率变压器，中心圆柱上设有与水路相通的入水口，铝块设有与环形水路相通的出水口。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和技术效果：本发明采用由挖了环形凹槽的铝块构成变压器的副边绕组，其导电截面积比铜排或导线导电截面积大得多，同时变压器工作时副边绕组通过水对变压器进行冷却，大大提高散热效果。由于采用铝块构成变压器的副边绕组，使整个高频功率变压器非常简单、紧凑、简洁、散热效果好，而且环形变压器磁芯和原边绕组完全包覆在铝块和铜板中，形成闭合的磁路，电磁干扰小。
附图说明
图1为实施方式的一体化高频功率变压器的结构示意图；
图2为实施方式的一体化高频功率变压器的剖视结构示意图；
图3为图1中带环形凹槽的铝块俯视结构示意图；
图中：1.环形变压器磁芯，2.变压器原边绕组，3.带环形凹槽的铝块，4.带中心圆孔的铜板，5.铝块中心圆柱，6、铝块缺口，7、原边绕组两端，8、进水口，9、出水口。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施，对本发明作进一步的详细叙述。
如图1~3所示，一种一体化高频功率变压器，包括环形变压器磁芯1、变压器原边绕组2和带环形凹槽的铝块3；所述变压器原边绕组2由多股漆包线均匀绕于环形变压器磁芯1上构成，环形变压器磁芯1放于所述铝块3的环形凹槽中；所述环形凹槽的内圆部分为铝块3的中心圆柱5，中心圆柱5的顶端高于环形凹槽的顶端，该中心圆柱5作为变压器副边绕组的一端，铝块3除中心圆柱5外的部分构成变压器副边绕组的另一端。
所述一体化高频功率变压器还包括带中心圆孔的铜板4，所述中心圆柱5穿过所述带中心圆孔的铜板4作为变压器副边绕组的一端，中心圆柱5不与铜板4的中心圆孔接触，带中心圆孔的铜板4盖于铝块3上且与环形凹槽上端接触，铝块3除中心圆柱5外的部分与带圆孔的铜板4共同构成变压器副边绕组的另一端。
所述的一体化高频功率变压器，在环形凹槽底部下方的铝块3内部设有水路，该水路与中心圆柱5内部设有的水路相连通。
所述的一体化高频功率变压器，在环形凹槽底部下方的铝块内部设有的水路为环形水路，中心圆柱5内部设有的水路中心位于中心圆柱5的中心轴上。
所述的一体化高频功率变压器，带环形凹槽的铝块3在环形凹槽的边缘开一缺口6，变压器原边绕组两端输出线7穿过该缺口6。 
    所述的一体化高频功率变压器，中心圆柱5上设有与水路相通的入水口8，铝块设有与环形水路相通的出水口9。
    上述结构的一体化高频功率变压器可用于低压大电流高频开关电源的变压器次级的倍流整流电路中，即：铝块中心圆柱5作为一体化高频功率变压器次级输出的一端接一组共阳极整流二极管模块的阴极；带中心圆孔的铜板4作为一体化高频功率变压器次级输出的另一端接另一组共阳极整流二极管模块的阴极；这两组共阳极整流二极管模块的阳极分别安装在同一水冷散热器的正反两面。开关电源工作时，通过水对变压器和倍流整流器进行冷却，形成一个水冷的变压器和倍流整流器。
上述结构的一体化高频功率变压器结构非常紧凑、简洁、变压器次副边绕组温升低、散热效果好，而且环形变压器磁芯和原边绕组完全包覆在铝块和铜板中，形成闭合的磁路，电磁干扰小。
    本文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神的具体说明，本领域技术人员可以在不违背本发明的原理和实质的前提下对本具体实施例做出各种修改或补充或者采用类似的方式替代，但是这些改动均落入本发明的保护范围。因此本发明技术范围不局限于上述实施例。

Claims (6)

1.一种一体化高频功率变压器，其特征在于包括环形变压器磁芯、变压器原边绕组和带环形凹槽的铝块；所述变压器原边绕组由多股漆包线均匀绕于环形变压器磁芯上构成，环形变压器磁芯放于所述铝块的环形凹槽中；所述环形凹槽的内圆部分为铝块的中心圆柱，中心圆柱的顶端高于环形凹槽的顶端，该中心圆柱作为变压器副边绕组的一端，铝块除中心圆柱外的部分构成变压器副边绕组的另一端。
2.根据权利要求1所述的一体化高频功率变压器，其特征在于还包括带中心圆孔的铜板，所述中心圆柱穿过所述带中心圆孔的铜板作为变压器副边绕组的一端，中心圆柱不与铜板的中心圆孔接触，带中心圆孔的铜板盖于铝块上且与环形凹槽上端接触，铝块除中心圆柱外的部分与带圆孔的铜板共同构成变压器副边绕组的另一端。
3.根据权利要求1所述的一体化高频功率变压器，其特征在于在环形凹槽底部下方的铝块内部设有水路，该水路与中心圆柱内部设有的水路相连通。
4.根据权利要求1所述的一体化高频功率变压器，其特征在于环形凹槽底部下方的铝块内部设有的水路为环形水路，中心圆柱内部设有的水路中心位于中心圆柱的中心轴上。
5.根据权利要求1所述的一体化高频功率变压器，其特征在于带环形凹槽的铝块在环形凹槽的边缘开一缺口，变压器原边绕组两端输出线穿过该缺口。
6.根据权利要求1所述的一体化高频功率变压器，其特征在于中心圆柱上设有与水路相通的入水口，铝块设有与环形水路相通的出水口。
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