CN104409191A - 一种高频变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高频变压器，包括：初级绕组线饼，所述初级绕组线饼具有初级绕组第一接线端和初级绕组第二接线端，所述初级绕组线饼还具有第一通孔；次级绕组，所述次级绕组包括：成对的且具有径向间隙的金属环片，所述金属环片具有次级绕组接线端和次级绕组中间抽头端；可分离的铁氧体。本发明所提供的高频变压器，通过将初级绕组线饼和金属环片套设于铁氧体的柱体磁芯，且设置于所述铁氧体的空腔中，代替绕线的方式，使得相同的空间下，金属环片的导电面积增大，从而提高了高频变压器的转换效率。此外，无需专用支架，节约空间。

Description

一种高频变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种高频变压器。

背景技术

在开关电源中，高频变压器是进行能量存储和传输的重要部件，它能够将市电的输入电压转换成低的电压，因此被广泛地应用于各产品中，如服务器、汽车充电器等。

传统的高频变压器，大多采用胶支架作为主架。工艺流程为：首先在胶支架上绕一层初级绕组，然后在初级绕组的基础上，再绕一层次级绕组。由于高频变压器的外形决定了次级绕组只能采用绕线的方式，而线径又受到胶支架结构和空间的局限，因此只能采用电流负荷能力较弱的绝缘漆线。在高频变压器的转换能量一定的情况下，当需要输出的电压较低时，则流过次级绕组的电流会相应增大，此时，次级绕组的导电面积不能安全通过较高的电流。因此，该高频变压器的实际转换能量就相应的降低，其利用率也较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种高频变压器，用于提高高频变压器的转换效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高频变压器，包括：

初级绕组线饼，所述初级绕组线饼具有初级绕组第一接线端和初级绕组第二接线端，所述初级绕组线饼还具有第一通孔；

次级绕组，所述次级绕组包括：成对的且具有径向间隙的金属环片，所述金属环片具有次级绕组接线端和次级绕组中间抽头端；

其中，成对的所述金属环片的次级绕组中间抽头端重叠，且次级绕组接线端不重叠；两个所述金属环片之间设置有绝缘片；

以及可分离的铁氧体，所述铁氧体的空腔具有柱体磁芯，所述第一通孔和所述金属环片能够套设于所述柱体磁芯上，所述初级绕组线饼和所述次级绕组设置于所述铁氧体的空腔且所述初级绕组第一接线端、所述初级绕组第二接线端、所述次级绕组接线端和所述次级绕组中间抽头端外露于所述铁氧体外部。

优选的，所述次级绕组中间抽头端的长度大于所述次级绕组接线端的长度，且所述次级绕组中间抽头端具有两个通孔，用于在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼叠加时固定所述多个次级绕组。

优选的，所述在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼叠加时具体为：

所述初级绕组线饼为两层；

所述初级绕组线饼与所述次级绕组之间设置有所述绝缘片。

优选的，所述绝缘片为绝缘纸。

优选的，还包括：线路板，所述线路板具有多对接口，在多个所述初级绕组线饼和多个所述次级绕组叠加时，所述初级绕组第一接线端和初级绕组第二接线端穿过所述线路板的接口；

其中，所述线路板的接口数目与所述初级绕组线饼的数目相匹配。

优选的，还包括：

用于在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼叠加时固定所述次级绕组的固定连接件。

优选的，所述固定连接件为螺栓。

优选的，还包括：散热件，所述散热件设置于所述铁氧体外表面的上部和下部。

优选的，还包括：4个螺丝柱，所述螺丝柱与所述散热件连接，用于将所述散热件和所述铁氧体固定。

优选的，所述金属环片为铜片且为圆环状。

本发明所提供的高频变压器，通过将初级绕组线饼和金属环片套设于铁氧体的柱体磁芯，且设置于所述铁氧体的空腔中，代替绕线的方式，使得相同的空间下，金属环片的导电面积增大，从而提高了高频变压器的转换效率。此外，无需专用支架，节约空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种高频变压器的结构图；

图2为本发明提供的一种初级绕组线饼的结构图；

图3为本发明提供的一种次级绕组的结构图；

图4为本发明提供的另一种高频变压器的结构图；

图5为本发明提供的一种由多个初级绕组线饼和多个次级绕组叠加的高频变压器的横截面的结构图。

其中，10为初级绕组线饼；100为初级绕组第一接线端；101为初级绕组第二接线端；102为第一通孔；11为金属环片；110为次级绕组接线端；111为次级绕组中间抽头端；112为通孔；12为铁氧体；120为柱体磁芯；40为固定连接件；50为绝缘片；51为线路板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种高频变压器。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明提供的一种高频变压器的结构图；图2为本发明提供的一种初级绕组线饼的结构图；图3为本发明提供的一种次级绕组的结构图。

高频变压器包括：

初级绕组线饼10，所述初级绕组线饼10具有初级绕组第一接线端100和初级绕组第二接线端101，所述初级绕组线饼10还具有第一通孔102；

次级绕组，所述次级绕组包括：成对的且具有径向间隙的金属环片11，所述金属环片11具有次级绕组接线端110和次级绕组中间抽头端111；

其中，成对的所述金属环片的次级绕组中间抽头端重叠，且次级绕组接线端不重叠；两个所述金属环片之间设置有绝缘片；

以及可分离的铁氧体12，所述铁氧体12的空腔具有柱体磁芯120，所述第一通孔102和所述金属环片11能够套设于所述柱体磁芯120上，所述初级绕组线饼10和所述次级绕组设置于所述铁氧体12的空腔且所述初级绕组第一接线端100、所述初级绕组第二接线端101、所述次级绕组接线端110和所述次级绕组中间抽头端111外露于所述铁氧体12外部。

在具体实施中，将可分离的铁氧体12分开，将预先制作好的初级绕组线饼10套设于柱体磁芯120上，然后再将两个金属环片11也套设于柱体磁芯120上，其中，两个金属环片11的放置结构具体为：两个次级绕组中间抽头端111重叠，且次级绕组接线端110不重叠，以便形成中间抽头变压器。将铁氧体12合上，就形成一个简易的高频变压器。将初级绕组第一接线端100、初级绕组第二接线端101、次级绕组接线端110和次级绕组中间抽头端111外露于铁氧体12外部可以在铁氧体12合上时，方便与其它负载接线。下面举例说明本发明提供的高频变压器相对于传统变压器的优势：

假设一个高频变压器的转换能量是2.4KW，当次级绕组的输出电压为12V时，其对应的输出电流是200A；当输出电压为6V时，其对应的输出电流是400A。如果采用传统的高频变压器，由于次级绕组只能采用绕线的方式，而线径又受到胶支架结构和空间的局限，因此只能采用电流负荷能力较弱的绝缘漆线。当输出电压是12V时，该次级绕组还可以勉强满足。但是当输出电压由12V降到6V时，次级绕组的导电面积不能安全通过400A的电流，因此，该高频变压器的转换效率就降低了一半。

采用本发明提供的高频变压器，由于次级绕组采用两个金属环片11结构，使得导电面积增大，且电流负荷能力强。因此，当输出电压由12V下降到6V时，该金属环片依然能够安全通过400A的电流。

本实施例提供的高频变压器，采用初级绕组线饼和金属环片结构，因此无需专用支架。在相同的空间下，本发明提供的次级绕组导电面积较大，因此转换效率更高。在相同的转换效率下，本发明提供的高频变压器体积较小。

需要说明的是，本实施例为了更加清楚说明本发明提供的高频变压器的优势，因此引入了一个具体的例子，但是并不代表该例子中的具体数字就是本发明提供的高频变压器的具体参数，这里只是举例说明。此外，本实施例中的径向间隙指的是金属环片的外周和内周具有间隙，且该间隙贯穿金属环片的外周和内周。

作为一种优选的实施方式，所述金属环片11为铜片且为圆环状。

为了与初级绕组线饼10配合，可以采用圆环状的金属环片11。在具体实施中，金属环片11可以采用铜材质。

采用圆环状的金属环片可以更加节约成本，增加空间利用率。此外，因为铜片的内阻较小，因此，在高频变压器转换过程中，能量损耗较小，而且成本也较低。

需要说明的是，本优选方式所述的金属环片为圆环状，并不是整个金属环片都是圆形，由于金属环片具有中间抽头端和次级绕组接线端，因此，这两个端是突出于圆环状的金属环片，这里的圆环状指的是与初级绕组实际接触的形状。另外，金属环片不一定是圆环状，采用圆环状只是一种优选的实施方式。此外，金属环片可以采用任何导电的金属材料，选用铜片只是一种优选的实施方式，并不代表只能选用这一种。

如图1和图3所示，所述次级绕组中间抽头端111的长度大于所述次级绕组接线端110的长度，且所述次级绕组中间抽头端111具有两个通孔112，用于在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼10叠加时固定所述多个次级绕组。

由于初级绕组线饼10和金属环片11的厚度都比较小，因此在具体实施中，可以根据柱体磁芯120的高度，适当增加初级绕组线饼10和次级绕组的数量，即多个高频变压器的组合。另外，如果高频变压器的输出电流较大时，可以适当增加金属环片11的数量，当多个金属环片11叠加后，输出的电流就会通过多个金属环片11分摊。此外，在输出电流为高频电流的情况下，由于集肤效应，电流只会在载流导体的表面流过，而载流导体中心的地方时没有电流通过的，因此，多个次级绕组叠加可以增加载流导体的数量，电阻较小，可以有效降低损耗。

图4为本发明提供的另一种高频变压器的结构图。作为一种优选的实施方式，所述高频变压器，还包括：

用于在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼10叠加时固定所述次级绕组的固定连接件40。

作为一种优选的实施方式，所述固定连接件40为螺栓。

在具体实施中，如果增加了次级绕组和初级绕组线饼10时，为了能够固定多个次级绕组和多个初级绕组线饼10，首先将初级绕组线饼10和次级绕组按照需要的顺序套设于柱体磁芯120上，然后将螺栓穿过多个次级绕组中间抽头端111的通孔112上，这样次级绕组和初级绕组线饼就可以设置于一个铁氧体12中。

采用螺栓作为固定连接件，成本低，容易安装。

图5为本发明提供的一种由多个初级绕组线饼和多个次级绕组叠加的高频变压器的横截面的结构图。所述在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼10叠加时具体为：

所述初级绕组线饼10为两层；

所述初级绕组线饼10与所述次级绕组之间设置有所述绝缘片50。

在具体实施中，首先将初级绕组线饼10套设于柱体磁芯120上，为了方便使用，将初级绕组第一接线端100和初级绕组第二接线端101均绕于初级绕组的外周，即本发明中提到的两层。然后在初级绕组线饼10上设置绝缘片50；再放置次级绕组，即两个金属环片11。其中，也需要在两个相邻金属环片11之间设置绝缘片50，防止短路现象。依次采用这样的结构叠加，多个初级绕组线饼10和多个次级绕组就形成了多个变压器的组合，如图5所示。

通过采用两层结构的初级绕组线饼可以避免线圈的其中一端在线饼的内圈，使用时还需要从内圈中抽出来的问题。此外，随着初级绕组线饼的线圈数的增加，外周周长也会增加，需要的铜线长度也会随之增加；如果是同样的线圈数，初级绕组线饼采用两层则比一层更能节约材料。

作为一种优选的实施方式，所述绝缘片50为绝缘纸。

如图5所示，还包括：线路板51，所述线路板51具有多对接口，在多个所述初级绕组线饼10和多个所述次级绕组叠加时，所述初级绕组第一接线端100和所述初级绕组第二接线端101穿过所述线路板51的接口；

其中，所述线路板51的接口数目与所述初级绕组线饼10的数目相匹配。

在叠加好之后，将每个初级绕组线饼10的初级绕组第一接线端100和初级绕组第二接线端101穿过线路板51的接口，通过焊锡焊上，以保证牢固性。当需要使用时，只需要接其中一个初级绕组线饼10的初级绕组第一接线端100和初级绕组第二接线端101即可。

作为一种优选的实施方式，所述高频变压器还包括：散热件，所述散热件设置于所述铁氧体外表面的上部和下部。

由于高频变压器在工作过程中，会产生较大的热量，如果热量不能及时散发，则影响高频变压器以及其它器件的正常工作，因此，为了增加高频变压器的稳定性和安全性，本发明增加了散热件，使得高频变压器产生的热量及时散发。

作为一种优选的实施方式，所述高频变压器还包括：4个螺丝柱，所述螺丝柱与所述散热件连接，用于将所述散热件和所述铁氧体固定。

为了使散热件和铁氧体更加牢固，本发明通过采用4个螺丝柱将散热件连接起来，由于散热件设置在所述铁氧体的上部和下部，当散热件固定后所述铁氧体也就随之固定了。

需要说的是，采用螺丝柱固定只是一种优选的实施方式，并不代表只有这一种固定方式，在其它实施例中也可以选用其它的固定方式，例如用厌氧胶水粘接。

以上对本发明所提供的高频变压器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高频变压器，其特征在于，包括：

初级绕组线饼，所述初级绕组线饼具有初级绕组第一接线端和初级绕组第二接线端，所述初级绕组线饼还具有第一通孔；

次级绕组，所述次级绕组包括：成对的且具有径向间隙的金属环片，所述金属环片具有次级绕组接线端和次级绕组中间抽头端；

其中，成对的所述金属环片的次级绕组中间抽头端重叠，且次级绕组接线端不重叠；两个所述金属环片之间设置有绝缘片；

以及可分离的铁氧体，所述铁氧体的空腔具有柱体磁芯，所述第一通孔和所述金属环片能够套设于所述柱体磁芯上，所述初级绕组线饼和所述次级绕组设置于所述铁氧体的空腔且所述初级绕组第一接线端、所述初级绕组第二接线端、所述次级绕组接线端和所述次级绕组中间抽头端外露于所述铁氧体外部。

2.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述次级绕组中间抽头端的长度大于所述次级绕组接线端的长度，且所述次级绕组中间抽头端具有两个通孔，用于在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼叠加时固定所述多个次级绕组。

3.根据权利要求2所述的高频变压器，其特征在于，所述在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼叠加时具体为：

所述初级绕组线饼为两层；

所述初级绕组线饼与所述次级绕组之间设置有所述绝缘片。

4.根据权利要求1或3所述的高频变压器，其特征在于，所述绝缘片为绝缘纸。

5.根据权利要求2所述的高频变压器，其特征在于，还包括：线路板，所述线路板具有多对接口，在多个所述初级绕组线饼和多个所述次级绕组叠加时，所述初级绕组第一接线端和初级绕组第二接线端穿过所述线路板的接口；

其中，所述线路板的接口数目与所述初级绕组线饼的数目相匹配。

6.根据权利要求2所述的高频变压器，其特征在于，还包括：

用于在多个所述次级绕组和多个所述初级绕组线饼叠加时固定所述次级绕组的固定连接件。

7.根据权利要求6所述的高频变压器，其特征在于，所述固定连接件为螺栓。

8.根据权利要求2所述的高频变压器，其特征在于，还包括：散热件，所述散热件设置于所述铁氧体外表面的上部和下部。

9.根据权利要求6所述的高频变压器，其特征在于，还包括：4个螺丝柱，所述螺丝柱与所述散热件连接，用于将所述散热件和所述铁氧体固定。

10.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述金属环片为铜片且为圆环状。