CN105140007A - 电源变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电源变压器，包括拼接的第一和第二E型磁芯、设于第一和第二E型磁芯之间的支架、设于支架相对两侧的作为副边绕组的铜圈和作为原边绕组的利兹线线圈、包覆于第一和第二E型磁芯外侧的散热壳体以及汇流铜排；第一和第二E型磁芯的绕线柱插入支架上开设的通孔内；利兹线线圈和铜圈围绕通孔设置；支架包括叠摞设置的若干支板；第一和第二E型磁芯与支板之间形成若干夹层空间；铜圈和利兹线线圈以交错层叠的方式一一对应设于若干夹层空间内。通过散热壳体，起到有效的散热作用。铜圈和利兹线线圈与支架的结构关系使得原、副边绕组实现紧密耦合，大大减小漏感和涡流损耗。体积大大减小，节省了占用空间，减少制造成本。

Description

电源变压器

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，特别是涉及一种电源变压器。

背景技术

当前，随着车载电子设备的广泛应用，汽车变得越来越智能化、人车交互越来越人性化，基于追求较大的车内可用空间、低碳环保的生活理念，人们也希望车载电子不断朝着更小体积、更高功率密度、更高的器件工作温度和更高效率发展。电源变压器作为车载电子设备中的关键元件之一，使其体积变得更小、性能进一步提升一直是该技术领域人员不懈的追求。现有的电源变压器，通常是利用骨架来支撑漆包线和磁芯，其制作方法是将漆包线绕制在骨架上面，再将磨好气隙的磁芯插入骨架内，用胶纸或者胶水固定。在实际应用中，现有的电源变压器体积大、效率低、温升高，而且批量生产困难，制造成本高。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种体积小、效率高、散热较佳，易于组装、降低制造成本的电源变压器。

一种电源变压器，包括拼接的第一E型磁芯和第二E型磁芯，所述电源变压器还包括：设于所述第一E型磁芯和第二E型磁芯之间的支架、设于所述支架相对两侧的作为副边绕组的铜圈和作为原边绕组的利兹线线圈、包覆于所述第一E型磁芯和第二E型磁芯外侧的散热壳体以及汇流铜排；所述支架上开设有通孔，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯的绕线柱插入所述通孔内；所述利兹线线圈和所述铜圈围绕所述通孔设置；所述铜圈的相对两端分别电连接有所述汇流铜排；所述支架包括叠摞设置的若干支板，所述通孔分别开设于各所述支板上；所述第一E型磁芯、若干所述支板以及所述第二E型磁芯之间形成若干夹层空间；所述铜圈和利兹线线圈以交错层叠的方式一一对应设于若干所述夹层空间内。

在其中一个实施例中，所述支架的数量为四个，所述夹层空间的数量为五个；所述铜圈的个数为三个，所述利兹线线圈的个数为两个，三个所述铜圈和两个所述利兹线线圈以交错层叠的方式一一对应设于五个所述夹层空间内。

在其中一个实施例中，所述铜圈包括层叠设置的若干铜片，相邻的两个所述铜片之间设有绝缘膜片。

在其中一个实施例中，所述支板上围绕所述通孔的边缘凸设有竖框，所述铜圈和所述利兹线线圈围绕所述竖框设置。

在其中一个实施例中，相邻的两个所述支板上分别设有相互扣接的公榫口和母榫口。

在其中一个实施例中，所述铜片包括第一侧边、第二侧边及底边，所述第一侧边的一端和所述第二侧边的一端分别与所述底边的两端连接，所述第一侧边的另一端和所述第二侧边的另一端分别开设有第一插孔和第二插孔，并朝向同一侧弯折；相邻的其中一个所述铜片的第一插孔与另一个所述铜片的第一插孔对齐贯通，并位于其中一个所述铜片的第二插孔和另一个所述铜片的第二插孔之间。

在其中一个实施例中，所述汇流铜排的个数为三个，三个所述汇流铜排分别插入相邻的两个所述铜片的第一插孔、其中一个所述铜片的第二插孔以及另一个所述铜片的第二插孔之间。

在其中一个实施例中，所述支架上设有若干焊孔，所述利兹线线圈的两端分别与任意两个所述焊孔电连接。

在其中一个实施例中，所述散热壳体包括：上盖、下盖、第一侧壁和第二侧壁；所述第一侧壁和所述第二侧壁平行间隔设置，所述上盖和所述下盖均分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁连接；所述第一E型磁芯的底板朝向所述上盖的内侧面，所述第二E型磁芯的底板朝向所述下盖的内侧面。

在其中一个实施例中，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯与所述散热壳体之间设有导热硅胶片。

上述电源变压器通过包覆于第一E型磁芯和第二E型磁芯外侧的散热壳体，起到有效的散热作用。铜圈和利兹线线圈与支架的结构关系使得原、副边绕组实现紧密耦合，大大减小漏感和涡流损耗，使得效率高达98％～99％。汇流铜排有利于大电流的通流。整体上，上述电源变压器的体积只有传统电源变压器的20％，节省了占用空间，减少制造成本。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的电源变压器的组装结构示意图；

图2为图1中所示电源变压器的另一视角图；

图3为图1中所示电源变压器的爆炸图；

图4为图2中所示电源变压器的爆炸图；

图5为图1中所示电源变压器中两个相邻的铜片的结构图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

如图1至图5所示，本发明一较佳实施例的电源变压器10，包括：拼接的第一E型磁芯11和第二E型磁芯12，其中，第一E型磁芯11和第二E型磁芯12均包括绕线柱、两个侧柱和底板，绕线柱和两个侧柱固定在底板上，两个侧柱对称分布在绕线柱两侧。电源变压器10还包括：设于第一E型磁芯11和第二E型磁芯12之间的支架13、设于支架13相对两侧的作为副边绕组的铜圈14和作为原边绕组的利兹线线圈15、包覆于第一E型磁芯11和第二E型磁芯12外侧的散热壳体16以及汇流铜排17。在实际应用中，作为原边绕组的利兹线线圈15中通入交流电，通过电磁感应作用，使得作为副边绕组的铜圈14中产生感应电动势。

支架13上开设有通孔130，第一E型磁芯11和第二E型磁芯12的绕线柱插入通孔130内，利兹线线圈15和铜圈14围绕通孔130设置。铜圈14的相对两端分别电连接有汇流铜排17，铜圈14中产生感应电动势通过汇流铜排17连接外部电子设备，以便为其供电，同时达到大电流通流效果。支架13包括叠摞设置的若干支板，通孔130分别开设于各支板上；第一E型磁芯11、若干支板以及第二E型磁芯12之间形成若干夹层空间；铜圈14和利兹线线圈15以交错层叠的方式一一对应设于若干夹层空间内。

本实施例中，支架13包括叠摞设置的四个支板，四个支板分别是第一支板131、第二支板132、第三支板133和第四支板134。第一支板131、第二支板132、第三支板133和第四支板134上均开设有通孔130。第一E型磁芯11的底板、第一支板131、第二支板132、第三支板133、第四支板134以及第二E型磁芯12的底板之间形成五个夹层空间。铜圈14的个数为三个，利兹线线圈15的个数为两个，三个铜圈14和两个利兹线线圈15以交错层叠的方式一一对应设于五个夹层空间内，例如，五个夹层空间内依次设置有第一铜圈14a、第一利兹线线圈15a、第二铜圈14b、第二利兹线线圈15b和第三铜圈14c。一方面，四个支板起到支撑和固定第一铜圈14a、第一利兹线线圈15a、第二铜圈14b、第二利兹线线圈15b和第三铜圈14c的作用，另一方面，也起到在空间上隔离第一铜圈14a、第一利兹线线圈15a、第二铜圈14b、第二利兹线线圈15b和第三铜圈14c的作用。四个支板优选为塑胶等绝缘材质。需要说明的是，第一利兹线线圈15a与第二利兹线线圈15b未串联时，第一利兹线线圈15a和第二利兹线线圈15b分别作为电源变压器10的一个原边绕组使用；第一利兹线线圈15a与第二利兹线线圈15b串联时，第一利兹线线圈15a和第二利兹线线圈15b共同作为电源变压器10的一个原边绕组使用。在其他实施例中，支板的个数、铜圈14的个数、利兹线线圈15的个数以及铜圈14与利兹线线圈15之间的层叠方式可以根据实际应用的需要进行适应性调整。例如，支板的个数为一个时，第一E型磁芯11的底板、第二E型磁芯12的底板与这一个支板之间形成两个夹层空间，这两个夹层空间内一一对应分别设有一个铜圈14和一个利兹线线圈15。又如，支板的个数为两个时，第一E型磁芯11的底板、第二E型磁芯12的底板与这两个支板之间形成三个夹层空间，某一个该夹层空间内设有一个铜圈14，其余两个该夹层空间内分别设有一个利兹线线圈15。

本实施例中，为了避免铜圈14和利兹线线圈15在对应的夹层空间内发生偏移，支板上围绕通孔130的边缘凸设有竖框，铜圈14和利兹线线圈15围绕竖框设置。例如，第一支板131上围绕通孔130的边缘凸设有第一竖框1311，第一铜圈14a围绕第一竖框1311设置。

本实施例中，为了避免多个支板相互之间发生偏移，相邻的两个支板上分别设有相互扣接的公榫口和母榫口。

本实施例中，支架13上设有若干焊孔135，利兹线线圈15的两端分别与任意两个焊孔135电连接。例如，第一利兹线线圈15a和第二利兹线线圈15b分别作为电源变压器10的一个原边绕组使用时，第一利兹线线圈15a的两端分别与任意两个焊孔135电连接，第二利兹线线圈15b的两端分别与余下的任意两个焊孔135电连接。又如，第一利兹线线圈15a和第二利兹线线圈15b共同作为电源变压器10的一个原边绕组使用时，第一利兹线线圈15a与第二利兹线线圈15b串联后的两端分别与任意两个焊孔135电连接。

本实施例中，散热壳体16包括：上盖161、下盖162、第一侧壁163和第二侧壁164。第一侧壁163和第二侧壁164平行间隔设置，上盖161和下盖162均分别与第一侧壁163和第二侧壁164连接。例如，上盖161和下盖162均通过螺纹紧固件与第一侧壁163和第二侧壁164可拆卸连接。第一E型磁芯11的底板朝向上盖161的内侧面，第二E型磁芯12的底板朝向下盖162的内侧面。

本实施例中，第一E型磁芯11和第二E型磁芯12与散热壳体16之间设有导热硅胶片191。具体的，第一E型磁芯11的底板与上盖161的内侧面之间设有导热硅胶片191，同样，第二E型磁芯12的底板与下盖162的内侧面之间设有导热硅胶片191。第一E型磁芯11的底板与第一支板131之间设有导热硅胶片，第二E型磁芯12的底板与第四支板134之间设有导热硅胶片。

本实施例中，铜圈14包括层叠设置的若干铜片141，在各个铜片141表面上未涂覆有绝缘涂料时，较优的，相邻的两个铜片141之间设有绝缘膜片192。

再次参阅图5，铜片141包括第一侧边1411、第二侧边1412及底边1413，第一侧边1411的一端和第二侧边1412的一端分别与底边1413的两端连接。第一侧边1411的另一端和第二侧边1412的另一端分别开设有第一插孔1414和第二插孔1415，并朝向同一侧弯折。图5中示出相邻的两个铜片141，为了便于区分，下文表述中将这两个铜片141分别称作：其中一个铜片141和另一个铜片141。

相邻的其中一个铜片141的第一插孔1414与另一个铜片141的第一插孔1414对齐贯通，并位于其中一个铜片141的第二插孔1415和另一个铜片141的第二插孔1415之间。汇流铜排17的个数为三个，三个汇流铜排17分别插入相邻的两个铜片141的第一插孔1414、其中一个铜片141的第二插孔1415以及另一个铜片141的第二插孔1415之间。

上述电源变压器通过包覆于第一E型磁芯和第二E型磁芯外侧的散热壳体，起到有效的散热作用。铜圈和利兹线线圈与支架的结构关系使得原、副边绕组实现紧密耦合，大大减小漏感和涡流损耗，使得效率高达98％～99％。汇流铜排有利于大电流的通流。整体上，上述电源变压器的体积只有传统电源变压器的20％，节省了占用空间，减少制造成本。

包括拼接的第一E型磁芯和第二E型磁芯，其特征在于，还包括：设于所述第一E型磁芯和第二E型磁芯之间的支架、设于所述支架相对两侧的作为副边绕组的铜圈和作为原边绕组的利兹线线圈、包覆于所述第一E型磁芯和第二E型磁芯外侧的散热壳体以及汇流铜排；

所述支架上开设有通孔，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯的绕线柱插入所述通孔内；所述利兹线线圈和所述铜圈围绕所述通孔设置；所述铜圈的相对两端分别电连接有所述汇流铜排。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电源变压器，包括拼接的第一E型磁芯和第二E型磁芯，其特征在于，所述电源变压器还包括：设于所述第一E型磁芯和第二E型磁芯之间的支架、设于所述支架相对两侧的作为副边绕组的铜圈和作为原边绕组的利兹线线圈、包覆于所述第一E型磁芯和第二E型磁芯外侧的散热壳体以及汇流铜排；所述支架上开设有通孔，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯的绕线柱插入所述通孔内；所述利兹线线圈和所述铜圈围绕所述通孔设置；所述铜圈的相对两端分别电连接有所述汇流铜排；所述支架包括叠摞设置的若干支板，所述通孔分别开设于各所述支板上；所述第一E型磁芯、若干所述支板以及所述第二E型磁芯之间形成若干夹层空间；所述铜圈和利兹线线圈以交错层叠的方式一一对应设于若干所述夹层空间内。

2.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，所述支架的数量为四个，所述夹层空间的数量为五个；所述铜圈的个数为三个，所述利兹线线圈的个数为两个，三个所述铜圈和两个所述利兹线线圈以交错层叠的方式一一对应设于五个所述夹层空间内。

3.根据权利要求1或2所述的电源变压器，其特征在于，所述铜圈包括层叠设置的若干铜片，相邻的两个所述铜片之间设有绝缘膜片。

4.根据权利要求1或2所述的电源变压器，其特征在于，所述支板上围绕所述通孔的边缘凸设有竖框，所述铜圈和所述利兹线线圈围绕所述竖框设置。

5.根据权利要求1或2所述的电源变压器，其特征在于，相邻的两个所述支板上分别设有相互扣接的公榫口和母榫口。

6.根据权利要求3所述的电源变压器，其特征在于，所述铜片包括第一侧边、第二侧边及底边，所述第一侧边的一端和所述第二侧边的一端分别与所述底边的两端连接，所述第一侧边的另一端和所述第二侧边的另一端分别开设有第一插孔和第二插孔，并朝向同一侧弯折；相邻的其中一个所述铜片的第一插孔与另一个所述铜片的第一插孔对齐贯通，并位于其中一个所述铜片的第二插孔和另一个所述铜片的第二插孔之间。

7.根据权利要求6所述的电源变压器，其特征在于，所述汇流铜排的个数为三个，三个所述汇流铜排分别插入相邻的两个所述铜片的第一插孔、其中一个所述铜片的第二插孔以及另一个所述铜片的第二插孔之间。

8.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，所述支架上设有若干焊孔，所述利兹线线圈的两端分别与任意两个所述焊孔电连接。

9.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，所述散热壳体包括：上盖、下盖、第一侧壁和第二侧壁；所述第一侧壁和所述第二侧壁平行间隔设置，所述上盖和所述下盖均分别与所述第一侧壁和所述第二侧壁连接；所述第一E型磁芯的底板朝向所述上盖的内侧面，所述第二E型磁芯的底板朝向所述下盖的内侧面。

10.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯与所述散热壳体之间设有导热硅胶片。