CN105513773A - 变压器、集成变压器电路及逆变焊机 - Google Patents

变压器、集成变压器电路及逆变焊机 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种变压器、集成变压器电路及逆变焊机，变压器包括带有绕线轴的骨架及设置于骨架上的磁芯组件，绕线轴上缠绕有第一次级绕组，第一次级绕组上设有第一绝缘层；第一绝缘层外围设有第一初级绕组；第一初级绕组与骨架之间设置有挡墙；第一初级绕组和挡墙的外围设有至少一个第二次级绕组；第一次级绕组、第二次级绕组及第一初级绕组均采用铜箔绕制。本发明技术方案降低变压器的温升，提高单个变压器输出功率。

Description

变压器、集成变压器电路及逆变焊机
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别涉及一种变压器、应用该变压器的集成变压器电路及逆变焊机。
背景技术
现有的高频、大功率的变压器通常采用的线绕式，即采用铜线进行绕制。但是这种变压器散热性差，在负载功率较高时，变压器温度升高，反过来限制了变压器的输出功率。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种变压器，旨在降低变压器温升，提高变压器输出功率。
为实现上述目的，本发明提出的变压器，所述变压器包括带有绕线轴的骨架及设置于所述骨架上的磁芯组件，所述绕线轴上缠绕有第一次级绕组，所述第一次级绕组上设有第一绝缘层；所述第一绝缘层外围设有第一初级绕组；所述第一初级绕组与所述骨架之间设置有挡墙；所述第一初级绕组和所述挡墙的外围设有至少一个第二次级绕组；所述第一次级绕组、第二次级绕组及所述第一初级绕组均采用铜箔绕制。
优选地，所述第一初级绕组与所述第二次级绕组之间设有第二绝缘层。
优选地，所述第二次级绕组外围还设有第三绝缘层。
优选地，所述骨架具有容置所述磁芯组件的容置空间，所述磁芯组件设置于所述容置空间内。
优选地，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组均包括第一端、第二端及位于第一端和第二端的中间点的第三端；所述第一次级绕组的第一端、第二端及第三端通过铜导线引出经整形后分别作为变压器的第一输出引脚、第二输出引脚及第三输出引脚，所述第二次级绕组的第一端、第二端及第三端通过铜导线引出经整形后分别作为变压器的第四输出引脚、第五输出引脚及第六输出引脚。
本发明还提出一种集成变压器电路，所述集成变压器电路包括多个如上所述的变压器，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组均包括第一端、第二端及位于第一端和第二端的中间点的第三端，所述第一次级绕组第一端和第二端、所述第二次级绕组的第一端和第二端均与所述集成变压器电路的正电压输出端连接；所述第一次级绕组的第三端、所述第二次级绕组的第三端均与所述集成变压器电路的负电压输出端连接；多个所述变压器的第一初级绕组依次串联后接入逆变交流电。
优选地，所述集成变压器电路包括第一变压器、第二变压器及第三变压器；所述第一变压器、所述第二变压器及所述第三变压器的第一初级绕组依次串联后接入逆变交流电，所述第一次级绕组的第一端和第二端、所述第二次级绕组的第一端和第二端均与所述集成变压器电路的正电压输出端连接；所述第一次级绕组的第三端、所述第二次级绕组的第三端均与所述集成变压器电路的负电压输出端连接。
优选地，所述集成变压器电路还包括多个整流电路，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别与一对应的整流电路连接；所述整流电路包括第一输入端、第二输入端及输出端；所述第一次级绕组的第一端、所述第二次级绕组的第一端分别与对应的所述整流电路的第一端连接，所述第一次级绕组的第二端、所述第二次级绕组的第二端分别与对应的所述整流电路的第二端连接，多个所述整流电路的输出端均与所述变压器正电压输出端连接。
优选地，所述集成变压器电路还包括多个RC吸收电路，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别与一对应的RC吸收电路连接；所述RC吸收电路并联于对应的所述第一次级绕组的第一端和第二端、所述第二次级绕组的第一端和第二端之间。
优选地，所述RC吸收电路包括一电阻及一电容，所述电阻的第一端与对应的所述次级绕组的第一端连接，所述电阻的第二端经所述第二电容与对应的所述次级绕组的第二端连接。
本发明还提出一种逆变焊机，所述逆变焊机包括如上所述的集成变压器电路，所述包括多个如上所述的变压器，所述次级绕组包括第一端、第二端及位于第一端和第二端的中间点的第三端，所述次级绕组的第一端和第二端均与所述集成变压器电路的正电压输出端连接；所述次级绕组的第三端均与所述集成变压器电路的负电压输出端连接；多个所述变压器的第一初级绕组依次串联后接入逆变交流电。
本发明技术方案通过设置骨架、磁芯组件、第一次级绕组、第一初级绕组、至少一个第二次级绕组及第一绝缘层，形成了一种变压器，通过设置所述第一绝缘层使所述第一次级绕组和第一初级绕组之间绝缘；所述第一初级绕组与所述骨架之间设置有挡墙；将第一初级绕组设置于第一次级绕组和第二次级绕组之间(夹绕)，减少了变压器的漏感，从而减少了变压器通电工作时的发热量，降低了变压器的温度，同时所述第一次级绕组、第二次级绕组及第一初级绕组均采用铜箔绕制，增大了层与层之间的接触面积，提高了变压器的散热性能，使得变压器可以工作在更高的功率，从而提高单个变压器的输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明变压器一实施例的剖视结构示意图；
图2为本发明变压器一实施例的正视图；
图3为本发明变压器一实施例的侧视图；
图4为本发明变压器一实施例的仰视图；
图5为本发明集成变压器电路一实施例的结构示意图；
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 骨架 ST2 第二绝缘层
200 磁芯组件 ST3 第三绝缘层
300 挡墙 R 电阻
10 RC吸收电路 C 电容
20 整流电路 T1 第一变压器
NP1 第一初级绕组 T2 第二变压器
NS1 第一次级绕组 T3 第二变压器
NS2 第二次级绕组 D1 第一二极管
ST1 第一绝缘层 D2 第二二极管
a 第一输出引脚 e 第五输出引脚
b 第二输出引脚 f 第六输出引脚
c 第三输出引脚 CT1 正电压输入端
d 第四输出引脚 CT2 负电压输入端
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种变压器。
请参照图1，在本发明实施例中，所述变压器包括带有绕线轴的骨架100及设置于所述骨架100上的磁芯组件200，所述绕线轴上设有第一次级绕组NS1，所述第一次级绕组NS1上设有第一绝缘层ST1；所述第一绝缘层ST1外围设有第一初级绕组NP1；所述第一初级绕组NP1与所述骨架100之间设有用于隔离的挡墙300；所述第一初级绕组NP1和所述挡墙300的外围设有至少一个第二次级绕组NS2；所述第一次级绕组NS1、所述第二次级绕组NS2及所述第一初级绕组NP1均采用铜箔绕制。
在本实施例中，所述第一次级绕组NS1、所述第二次级绕组NS2及所述第一初级绕组NP1均采用铜箔绕制。采用铜箔绕制使得变压器由内到外的导热性更好。
需要说明的是，所述骨架100用于支撑整个变压器，设置于骨架100上的磁芯组件200则用于导磁，使得第一初级绕组NP1上的能量能够传递到第一次级绕组NS1和第二次级绕组NS2上。第一初级绕组NP1为变压器连接电源的一侧，而第一次级绕组NS1和第二次级绕组NS2则是变压器连接负载的一侧；在第一次级绕组NS1和第一初级绕组NP1之间设有第一绝缘层ST1。在本实施例中，所述第一绝缘层ST1采用绝缘胶带。第一初级绕组NP1与骨架100之间设有挡墙300，用于防止各绕组边缘接近而导致被高电压击穿，保证第一初级绕组NP1和第一次级绕组NS1、第二次级绕组NS2之间的安规距离。
本发明技术方案通过设置骨架100、磁芯组件200、第一次级绕组NS1、第二次级绕组NS2、第一初级绕组NP1及第一绝缘层ST1，形成了一种变压器，通过设置所述第一绝缘层ST1对所述第一次级绕组NS1和第一初级绕组NP1之间进行绝缘；所述第一初级绕组NP1与所述骨架100之间设有用于隔离的挡墙300；将所述第一初级绕组NP1设置于第一次级绕组NS1和第二次级绕组NS2之间(夹绕)，减少了变压器的漏感，降低了变压器的温度，同时所述第一次级绕组NS1、第二次级绕组NS2及第一初级绕组NP1均采用铜箔绕制，增大了层与层之间的接触面积，提高了变压器的散热性能，使得变压器可以工作在更高的功率，从而提高单个变压器的输出功率。
具体地，本实施例中，所述第二次级绕组NS2的数量为一个，所述第一初级绕组NP1位于所述第一次级绕组NS1和第二次级绕组NS2之间。
具体地，所述第一初级绕组NP1与所述第二次级绕组NS2之间设有第二绝缘层ST2，第二次级绕组NS2外围还设有第三绝缘层ST3。绝缘层增强了各个绕组之间的安规间距。
具体地，所述骨架100具有容置所述磁芯组件200的容置空间，所述磁芯组件200设置于所述容置空间内。
请参照图2、图3及图4，本实施例中，所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2均包括第一端(图2所示的标号1)、第二端(图2所示的标号2)及位于第一端和第二端的中间点的第三端(图2所示的标号3)，所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2均包括第一端、第二端及位于第一端和第二端的中间点的第三端；所述第一次级绕组NS1的第一端、第二端及第三端通过铜导线引出经整形后分别作为变压器的第一输出引脚a、第二输出引脚b及第三输出引脚c，所述第二次级绕组NS2的第一端、第二端及第三端通过铜导线引出经整形后分别作为变压器的第四输出引脚d、第五输出引脚e及第六输出引脚f，其中图2及图3中CT1为变压器正电压输入端，CT2为变压器负电压输入端。如此减少了变压器的引脚数量，同时取代了传统的铜包钢引脚，降低了接触阻抗。
本发明变压器将第一初级绕组NP1夹绕于第一次级绕组NS1和第二次级绕组NS2之间，减少了变压器的漏感，减少了因漏感产生的发热量；同时采用铜箔取代了铜绞合线，提高了散热性能，降低了变压器的温升，提高了单个变压器输出功率。
基于上述变压器，本发明还提出一种集成变压器电路，所述集成变压器电路包括多个如上所述的变压器，所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2都包括第一端、第二端及位于第一端和第二端的中间点的第三端，所述第一次级绕组NS1的第一端和第二端、所述第二次级绕组NS2的第一端和第二端均与所述集成变压器电路的正电压输出端VOUT+连接；所述第一次级绕组NS1的第三端、所述第二次级绕组NS2的第三端均与所述集成变压器电路的负电压输出端VOUT-连接；多个所述变压器的第一初级绕组NP1依次串联后接入逆变交流电。
需要说明的是，本实施例中将所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2的第一端、第二端都与所述集成变压器电路的正电压输出端VOUT+连接；所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2的第三端都与所述集成变压器负电压输出端VOUT-连接，从而将多个变压器的功率叠加后输出，实现了一种大功率集成变压器输出电路。
在本实施例中，所述集成变压器电路包括三个完全相同的变压器，即第一变压器T1、第二变压器T2及第三变压器T3。
进一步地，所述集成变压器电路还包括多个整流电路20，所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2分别与一对应的整流电路20连接；所述整流电路20包括第一输入端、第二输入端及输出端；所述第一次级绕组NS1的第一端、所述第二次级绕组NS2的第一端分别与对应的所述整流电路20的第一端连接，所述第一次级绕组NS1的第二端、所述第二次级绕组NS2的第二端分别与对应的所述整流电路20的第二端连接，多个所述整流电路20的输出端均与所述变压器正电压输出端VOUT+连接。
在本发明中，所述整流电路20包括第一二极管D1和第二二极管D2，所述第一二极管D1的阳极为所述整流电路20的第一输入端，所述第二二极管D2的阳极为所述整流电路20的第二输入端；所述第一二极管D1的阴极和所述第二二极管D2的阴极互联后与集成变压器电路的正电压输出端VOUT+连接。
进一步地，所述集成变压器电路还包括多个RC吸收电路10，所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2分别与一对应的RC吸收电路10连接；所述RC吸收电路10并联于对应的所述第一次级绕组NS1的第一端和第二端、所述第二次级绕组NS2的第一端和第二端之间。
具体地，所述RC吸收电路10包括电阻R及电容C，所述电阻R的第一端与对应的所述次级绕组的第一端连接，所述电阻R的第二端经所述第二电容C与对应的所述次级绕组的第二端连接。
需要说明的是，所述第一次级绕组NS1和所述第二次级绕组NS2都对应设有一RC吸收电路10，用于消除变压器中第一初级绕组NP1、第一次级绕组NS1及第二次级绕组NS2所述产生的尖峰电压，以保护整流电路20中的二极管。
该集成变压器电路采用上述的箔绕式变压器，因而具有上述实施例的技术方案所带来的有益效果。由于单个箔绕式变压器降低了变压器的温升，因而该集成变压器电路可以输出更高的功率，提高了变压器的使用寿命。在同等输出功率下，所需要的箔绕式变压器数量较少，降低了硬件成本。
本发明还提出一种逆变焊机，该逆变焊机包括集成变压器电路，该集成变压器电路的具体结构参照上述实施例，由于本逆变焊机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种变压器，其特征在于，所述变压器包括带有绕线轴的骨架及设置于所述骨架上的磁芯组件，所述绕线轴上缠绕有第一次级绕组，所述第一次级绕组上设有第一绝缘层；所述第一绝缘层外围设有第一初级绕组；所述第一初级绕组与所述骨架之间设置有挡墙；所述第一初级绕组和所述挡墙的外围设有至少一个第二次级绕组；所述第一次级绕组、所述第二次级绕组及所述第一初级绕组均采用铜箔绕制。
2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述第一初级绕组与所述第二次级绕组之间设有第二绝缘层。
3.如权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述第二次级绕组外围还设有第三绝缘层。
4.如权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述骨架具有容置所述磁芯组件的容置空间，所述磁芯组件设置于所述容置空间内。
5.如权利要求4所述的变压器，其特征在于，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组均包括第一端、第二端及位于第一端和第二端的中间点的第三端；所述第一次级绕组的第一端、第二端及第三端通过铜导线引出经整形后分别作为变压器的第一输出引脚、第二输出引脚及第三输出引脚，所述第二次级绕组的第一端、第二端及第三端通过铜导线引出经整形后分别作为变压器的第四输出引脚、第五输出引脚及第六输出引脚。
6.一种集成变压器电路，其特征在于，所述集成变压器电路包括多个如权利要求5所述的变压器，所述第一次级绕组第一端和第二端、所述第二次级绕组的第一端和第二端均与所述集成变压器电路的正电压输出端连接；所述第一次级绕组的第三端、所述第二次级绕组的第三端均与所述集成变压器电路的负电压输出端连接；多个所述变压器的第一初级绕组依次串联后接入逆变交流电。
7.如权利要求6所述的集成变压器电路，其特征在于，所述集成变压器电路包括第一变压器、第二变压器及第三变压器；所述第一变压器、所述第二变压器及所述第三变压器的第一初级绕组依次串联后接入逆变交流电，所述第一次级绕组的第一端和第二端、所述第二次级绕组的第一端和第二端均与所述集成变压器电路的正电压输出端连接；所述第一次级绕组的第三端、所述第二次级绕组的第三端均与所述集成变压器电路的负电压输出端连接。
8.如权利要求7所述的集成变压器电路，其特征在于，所述集成变压器电路还包括多个整流电路，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别与一对应的整流电路连接；所述整流电路包括第一输入端、第二输入端及输出端；所述第一次级绕组的第一端、所述第二次级绕组的第一端分别与对应的所述整流电路的第一端连接，所述第一次级绕组的第二端、所述第二次级绕组的第二端分别与对应的所述整流电路的第二端连接，多个所述整流电路的输出端均与所述变压器正电压输出端连接。
9.如权利要求8所述的集成变压器电路，其特征在于，所述集成变压器电路还包括多个RC吸收电路，所述第一次级绕组和所述第二次级绕组分别与一对应的RC吸收电路连接；所述RC吸收电路并联于对应的所述第一次级绕组的第一端和第二端、所述第二次级绕组的第一端和第二端之间。
10.如权利要求9所述的集成变压器电路，其特征在于，所述RC吸收电路包括一电阻及一电容，所述电阻的第一端与对应的所述次级绕组的第一端连接，所述电阻的第二端经所述第二电容与对应的所述次级绕组的第二端连接。
11.一种逆变焊机，其特征在于，所述逆变焊机包括如权利要求6-10任意一项所述的集成变压器电路。
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