CN108962562A - 一种hc型无骨架llc变压器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LLC变压器，提供一种无骨架LLC变压器及其制造方法，包括两条HC型磁芯、初级绕组、次级绕组和底座，所述HC型磁芯中部设有中柱，两端设有边柱，所述边柱向中柱的三个侧面延伸凸出形成侧面挡板；所述初级绕组排绕于一条HC型磁芯的中柱上，次级绕组排绕于另一条HC型磁芯的中柱上；两条HC型磁芯的边柱对称拼合成带气隙的磁路，拼合后的磁芯放置于底座内。本发明采用两条磁芯整体成型再切割的制造方式确保HC型磁芯配合精度。采用本发明的变压器与相同功率的现有变压器相比，功率密度大幅提高，单位功率成本大幅降低，满足了市场对高频变压器的高品质需求，既可应用于要求轻便的设备，又可用于要求功率高的航空航天领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种高频变压器的结构，尤其涉及LLC变压器。
背景技术
高频变压器是各种开关电源中体积较大重量较重的关键部件，因此，高频变压器的体积和高度是制约开关电源体积大小的关键因素，直接关系到开关电源功率密度和单位功率制造成本。CN 205177580U公开一种LLC变压器，包括两个长条状的绕组骨架，所述绕组骨架包括相对的第一端面和第二端面，该绕组骨架沿第一端面朝第二端面开设有贯通的磁芯孔；还包括U型磁芯，所述U型磁芯两端分别插装于两个所述绕组骨架的所述磁芯孔中；每个所述绕组骨架外侧开设有环形绕组安装槽，每个绕组安装槽中由内至外依次绕设有绞合漆包线绕制的初级绕组和铜箔绕制的次级绕组，且所述初级绕组、次级绕组均相互绝缘隔离。该方案提出的LLC变压器，将初级绕组和次级绕组分为两部分分别绕制在U型磁芯的两个边柱上，增大了线圈的散热面积；且次级绕组采用成型的铜条代替多股绞合线，可以减小产品体积，也有利于引脚的加工安装。该方案提供的U型磁芯结构缩小了体积，减少了空间占用，在一定程度上降低了制造成本。但是，该方案的骨架限制了外部体积和内部绕组进一步缩小的可能性，绕在骨架上的绕组导线单匝长度较长，线损较大；同时，由于骨架占据了一定体积，加长了该变压器磁芯的磁路，必然造成磁损耗,增加了单位功率的磁芯体积；因此，现有技术的骨架结构导致线损和磁损都比较大，功率密度有待提高。
发明内容
鉴于现有技术的不足及市场需求，本发明提供一种HC型无骨架LLC变压器及其制造方法，本发明提供的HC型无骨架变压器包括两条HC型磁芯（绕线结构为H形，磁路为C形）、初级绕组、次级绕组、底座和绝缘粘胶薄膜，其特征在于：所述HC型磁芯中部设有中柱，两端设有边柱，所述中柱细长，边柱粗短，所述边柱向中柱的三个侧面延伸凸出形成侧面挡板，所述边柱侧边构成卡位；所述初级绕组排绕于其中一条HC型磁芯的中柱上，次级绕组排绕于另一条HC型磁芯的中柱上；两条HC型磁芯的边柱对称拼合呈O形，拼合后的磁芯放置于底座内，所述底座下侧设有引脚，底座内侧设有托点，HC型磁芯边柱侧边的卡位卡固在底座内的托点上；所述HC型磁芯的拼合面平整，其余各面外侧均喷涂绝缘材料，所述绝缘材料在HC型磁芯和初级绕组以及HC型磁芯和次级绕组之间形成绝缘层；在所述HC型磁芯拼合面贴合绝缘粘胶薄膜形成绝缘面，所述绝缘粘胶薄膜向中柱方向折叠形成环绕磁芯的绝缘带，所述绝缘带加大爬电间距，增强了初级绕组和次级绕组之间的绝缘可靠性；所述两HC型磁芯拼合面之间由于绝缘粘胶薄膜的厚度而形成气隙，调节拼合面之间的绝缘粘胶薄膜层数或厚度可调节耦合系数和电感量大小；所述HC型磁芯拼合后，用绝缘粘胶薄膜作为捆扎带将两端的边柱捆绑在一起，两条HC型磁芯形成一个带气隙的磁路。本发明提供的一种无骨架LLC变压器的制造方法为：第一步，制坯，将磁芯材料粉末在模具型腔内制成两条HC型磁芯成对拼合的O形环料坯；第二步，烧制成型，将料坯置于成型炉内高温烧制成型；第三步，喷涂绝缘漆，在第二步烧制成型的料件上喷涂绝缘材料作为绝缘层；第四步，切割，将喷涂了绝缘漆的料件切割成对称的两条HC型磁芯；第五步，研磨，将两条HC型磁芯切割面研磨平整，制成贴合面；第六步，绕线，在HC型磁芯的中柱上排绕导线；第七步，贴合绝缘粘胶薄膜，从研磨平整的切割面，即拼合面开始贴合绝缘粘胶薄膜制成绝缘面，并将绝缘粘胶薄膜向中柱方向包围贴合制成绝缘带；第八步，装配焊接，将上一步制成的两个绕组拼合，两端的边柱用绝缘粘胶薄膜作为捆扎带捆绑在一起，然后安装于底座内，将导线绑在引脚上焊接起来。
本发明的有益效果是，摒弃了传统的骨架构造，缩小了变压器体积；同时，初级绕组和次级绕组直接排绕在HC型磁芯的中柱上，缩短了每匝线长，且以通过加长绕组长度方式来减少绕线层数，匝长差异较小，最大限度降低线损；通过较短的边柱直接拼合，缩短了磁路长度和磁芯体积，降低了磁损耗；本发明通过最大限度降低线损和磁损的方式，有效提高了功率密度；采用两条磁芯整体成型再切割的制造方式确保两条HC型磁芯配合精度。采用本发明的变压器与相同功率的现有EC型LLC变压器相比，高度可降低50%，体积可减少70%，损耗可减少50%，功率密度大幅提高；同时，线路板面积、外壳尺寸、灌胶量都相应减少了。本发明满足了市场对LLC高频变压器的高品质需求，既可应用于要求轻便的设备，又可应用于航空航天领域。
附图说明
图1是本发明的装配状态结构示意图；
图2是本发明的HC型磁芯结构示意图；
图3是本发明的分解状态示意图。
图中标号所示为：
1－HC型磁芯、11－中柱，12－边柱，121－侧面挡板，122－拼合面，13－卡位；
2－初级绕组；
3－次级绕组；
4－底座，41－引脚， 42－托点；
5－绝缘粘胶薄膜，51－绝缘面，52－绝缘带，53－捆扎带；
6－气隙。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
如图1- 3所示，本发明提供一种无骨架LLC变压器，包括两条HC型磁芯1、初级绕组2、次级绕组3、底座4和绝缘粘胶薄膜5，其特征在于：所述HC型磁芯1中部设有中柱11，两端设有边柱12，所述中柱11细长，边柱12粗短，所述边柱12向中柱11的三个侧面延伸凸出形成侧面挡板121，所述边柱12侧边构成卡位13；所述初级绕组2排绕于其中一条HC型磁芯1的中柱11上，次级绕组3排绕于另一条HC型磁芯1的中柱11上；两条HC型磁芯1的边柱12对称拼合成一个带气隙的磁路，拼合后的磁芯1放置于底座4内，所述底座4下侧设有引脚41，底座4内侧设有托点42，HC型磁芯1端部的卡位13卡固在底座4内的托点42上；所述HC型磁芯1的拼合面122平整，其余各面外侧均喷涂绝缘材料形成绝缘层，所述绝缘层在HC型磁芯1和初级绕组2之间以及HC型磁芯1和次级绕组2之间起到绝缘作用；在所述HC型磁芯1拼合面122贴合绝缘粘胶薄膜5形成绝缘面51，所述绝缘粘胶薄膜5向中柱11方向延展形成环绕磁芯1的绝缘带52，所述绝缘带52加大了爬电间距，增强了初级绕组2和次级绕组3之间的绝缘可靠性；所述两HC型磁芯1拼合面122之间由于绝缘粘胶薄膜的厚度原因形成气隙6，调节拼合面之间的绝缘粘胶薄膜层数或厚度即可调节耦合系数和电感量大小；所述HC型磁芯1拼合后，用绝缘粘胶薄膜5作为捆扎带53将两端的边柱12捆绑在一起形成一个带气隙的磁路。
本发明提供的无骨架LLC变压器的制造方法为：第一步，制坯，将磁芯材料粉末在模具型腔内制成两条HC型磁芯1成对拼合的O形环，作为料坯；第二步，烧制成型，将料坯置于成型炉内高温烧制成型；第三步，喷涂绝缘材料，在第二步烧制成型的料件上喷涂绝缘材料作为绝缘层；第四步，切割，将喷涂了绝缘材料的料件切割成对称的两条HC型磁芯1；第五步，研磨，将两条HC型磁芯1切割面研磨平整，制成拼合面122；第六步，绕线，在HC型磁芯1的中柱11上排绕导线；第七步，贴合绝缘粘胶薄膜5，从研磨平整的切割面，即贴合面122开始贴合绝缘粘胶薄膜5制成绝缘面51，并将绝缘粘胶薄膜5向中柱11方向包围贴合制成绝缘带52；第八步，装配焊接，将上一步制成的两个绕组即初级绕组2和次级绕组3拼合，两端的边柱12用绝缘粘胶薄膜5制成的捆扎带53捆绑在一起，然后安装于底座4内，将导线绑在引脚41上焊接起来。
本发明的有益效果是，摒弃了传统的骨架构造，缩小了变压器体积；同时，初级绕组2和次级绕组3直接排绕在HC型磁芯1的中柱上112，缩短了每匝线长，且以通过加长绕组长度方式来减少绕线层数，每匝线长差异较小，最大限度降低线损；通过较短的边柱12直接拼合，缩短了磁路长度和磁芯体积，降低了磁损耗；本发明通过最大限度降低线损和磁损的方式，有效提高了功率密度；采用两条磁芯1整体成型再切割的制造方式确保两条HC型磁芯1的配合精度。
采用本发明的变压器与相同功率的现有变压器相比，高度可降低50%，体积可减少70%，损耗可减少50%，功率密度大幅提高；同时，线路板面积、外壳尺寸、灌胶量都相应减少了。本发明满足了市场对高频LLC变压器的高品质需求，既可应用于要求轻便的设备，又可应用于航空航天领域。
Claims (7)
1.一种无骨架LLC变压器，包括两条HC型磁芯、初级绕组、次级绕组和底座，其特征是：所述HC型磁芯中部设有中柱，两端设有边柱，所述中柱细长，边柱粗短，所述边柱向中柱的三个侧面延伸凸出形成侧面挡板；所述初级绕组排绕于一条HC型磁芯的中柱上，次级绕组排绕于另一条HC型磁芯的中柱上；两条HC型磁芯的边柱对称拼合成带气隙的磁路，拼合后的磁芯放置于底座内。
2.如权利要求1所述的一种无骨架LLC变压器，其特征是：所述HC型磁芯的边柱对称拼合处的拼合面平整，其余各面外侧均喷涂绝缘材料形成绝缘层，所述绝缘层在HC型磁芯和初级绕组以及HC型磁芯和次级绕组之间起到绝缘作用。
3.如权利要求1所述的一种无骨架LLC变压器，其特征是：所述HC型磁芯的边柱对称拼合处的拼合面贴合绝缘粘胶薄膜形成绝缘面，所述绝缘粘胶薄膜向中柱方向折叠形成环绕磁芯的绝缘带，所述绝缘带加大爬电间距，增强初级绕组和次级绕组之间的绝缘可靠性。
4.如权利要求1所述的一种无骨架LLC变压器，其特征是：所述HC型磁芯的边柱对称拼合处的拼合面之间由于绝缘粘胶薄膜厚度原因形成气隙，调节绝缘粘胶薄膜厚度或层数即可调节耦合系数电感量大小。
5.如权利要求1所述的一种无骨架LLC变压器，其特征是：所述HC型磁芯拼合后，用绝缘粘胶薄膜作为捆扎带将两端的边柱捆绑在一起形成一个带气隙的磁路。
6.如权利要求1所述的一种无骨架LLC变压器，其特征是：所述边柱侧边构成卡位，所述底座内侧设有托点，所述卡位卡固在所述托点上。
7.采用权利要求1所述的无骨架LLC变压器的制造方法，其特征是：
第一步，制坯，将磁芯材料粉末在模具型腔内制成两条HC型磁芯成对拼合的O形环料坯；
第二步，烧制成型，将料坯置于成型炉内高温烧制成型；
第三步，喷涂绝缘材料，在第二步烧制成型的料件上喷涂绝缘材料作为绝缘层；
第四步，切割，将喷涂了绝缘材料的料件切割成对称的两条HC型磁芯；
第五步，研磨，将两条HC型磁芯切割面研磨平整，制成拼合面；
第六步，绕线，在HC型磁芯的中柱上排绕导线；
第七步，贴合绝缘粘胶薄膜，从研磨平整的切割面，即拼合面开始贴合绝缘粘胶薄膜制成绝缘面，并将绝缘粘胶薄膜向中柱方向包围贴合制成绝缘带；
第八步，装配焊接，将上一步制成的两个绕组拼合，两端的边柱用绝缘粘胶薄膜作为捆扎带捆绑在一起，然后安装于底座内，将导线绑在引脚上焊接起来。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181207 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |