CN108987071B - 变压器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的变压器包括骨架、初级线圈、次级线圈和磁芯。其中，骨架与初级线圈一体成型，骨架包括绕线管、以及分别设在绕线管两端的第一凸台和第二凸台。骨架上设有贯穿绕线管、第一凸台和第二凸台的通孔。初级线圈为扁平线圈，初级线圈一体成型地嵌装在第一凸台内。次级线圈缠绕在绕线管上，次级线圈的引脚设在第二凸台上。磁芯包括插入部和外侧部，插入部插入到通孔中，外侧部分布在骨架的外侧。本发明还提供一种变压器的制作方法，包括以下步骤：开模，通过模具将变压器的骨架注塑成型，在骨架注塑成型的同时，将初级线圈放入模具中，使初级线圈与骨架一体成型。安装次级线圈，将次级线圈绕制安装到骨架上。安装磁芯，将磁芯安装到骨架上。

Description

变压器及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种变压器，具体涉及一种结构稳定，保证初级线圈与次级线圈充分隔离的变压器以及该变压器的制作方法。

背景技术

通常，变压器的骨架上分别设置初级线圈缠绕部和次级线圈缠绕部，初级线圈缠绕部和次级线圈缠绕部之间设置隔离板，从而使初级线圈与次级线圈隔离，以满足安全绝缘的要求。该类的变压器，在缠绕安装初级线圈和次级线圈的生产过程中，不仅工艺繁琐，需要耗费大量的人工成本，而且有时会因工艺错误导致初级线圈与次级线圈安装不到位，初级线圈与次级线圈产生移位现象，致使初级线圈与次级线圈之间达不到安规所要求的隔离距离。

针对现有技术的不足，有必要设计一种结构稳定，使初级线圈与次级线圈之间具有充分的隔离距离，从而保证变压器的使用安全；同时，通过简化工艺，降低人工成本。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种结构稳定的变压器，使初级线圈与次级线圈之间具有充分的隔离距离，以保证变压器的使用安全。

本发明的第二目的在于提供一种变压器的制作方法。

为实现上述第一目的，本发明变压器包括骨架、初级线圈、次级线圈和磁芯。其中，骨架与初级线圈为一体成型结构，骨架包括绕线管、以及分别设在绕线管两端的第一凸台和第二凸台。骨架上设有贯穿绕线管、第一凸台和第二凸台的通孔。初级线圈为扁平线圈，初级线圈在骨架注塑时嵌装在第一凸台内，初级线圈的两端被作为两个引脚伸出在第一凸台的第一端面。次级线圈缠绕在绕线管上，次级线圈的引脚设在第二凸台上。磁芯包括插入部和外侧部，插入部插入到骨架的通孔中，外侧部分布在骨架的外侧。

由上述的方案可见，本发明中的变压器的骨架绕线管、以及分别设在绕线管两端的第一凸台和第二凸台。可以看出，位于第一凸台和第二凸台之间的绕线管形成了一个线圈缠绕部，次级线圈缠绕在该绕线管上，然后次级线圈的引脚设置到第二凸台上。初级线圈则采用扁平线圈并一体成型地嵌装在第一凸台中，初级线圈的引脚设置在第一凸台上。相对于现有技术中的直接在骨架上通过设置隔离板分别设置初级线圈缠绕部和次级线圈缠绕部的设计，本发明中的初级线圈在加工制造骨架的同时把初级线圈同时安装到骨架的第一凸台之中，使初级线圈与骨架一体成型，绕后再缠绕次级线圈以及安装磁芯。初级线圈与骨架一体成型，确保了初级线圈与次级线圈保持一定的距离，从而满足初级线圈与次级线圈充分隔离的要求，符合安规要求，变压器结构稳定、安全可靠。另外，初级线圈在骨架加工成型的同时嵌装在骨架中，后续无需再进行复杂的初级线圈绕线工艺，简化了变压器的加工工艺，可有效提高加工效率，降低人工成本。同时，由于初级线圈结构固定，初级线圈与次级线圈可保持安装的一致性，避免产生装配误差。

优选的，骨架通过模具注塑一体成型。

通过上述的方案可见，骨架在模具中注塑成型的同时，初级线圈同时置于模具中，初级线圈可一体成型地嵌装在骨架中，使初级线圈与次级线圈的缠绕部保持固定的距离，从而使得初级线圈与次级线圈充分隔离。整个注塑过程快速便捷，后续可减少安装初级线圈的安装过程，有效提高变压器的加工效率。

优选的，初级线圈的引脚设置在第一凸台的第一端面，第一端面上设有环绕初级线圈的引脚的环形沟槽。

由上述的方案可见，在初级线圈的引脚周围设置环形沟槽，不仅可节约材料成本，更增加了变压器的爬电距离，提高了变压器的安全性能。

优选的，第二凸台的第二端面设有接线端子，第二端面与第一端面处于同一平面上，第二凸台上设有线槽，次级线圈的引脚通过线槽连接到接线端子上。

由上述的方案可见，第二凸台上设置线槽，次级线圈的引脚通过线槽连接到第二端面上的接线端子上，不仅进一步节约了材料成本，而且避免次级线圈的引线暴露，从而进一步提高变压器的安全性能。

优选的，第一凸台包括第一部和第二部，第二凸台包括第三部和第四部，初级线圈的引脚设置在第一部，次级线圈的引脚设置在第三部，磁芯的外侧部包围第二部、第四部、以及绕线管中与第二部齐平的部分。

优选的，磁芯包括第一磁芯和第二磁芯，第一磁芯的插入部和第二磁芯的插入部在通孔中耦接，第一磁芯的外侧部和第二磁芯的外侧部在骨架的外侧耦接。

由上述的方案可知，磁芯采用结构相同的第一磁芯和第二磁芯相互藕接，第一磁芯和第二磁芯围住骨架的一部分以及初、次级线圈的大半部分，变压器的安装工艺简单，而且变压器具有良好的电磁干扰屏蔽和电气特性。

为实现上述第二目的，本发明提供一种变压器的制作方法，包括以下步骤：

使用模具将变压器的骨架注塑成型，在骨架注塑成型的同时，将初级线圈放入模具中，使初级线圈与骨架一体成型；

安装次级线圈，将次级线圈绕制安装到骨架上；

安装磁芯，将磁芯安装到骨架上。

优选的，变压器的骨架包括绕线管、以及分别设在绕线管两端的第一凸台和第二凸台，初级线圈设置在第一凸台内，次级线圈绕制在所述绕线管上。

相对于现有的技术，本发明的有益效果在于：

在利用模具制造骨架的同时将初级线圈放入模具中，使初级线圈与骨架一体成型。接下来只需进行次级线圈的缠绕工艺，相对于缠绕工艺，注塑工艺更简易，可节约人工成本，并且注塑工艺可使初级线圈固定在骨架上，初级线圈与次级线圈可保持安全隔离距离。

附图说明

图1是本发明实施例中变压器的结构分解图。

图2是本发明实施例中变压器的结构图。

图3是图2沿A-A面的剖视图。

图4是本发明实施例变压器的初级线圈的结构图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。为了更好地说明本实施例，附图某些附件会有省略、放大或者缩小；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实施例变压器主要应用于汽车及各类电器设备的测量电路和保护电路中的电流变压器，将初级侧的大电流转化为次级侧的小电流。由于常规的变压器将初级线圈和次级线圈都绕制在骨架上，工艺复杂，初级线圈与次级线圈之间的距离达不到安全隔离距离。本实施例的电压器在开模制造骨架的同时，将初级线圈放到模具中，使初级线圈与骨架一体成型，保持线圈与骨架的一致性，初级线圈与次级线圈之间的距离稳定，保证初级线圈与次级线圈之间满足充分的隔离，同时有效减少了变压器的生产工艺。

参见图1与图2，本实施例变压器包括骨架1、初级线圈2、次级线圈3和磁芯4。

骨架1为一体成型结构，骨架包括绕线管10、以及分别设在绕线管10两端的第一凸台11和第二凸台12。骨架上设有贯穿绕线管10、第一凸台11和第二凸台12的通孔13。第一凸台11包括第一部111和第二部112，第一部111和第二部112均为立方体结构，第一部111的同一方向的截面积均大于第二部112的截面积。第二凸台12包括第三部121和第四部122，第三部121为立方体结构，第四部122为梯形体结构，第四部122上设有两个线槽123。绕线管10连接第二部112和第四部122，通孔13穿过第二部112、绕线管10和第四部122。

初级线圈2为扁平线圈，初级线圈2一体成型地嵌装在第一凸台11内，初级线圈2的引脚20设置在第一凸台11的第一端面11a上，引脚20位初级线圈2的两端。次级线圈3为多匝数的铜线绕组，次级线圈3的外表面包覆有绝缘层，次级线圈3形成一个整体结构的环状结构，次级线圈3缠绕在绕线管10上。第二凸台12的第二端面12a上设有两个接线端子120，本实施例中接线端子120是在骨架1注塑成型的过程中嵌装在第二凸台12上，在其他实施例中也可以是骨架1在注塑成型时设置安装孔，然后再将接线端子120安装进安装孔中。两个线槽123倾斜设置，线槽123连通第四部122的内侧面以及第二端面12a，次级线圈3的两个引脚分别经由两个线槽123连接到两个接线端子120上。可以看出，第一端面11a与第二端面12a齐平，这样保证了变压器安装平整。

在本实施例中，骨架1通过模具注塑成型。初级线圈2和接线端子120都是在骨架1注塑成型的同时放入模具中，使初级线圈2和接线端子120与骨架1一体成型。可以看出，后续组装变压器的过程，无需再进行初级线圈1的安装，简化了加工工艺。由于初级线圈2一体成型地固定在第一凸台11上，次级线圈3绕制在绕线管10上，初级线圈2与次级线圈3的距离恒定，可满足变压器充分隔离的要求。

为增加变压器的爬电距离，提高变压器的安全性能，第一凸台11的第一端面11a上设有环形沟槽113。由图1或图2可见，本实施例中的沟槽113为口型沟槽，初级线圈2的两个引脚20位于环形沟槽113之中。

磁芯4包括两个相对称的第一磁芯41和第二磁芯42，第一磁芯41和第二磁芯42的结构相同。以第一磁芯41为例，第一磁芯41包括插入部411、外侧部412、外侧部413、外侧部414和外侧部415。由图1看出，第一磁芯41相当于在常规的E型磁芯的基础上，在其中一个侧面增加了一面磁芯。同样，第二磁芯42包括相对应的插入部421、外侧部422、外侧部423、外侧部424和外侧部425。当磁芯4安装在骨架1上，磁芯4的插入部插入到通孔10中，磁芯4的外侧部则围住骨架1的外侧。

图2示出了本发明实施例的变压器的整体结构图。次级线圈3缠绕在第一凸台11和第二凸台12之间（即绕线管上），第一磁芯41和第二磁芯42藕接。具体是插入部411与插入部421藕接，外侧部413与外侧部423藕接，外侧部414与外侧部424藕接，外侧部415与外侧部425藕接。在图2中只示出了外侧部413与外侧部423藕接，对于其他的藕接部分，是可以想象得到的，在此不再示出。由图2可见，第一磁芯41和第二磁芯42藕接后，第一磁芯41和第二磁芯42形成的总的磁芯4的外侧部围住第一凸台11的第二部112、第二凸台12的第四部122以及绕线管10的与第二部112齐平的部分。

图3示出了图2中沿初级线圈2所处的A-A面的剖视图。由图3和图4可见，初级线圈2为U型的扁平线圈，初级线圈2位于第一凸台11的内部，初级线圈2的两个引脚20设置在第一凸台11的第一端面11a上。通孔13位于初级线圈2的U型部200之中，并且通孔13设置在第一凸台11的第二部112中。如图3所示的方向，第一磁芯41的插入部411位于通孔13中，第一磁芯41的外侧部413位于第二部112的右侧，第一磁芯41的外侧部414位于第二部112的下方，第一磁芯的外侧部415位于第二部112的左侧。可见，第一磁芯41的外侧部包围第一凸台11的第二部112。由于第二磁芯42与第一磁芯41结构对称，由此可知，第二磁芯42包围第二凸台12的第四部122。

本实施例中的变压器的制作方法如下：

使用模具制作一体式结构的骨架1，骨架1采用电木粉材料，通过模具注塑成型为如图1所示的结构，需要说明的是骨架1不限于电木粉材料，也可以是PP、PBT等其他绝缘材料。注塑骨架1的过程，先将扁平结构的初级线圈2以及接线端子120放入到模具中，然后将电木粉材料注入模具内部成型，在骨架1成型的同时，初级线圈2以及接线端子120一体成型地嵌装在骨架1中。

安装次级线圈，将次级线圈3绕制在骨架1的绕线管10的位置，并将次级线圈3的引脚焊接到骨架1的第二凸台12上的两个接线端子120上。

安装磁芯，将第一磁芯41和第二磁芯42相对接，第一磁芯41和第二磁芯42的插入部在骨架1的通孔13内藕接，第一磁芯41和第二磁芯42的外侧部在骨架1的外部藕接。

由上述的变压器制作过程可见，在利用模具制造骨架1的同时将初级线圈2放入模具中，使初级线圈2与骨架1一体成型。这样一来，接下来在只需要进行次级线圈的缠绕工艺。相对于缠绕工艺，注塑工艺更简单，容易操作，可节约人工成本，并且注塑工艺可使初级线圈2固定在骨架1上，使初级线圈与次级线圈可保持安全隔离距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.变压器，包括骨架、初级线圈、次级线圈和磁芯，其特征在于：

所述骨架与初级线圈一体成型，所述骨架包括绕线管以及分别设在所述绕线管两端的第一凸台和第二凸台，所述骨架上设有贯穿所述绕线管、所述第一凸台和所述第二凸台的通孔；

所述初级线圈为扁平线圈，所述初级线圈在所述骨架注塑时嵌装在所述第一凸台内，所述初级线圈的两端被作为两个引脚伸出在所述第一凸台的第一端面；

所述次级线圈缠绕在所述绕线管上，所述次级线圈的引脚设在所述第二凸台上；

所述磁芯包括插入部和外侧部，所述插入部插入到所述骨架的通孔中，所述外侧部分布在所述骨架的外侧。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：

所述骨架与所述初级线圈通过模具注塑一体成型。

3.根据权利要求1或2所述的变压器，其特征在于：

所述初级线圈的引脚设置在所述第一凸台的第一端面，所述第一端面上设有环绕所述初级线圈的引脚的环形沟槽。

4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于：

所述第二凸台包括第二端面，所述第二端面设有接线端子，所述第二端面与所述第一端面处于同一平面上，所述第二凸台上设有线槽，所述次级线圈的引脚通过所述线槽连接到所述接线端子上。

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于：

所述第一凸台包括第一部和第二部，所述第二凸台包括第三部和第四部，所述初级线圈的引脚设置在所述第一部，所述次级线圈的引脚设置在所述第三部，所述磁芯的外侧部包围所述第二部、所述第四部以及所述绕线管上与所述第二部齐平的部分。

6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于：

所述磁芯包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯的插入部和所述第二磁芯的插入部在所述骨架的通孔中耦接，所述第一磁芯的外侧部和所述第二磁芯的外侧部在所述骨架的外侧耦接。

7.一种变压器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用模具将变压器的骨架注塑成型，在骨架注塑成型的同时，将初级线圈放入模具中，使初级线圈与骨架一体成型；

安装次级线圈，将次级线圈绕制安装到骨架上；

安装磁芯，将磁芯安装到骨架上。

8.根据权利要求7所述的变压器的制作方法，其特征在于：

所述变压器的骨架包括绕线管、以及分别设在所述绕线管两端的第一凸台和第二凸台，所述初级线圈设置在所述第一凸台内，所述次级线圈绕制在所述绕线管上。