CN109148088A - 一种大功率车载变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种大功率车载变压器；其包括底板以及均设于底板上的本体和用于夹紧本体的夹紧组件；本体由主功率单元与副功率单元叠加组成；减震组件包括设于底板上的安装座；安装座的内腔设有第一连接板；第一连接板的顶部设有第一弹簧；第一弹簧的顶部设有第二连接板；第二连接板与本体的底部连接。本发明通过使主功率单元与副功率单元叠加组成本体，变压器的整体功率大，一体化的设计便于PCB板的布置；通过调节主线圈和副线圈的圈数，能制成多个不同参数的变压器，通用性能好；通过设置散热通孔，能增强散热性能，有利于提高效率。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种大功率车载变压器。
背景技术
传统的车载变压器磁芯皆由单组磁芯组合而成，当需要提高产品的整体功率的时候，常常需要增设多个变压器；但受产品的尺寸限制，产品内部空间非常紧张，增设多个变压器不便于PCB板的整体布局。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供了一种大功率车载变压器，功率大、通用性能好。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种大功率车载变压器，包括底板以及均设于底板上的本体和用于夹紧本体的夹紧组件；所述本体由主功率单元与所述副功率单元叠加组成；所述主功率单元包括主磁芯以及绕设于所述主磁芯上的主线圈；所述副功率单元包括副磁芯以及绕设于所述副磁芯上的副线圈；所述减震组件包括设于所述底板上的安装座；所述安装座的内腔设有第一连接板；所述第一连接板的顶部设有第一弹簧；所述第一弹簧的顶部设有第二连接板；所述第二连接板与所述本体的底部连接。
本发明进一步设置为，所述主线圈与所述副线圈串联连接或者并联连接。
本发明进一步设置为，所述第二连接板的两侧均设有导向柱；所述导向柱包括横部和竖部；所述横部和竖部组合成“L”字型结构；所述安装座的侧面设有用于与所述横部配合的竖槽；所述横部与所述竖槽滑动连接。
本发明进一步设置为，所述夹紧组件包括固定块、活动块以及凹槽；所述活动块设于所述底板的一侧；所述凹槽设于所述底板中；所述固定块固定于所述底板的另一侧；所述凹槽内设有滑轨；所述滑轨上还套设有滑块以及第二弹簧；所述滑块与所述活动块连接；所述第二弹簧的一端与所述凹槽的内壁固定连接，所述第二弹簧的另一端与所述滑块固定连接。
本发明进一步设置为，所述主磁芯与所述副磁芯均为铁氧体磁芯。
本发明进一步设置为，所述底板上还设有若干个散热通孔。
本发明中，所述铁氧体磁芯由如下重量百分比原料组成：
本发明的铁氧体磁芯为锰锌铁磁芯，通过对Mn、Zn、Al、Mg、Sr、Co、Y、Bi、Ti和Cr等合理复配以及进行适当的用量调整，可以使制得的铁氧体磁芯具有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点，作为本发明的大功率车载变压器的磁芯材料尤为合适。
其中，本发明中加入的Al2O3和MgO可以提高填充晶格间隙，提高铁氧体磁芯的致密性，提高电阻率从而降低介电损耗，虽然会造成居里点的降低，但是通过加入CoO以及控制氧化锌的用量，可以使铁氧体磁芯仍具有较高的居里点；此外，本发明加入的Y2O3可以细化晶粒，提高电阻，降低磁损耗，配合Na2MoO4和Li3N可以使晶粒均匀，提高磁能稳定性并且通过加入SrO和Cr2O3可以弥补加入Y2O3带来的磁导率下降，加入Bi2O3和TiO2可以促使晶核生长成稳定晶体，并消除内部缺陷，提高铁氧体磁芯的居里点。因而综上，本发明的铁氧体磁芯具有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点。
进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：
(1)球磨：按配方量取Fe2O3、Mn3O4、ZnO、Al2O3、MgO进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；
(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至900-930℃，保温1-2.5h，得到预烧料；
(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的SrO、CoO、Na2MoO4、Li3N、Y2O3、Bi2O3、TiO2、Cr2O3加入到PVA水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述PVA水溶液的质量分数为7％-9％，PVA水溶液的用量为主体粉料的3.5-4.5重量倍；
(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至600-800℃，保温1-2h，再升温至1300-1500℃，保温2-4h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。
本发明首先通过对Fe2O3、Mn3O4、ZnO、Al2O3、MgO进行球磨预烧后，得到具有基础铁氧体结构的主体粉料，利于后续烧结过程中其余金属的掺杂，将相应的金属离子引入到铁氧体结构中，从而改善磁芯的磁性能；本发明烧结过程分为二次升温，第一次升温是为了去除PVA水溶液，第二阶段升温是为了促使离子取代反应的进行，从而使磁芯具有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点。
其中，步骤(4)中，升温至600-800℃时的升温速率为3-5℃/min，升温至1300-1500℃时的升温速率为3.5-4.5℃/min，降温过程依次为以2-3℃/min的降温速率降至800-1000℃、以4-6℃/min的降温速率降至300-400℃，然后自然降温。
本发明通过对升温速率、保温时间和降温速率进行控制，可使第一次升温保温过程中对PVA溶液的有效去除并且维持磁芯的致密性，而在经过第二次升温、保温和降温后，从XRD结果分析可知，铁氧体磁芯形成了稳定的特征衍射峰，并且具有较为稳定的晶相结构，金属离子之间发生有效的取代，从而制得的铁氧体磁芯有低损耗、高电阻、高磁导率和高居里点的优点。
本发明的有益效果是：通过使主功率单元与所述副功率单元叠加组成本体，变压器的整体功率大，一体化的设计便于PCB板的布置；通过调节主线圈和副线圈的圈数，能制成多个不同参数的变压器，通用性能好；通过设置散热通孔，能增强散热性能，有利于提高效率。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的总体结构示意图。
图2本发明为减震组件的结构示意图。
图3为本发明安装座的结构示意图。
图4为本发明夹紧组件的结构示意图。
其中：1-底板；11-本体；3-主功率单元；31-主磁芯；32-主线圈；4-副功率单元；42-副磁芯；41-副线圈；52-安装座；57-第一连接板；51-第一弹簧；53-第二连接板；54-导向柱；55-横部；56-竖部；58-竖槽；61-固定块；62-活动块；63-凹槽；64-滑轨；65-滑块；66-第二弹簧；7-散热通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
实施例1
如图1-4所示，本实施例所述的一种大功率车载变压器，包括底板1以及均设于底板1上的本体11和用于夹紧本体11的夹紧组件；所述本体11由主功率单元3与所述副功率单元4叠加组成；所述主功率单元3包括主磁芯31以及绕设于所述主磁芯31上的主线圈32；所述副功率单元4包括副磁芯42以及绕设于所述副磁芯42上的副线圈41；所述减震组件包括设于所述底板1上的安装座52；所述安装座52的内腔设有第一连接板57；所述第一连接板57的顶部设有第一弹簧51；所述第一弹簧51的顶部设有第二连接板53；所述第二连接板53与所述本体11的底部连接。
通过使主功率单元3与所述副功率单元4叠加组成本体11，变压器的整体功率大，一体化的设计便于PCB板的布置；通过调节主线圈32和副线圈41的圈数，能制成多个不同参数的变压器，通用性能好；通过设置散热通孔7，能增强散热性能，有利于提高效率；由于本体11与底板1之间设置了减震组件，在遇到外界震动时，第一弹簧51能吸收外界的震动力，保护变压器，避免变压器损坏。
如图1所示，本实施例所述的一种大功率车载变压器，所述主线圈32与所述副线圈41串联连接或者并联连接。
如图1、图2和图3所示，本实施例所述的一种大功率车载变压器，所述第二连接板53的两侧均设有导向柱54；所述导向柱54包括横部55和竖部56；所述横部55和竖部56组合成“L”字型结构；所述安装座52的侧面设有用于与所述横部55配合的竖槽58；所述横部55与所述竖槽58滑动连接。
导向柱54起到导向的作用，在受到震动的时候，本体11在第一弹簧51的作用力下会上下移动，此时，横部55相应地在竖槽58内上下移动，竖槽58能限制横部滑动的距离，防止本体11在上下移动的过程中脱离安装座52。
如图1和图4所示，本实施例所述的一种大功率车载变压器，所述夹紧组件包括固定块61、活动块62以及凹槽63；所述活动块62设于所述底板1的一侧；所述凹槽63设于所述底板中；所述固定块61固定于所述底板1的另一侧；所述凹槽63内设有滑轨64；所述滑轨64上还套设有滑块65以及第二弹簧66；所述滑块65与所述活动块62连接；所述第二弹簧66的一端与所述凹槽63的内壁固定连接，所述第二弹簧66的另一端与所述滑块65固定连接。
具体地，本体11设于固定块61与活动块62之间；在安装前，活动块62处于滑轨64上靠近固定块61的一端，此时固定块61与活动块62之间的距离较窄；然后将活动块62沿滑轨64往远离固定块61的方向滑动，直至固定块61与活动块62之间的距离足以放置本体11，此时第二弹簧66被压缩，存储弹力；将本体11放下后，在第二弹簧66的复位力的作用下，第二弹簧66使活动块62卡紧本体11。
如图1-4所示，本实施例所述的一种大功率车载变压器，所述主磁芯31与所述副磁芯42均为铁氧体磁芯。效率更高。
如图1所示，本实施例所述的一种大功率车载变压器，所述底板1上还设有若干个散热通孔7。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
本发明中，所述铁氧体磁芯由如下重量百分比原料组成：
进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：
(1)球磨：按配方量取Fe2O3、Mn3O4、ZnO、Al2O3、MgO进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；
(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至915℃，保温1.7h，得到预烧料；
(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的SrO、CoO、Na2MoO4、Li3N、Y2O3、Bi2O3、TiO2、Cr2O3加入到PVA水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述PVA水溶液的质量分数为8％，PVA水溶液的用量为主体粉料的4重量倍；
(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至700℃，保温1.5h，再升温至1400℃，保温3h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。
其中，步骤(4)中，升温至700℃时的升温速率为45℃/min，升温至1400℃时的升温速率为4℃/min，降温过程依次为以2.5℃/min的降温速率降至900℃、以5℃/min的降温速率降至350℃，然后自然降温。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
本发明中，所述铁氧体磁芯由如下重量百分比原料组成：
进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：
(1)球磨：按配方量取Fe2O3、Mn3O4、ZnO、Al2O3、MgO进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；
(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至930℃，保温2.5h，得到预烧料；
(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的SrO、CoO、Na2MoO4、Li3N、Y2O3、Bi2O3、TiO2、Cr2O3加入到PVA水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述PVA水溶液的质量分数为9％，PVA水溶液的用量为主体粉料的4.5重量倍；
(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至800℃，保温2h，再升温至1500℃，保温4h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。
其中，步骤(4)中，升温至800℃时的升温速率为5℃/min，升温至1500℃时的升温速率为4.5℃/min，降温过程依次为以3℃/min的降温速率降至1000℃、以6℃/min的降温速率降至400℃，然后自然降温。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
本发明中，所述铁氧体磁芯由如下重量百分比原料组成：
进一步地，本发明的铁氧体磁芯通过如下步骤制得：
(1)球磨：按配方量取Fe2O3、Mn3O4、ZnO、Al2O3、MgO进行混合后进行干法球磨，得到主体粉料；
(2)预烧：将步骤(1)得到的主体粉料升温至900℃，保温1h，得到预烧料；
(3)造粒：将步骤(2)得到的主体粉料以及配方量的SrO、CoO、Na2MoO4、Li3N、Y2O3、Bi2O3、TiO2、Cr2O3加入到PVA水溶液中，进行湿法球磨，然后进行喷雾造粒，得到磁粉，所述PVA水溶液的质量分数为7％，PVA水溶液的用量为主体粉料的3.5重量倍；
(4)烧结：将步骤(3)得到的磁粉进行压制成型后，升温至600℃，保温1h，再升温至1300℃，保温2h，然后降温，即得到所述铁氧体磁芯。
其中，步骤(4)中，升温至600℃时的升温速率为3℃/min，升温至1300℃时的升温速率为3.5℃/min，降温过程依次为以2℃/min的降温速率降至800℃、以4℃/min的降温速率降至300℃，然后自然降温。
实施例5
本实施例与实施例2的区别在于：降温过程完全为置于室温的自然降温。
本发明对实施例2-4的铁氧体磁芯进行性能，测试结果如下：
由上表可知，本发明采用的铁氧体磁芯具有高磁导率、低损耗和高居里温度的优点，并且温度的变化对功耗的影响较少，铁氧体磁芯具有较好的稳定性；此外，通过实施例2和实施例5的对比可知，降温过程的控制对铁氧体磁芯的性能也有较大的影响，室温冷却由于起始降温速率较快，容易导致铁氧体晶相结构的缺陷产生，从而导致磁性能的降低。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。
Claims (6)
1.一种大功率车载变压器，其特征在于：包括底板(1)、本体(11)、减震组件以及用于夹紧本体(11)的夹紧组件；
所述本体(11)由主功率单元(3)与所述副功率单元(4)叠加组成；所述主功率单元(3)包括主磁芯(31)以及绕设于所述主磁芯(31)上的主线圈(32)；所述副功率单元(4)包括副磁芯(42)以及绕设于所述副磁芯(42)上的副线圈(41)；
所述减震组件包括设于所述底板(1)上的安装座(52)；所述安装座(52)的内腔设有第一连接板(57)；所述第一连接板(57)的顶部设有第一弹簧(51)；所述第一弹簧(51)的顶部设有第二连接板(53)；所述第二连接板(53)与所述本体(11)的底部连接。
2.根据权利要求1所述的一种大功率车载变压器，其特征在于：所述主线圈(32)与所述副线圈(41)串联连接或者并联连接。
3.根据权利要求2所述的一种大功率车载变压器，其特征在于：所述第二连接板(53)的两侧均设有导向柱(54)；所述导向柱(54)包括横部(55)和竖部(56)；所述横部(55)和竖部(56)组合成“L”字型结构；
所述安装座(52)的侧面设有用于与所述横部(55)配合的竖槽(58)；所述横部(55)与所述竖槽(58)滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种大功率车载变压器，其特征在于：所述夹紧组件包括固定块(61)、活动块(62)以及凹槽(63)；
所述活动块(62)设于所述底板(1)的一侧；所述凹槽(63)设于所述底板(1)中；所述固定块(61)固定于所述底板(1)的另一侧；
所述凹槽(63)内设有滑轨(64)；所述滑轨(64)上还套设有滑块(65)以及第二弹簧(66)；所述滑块(65)与所述活动块(62)连接；所述第二弹簧(66)的一端与所述凹槽(63)的内壁固定连接，所述第二弹簧(66)的另一端与所述滑块(65)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种大功率车载变压器，其特征在于：所述主磁芯(31)与所述副磁芯(42)均为铁氧体磁芯。
6.根据权利要求1所述的一种大功率车载变压器，其特征在于：所述底板(1)上还设有若干个散热通孔(7)。
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