CN109216012A - 一种铜扁线线圈绕制骨架及绕制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铜扁线线圈绕制骨架及绕制方法，包括挡板和绕线模，绕线模圆筒形，绕线模一端固定有挡板，挡板为圆环形，挡板上开设有凹槽，凹槽底部和绕线模相接。通过专用绕线骨架、铜扁线预成型、绝缘膜包覆等办法解决了铜扁线的绕制、固定以及绕制中的损伤问题，对铜扁线在开关电源的应用上具有十分重要的意义，其方法可应用于各型号铜扁线的绕制，应用前景和市场潜力非常广阔。

Description

一种铜扁线线圈绕制骨架及绕制方法
技术领域
本发明属于线圈绕制技术领域，具体涉及一种铜扁线线圈绕制骨架及绕制方法。
背景技术
随着开关电源向高频、大功率、小型化方向发展，传统工艺(铜圆线)制作的变压器问题逐渐突显，如在大功率下要求变压器的过电流能力较大，传统铜圆线的耐电流能力仅是铜扁线的1/3，为了承受较大的电流通常会选择多股铜圆线并绕的方式，但如此以来势必增加线圈的体积，从而限制了变压器的应用。
铜扁线相较于铜圆线，除具有耐电流能力大的特点之外，还可以有效提高导线截面积的利用率，在有限的磁性材料绕制窗口内，降低铜损，实现更低的传输损耗；在高频下，由高频电流引起的趋附效应也较小。但由于其截面积是长方形，宽厚比较大，质地较硬，引出端出入口难于固定，所以增加了绕制难度；另外绕制方法不当会使铜扁线窄边漆皮容易损伤，影响线圈的绝缘性能，生产效率以及成品率均较低。由于绕制难度的增加和铜扁线绕制效率以及成品率均较低，限制了铜扁线的应用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种铜扁线线圈绕制骨架及绕制方法，解决了铜扁线绕制中窄边容易损伤以及引出端难于固定的问题，提高了线圈的绝缘性能。
为达到上述目的，本发明所述一种无骨架铜扁线线圈绕制方法1、一种铜扁线线圈绕制骨架，其特征在于，包括挡板和绕线模，绕线模为圆筒形，绕线模一端固定有挡板，挡板上开设有凹槽，凹槽槽底和绕线模的外周面齐平。
进一步的，凹槽的底部为弧形面。
进一步的，绕线模的内径与磁芯中柱的直径d2相同。
进一步的，扁铜线绕制骨架采用聚四氟乙烯制成。
进一步的，绕线模和挡板的厚度均为0.3mm。
一种基于上述绕制骨架的铜扁线线圈绕制方法，包括以下步骤：
步骤1、将绝缘膜包覆在扁铜线上；
步骤2、将包覆绝缘膜的铜扁线一端折叠成L形，做为扁铜线的起点端；
步骤3、将铜扁线线圈绕制骨架固定在绕线机上，将铜扁线两根叠加，将扁铜线L形起点端的短边从骨架入口进入后，长边围绕绕线模绕制，直至绕到所需匝数；绕制完成后，将起点端和终点端叠合在一起，然后将两者折叠成一个90°的夹角；
步骤4、将线圈从铜扁线线圈绕制骨架上拆下。
进一步的，步骤1中，采用1/2或1/3交叠的方法包覆绝缘膜。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果，本发明通过专用绕线骨架、铜扁线预成型、绝缘膜包覆等办法解决了铜扁线的绕制、固定以及绕制中的损伤问题，对铜扁线在开关电源的应用上具有十分重要的意义，其方法可应用于各型号铜扁线的绕制，应用前景和市场潜力非常广阔。
附图说明
图1a为RM6磁芯俯视图；
图1b为RM6磁芯左视图
图2a为骨架俯视图；
图2b为图2a的左视图；
图3为铜扁线绝缘膜包覆示意图；
图4为铜扁线预成型示意图；
附图中：1、挡板，2、绕线模，3、凹槽，4、铜扁线，5、绝缘膜，6、预成型后的扁铜线，7、磁芯。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
由于铜扁线截面积为矩形，无法像铜圆线一样固定引出端，且其宽厚比较大，窄边漆膜极易损伤。同时如果线圈绕制时采用骨架，则为了适应各型号规格的铜扁线需制作不同的骨架，即一个规格的铜扁线就需要一种骨架，同时绕制空间也受限制。如果仅绕制时使用专用骨架，绕制后将线圈从骨架上拆下，则无需针对每个线圈制作骨架，节约成本的同时，在一定程度上也增大了绕制空间。
基于以上因素，该发明主要有两点：
(1)专用骨架制作，线圈绕制后要装入相应的磁芯中，因此线圈的厚度不能超过磁芯的绕制窗口高度H，线圈的外径不能超过磁芯7绕制空间的外径。因此以磁芯7绕制空间尺寸为准限制线圈绕制后的尺寸，同时结合铜扁线尺寸制作专用骨架，专用骨架入口宽度应比铜扁线宽度略宽。同时线圈绕制完成后还应能从专用骨架上拆下来。
参照图2a和图2b，一种扁铜线线圈绕制骨架，包括挡板1和绕线模2，绕线模2圆筒形，绕线模2一端固定有挡板，挡板为圆环形，挡板1上开设有两个凹槽3，凹槽作为扁铜线的入口和出口，凹槽槽底和绕线模的外周面齐平，凹槽3的底部为弧形。为便于绕制后线圈的拆除，骨架仅一端有挡板。
参照图1a、图1b图2a和图2b，按照磁芯的绕制空间及铜扁线规格制作专用骨架，
一种扁铜线线圈绕制骨架绕线模的外径和磁芯的尺寸关系为：绕线模2的外径与磁芯绕制窗口的外径d1一致。绕线模2的内径与磁芯中柱的直径d2相同。
挡板1的宽度为：绕线模外径与内径之差。入口的深度为挡板的宽度减去挡板的厚度。
扁铜线绕制骨架采用普通骨架材质制作即可，无需考虑耐温、水汽等要求，如PET塑料、聚四氟乙烯都可满足要求。塑料材料制成，优选的，扁铜线绕制骨架采用聚四氟乙烯。
优选的，绕线模2和挡板1的厚度均为0.3mm。
(2)绕制方法，主要包括铜扁线的固定和绝缘膜保护。
铜扁线的固定，为了方便线圈的固定，结合其截面为长方形、宽厚比大的特点，绕制前先对铜扁线进行预成型，将铜扁线4折叠一个90℃的夹角，成“L”形，“L”的短边从骨架入口进入后，“L”的长边方向围绕专用骨架的绕线模2自下向上逐层绕制所需匝数，绕制完成后，将铜扁线的起点端和引出端再折叠一个90℃的夹角，从而实现线圈的固定。
绝缘膜保护，由于要对铜扁线进行预成型，为防止折叠及绕制过程中损伤漆皮，在铜扁线预成型处先包裹一层绝缘膜。
以上准备工作齐备后，将专用骨架固定在绕线机上，将成型后的铜扁线两根叠加，将“L”形铜扁线卡在骨架的入口处，“L”的短边与骨架的挡板垂直，然后转动绕线机绕制所需匝数，绕制完成后起点和终点折叠一个90℃的夹角固定线圈。调整初、次级线圈入口的顺序及时间即可实现不同匝比、不同出口线圈的绕制，如初级绕组从骨架的凹槽1进入，绕制1.5圈后，次级绕组从骨架的凹槽2进入，初级和次级再一起绕制4匝，次级绕组固定在凹槽2处，初级绕组再绕制0.5圈后固定在凹槽1处，则初级和次级绕组分别从骨架的两端出口，初级与次级的匝比为6:4。
参照图3和图4，一种无骨架铜扁线线圈绕制方法，包括以下步骤：
步骤1.按照所需绝缘强度等级选择相应的绝缘膜5，将绝缘膜5包覆在扁铜线4上，绝缘膜4包覆时采用1/2或1/3交叠的方法，即相邻的两层绝缘膜4之间要确保有1/2或1/3的交叠(如图3，图中D为绝缘膜4的宽度)。为节省绕制空间，仅预成型部位包覆绝缘膜即可，如果绕制空间较大，也可选择整个铜扁线包覆绝缘膜。绝缘膜可以是聚四氟乙烯薄膜，聚酰亚胺薄膜等，薄膜的绝缘强度与其厚度有关，使用时根据实际需要进行选择，聚四氟乙烯薄膜的击穿强度约为200kV/mm，聚酰亚胺薄膜的击穿强度约为210kV/mm～250kV/mm。
步骤2.将包覆绝缘膜的铜扁线折叠一个90°的夹角，成“L”形状，作为扁铜线的起点端。得到预成型后的扁铜线6，预成型可选择手工操作也可借助外力，但要确保不损伤漆皮。
步骤3.将专用骨架固定在绕线机上，将预成型后的铜扁线6两根叠加，将扁铜线的起点端固定在扁铜线绕制骨架的一端，然后转动绕线机绕制，直至绕到所需匝数，绕制完成后，将起点端和终点端叠合在一起，然后将两者折叠成一个90°的夹角来固定线圈。
步骤4.绕制完成后将线圈从专用骨架上拆下，专用骨架可重复使用。
本发明为一种铜扁线绕制方法，可用于各型号规格铜扁线线圈的绕制。该方法解决了铜扁线绕制中窄边容易损伤以及引出端难于固定的问题，提高了线圈的绝缘性能，工艺简单、生产效率高、成本低、适用于大批量生产。

Claims (7)

1.一种铜扁线线圈绕制骨架，其特征在于，包括挡板(1)和绕线模(2)，绕线模(2)为圆筒形，绕线模(2)一端固定有挡板(1)，挡板(1)上开设有凹槽(3)，凹槽槽底和绕线模(2)的外周面齐平。
2.根据权利要求1所述的一种铜扁线线圈绕制骨架，其特征在于，凹槽(3)的底部为弧形面。
3.根据权利要求1所述的一种铜扁线线圈绕制骨架，其特征在于，绕线模(2)的内径与磁芯中柱的直径d2相同。
4.根据权利要求1所述的一种铜扁线线圈绕制骨架，其特征在于，扁铜线绕制骨架采用聚四氟乙烯制成。
5.根据权利要求1所述的一种铜扁线线圈绕制骨架，其特征在于，绕线模(2)和挡板(1)的厚度均为0.3mm。
6.一种基于权利要求1所述绕制骨架的铜扁线线圈绕制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将绝缘膜(5)包覆在扁铜线(4)上；
步骤2、将包覆绝缘膜的铜扁线(4)一端折叠成L形，做为扁铜线的起点端；
步骤3、将铜扁线线圈绕制骨架固定在绕线机上，将铜扁线(4)两根叠加，将扁铜线(4)L形起点端的短边从骨架入口进入后，长边围绕绕线模(2)绕制，直至绕到所需匝数；绕制完成后，将起点端和终点端叠合在一起，然后将两者折叠成一个90°的夹角；
步骤4、将线圈从铜扁线线圈绕制骨架上拆下。
7.根据权利要求6所述的一种无骨架铜扁线线圈绕制方法，其特征在于，步骤1中，采用1/2或1/3交叠的方法包覆绝缘膜。
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