CN110706893B - 一种节能环保高效分段隔离式高频变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种节能环保高效分段隔离式高频变压器；包括磁芯、分段骨架、初级绕组、次级绕组和反馈绕组；所述分段骨架由聚四氟乙烯材质整体成型制作；在条散热筋上设置有一个缺口；初级绕组采用多股绝缘导线紧密缠绕在分段骨架的两个环形绝缘挡墙之间的初级绕线槽上，次级绕组采用多片铜薄片做绕组，反馈绕组采用一根套有铁氟龙管的导线绕制。本发明体积小、损耗低、噪音小、功率大、电流分布均匀。

Description

一种节能环保高效分段隔离式高频变压器
技术领域
本发明涉及电子变压器技术，具体涉及一种节能环保高效分段隔离式高频变压器。
背景技术
现有的高频变压器是由线圈、骨架、磁芯组成，变压器线圈部分按初级线圈、次级线圈及反馈绕组顺序绕制组成，其中初级绕组和反馈绕组在同一边，绕组之间用胶带进隔间绝缘。2019年03月19日，中国实用新型授权公告号CN208622563U公开了一种散热优良的高频变压器，包括磁芯，初级线圈、次级薄铜薄片和陶瓷基片，所述磁芯内部包裹着初级线圈、次级薄铜薄片和陶瓷基片，所述磁芯、初级线圈、次级薄铜薄片和陶瓷基片之间部件紧密连接，所述磁芯内部左右两端设置有初级线圈，所述初级线圈两侧间隔设置有次级薄铜薄片和陶瓷基片。虽然这种高频变压器可以将次级铜薄片产生的热量传导到陶瓷基片上，有效地与散热器进行连接，解决了温升高的技术问题。但是，这样做出来的变压器存在反馈绕组在高频振动时产生噪音，污染环境。
发明内容
针对现有技术存在的技术问题，本发明提出一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，可以达到体积小、损耗低、噪音小、功率大、电流分布均匀的效果。
为解决上述问题，本发明采取以下技术方案进行：
一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，包括磁芯、分段骨架、初级绕组、次级绕组和反馈绕组；所述分段骨架由聚四氟乙烯材质整体成型制作；其主体结构是一个与磁芯中柱匹配分的中空圆柱筒；在中空圆柱筒的底端部位置外表和中间部位置外表，分别设有两个环形绝缘挡墙将中空圆柱筒外表隔离出两个区段，其中的两个环形绝缘挡墙之间的区段形成初级绕线槽；上述中间部位置环形绝缘挡墙的另一侧中空圆柱筒区段，有一部分段是沿中空圆柱筒外表圆周均匀且轴向对称地布设有多条长度一致的散热筋，这些长度一致的散热筋的筋脊面共同组合成反馈绕线区，没有布设散热筋的中空圆柱筒端部区段是次级绕线区；所述多条长度一致的散热筋之中，其中有一条散热筋的筋脊面的高度要高于其它散热筋的筋脊面的高度，并且该条散热筋上设置有一个缺口；所述中空圆柱筒外表的底端部的环形绝缘挡墙上设有引出线槽；
所述初级绕组采用多股绝缘导线紧密缠绕在所述分段骨架的两个环形绝缘挡墙之间的初级绕线槽上，绕制完成后引线通过分段骨架的引出线槽引出；
所述次级绕组采用多片铜薄片做绕组，安装在分段骨架中的无散热筋的中空圆柱筒端部区段的次级绕线区；铜薄片与铜薄片之间垫陶瓷基片；在次级绕线区靠近磁芯侧的铜薄片用高温胶带绝缘；
所述次级铜薄片是一种呈“Ω”字型状的铜质片材，铜薄片厚度为0.5-1.5mm，
铜薄片圆环形部分的内径与分段骨架的中空圆柱筒外径大小相匹配，铜薄片圆环下缺口部位设计成两引脚；所述陶瓷基片采用厚度为0.1-0.5mm的长方形薄片，陶瓷基片中间开直径等于铜薄片圆环形部分内径的圆孔，陶瓷基片的宽向等于铜薄片圆环形部分的外径，陶瓷基片的长向大于铜薄片圆环形部分的外径；
所述反馈绕组采用一根套有铁氟龙管的导线绕制，并使套有铁氟龙管的导线卡在分段骨架中的散热筋的缺口上固定；所述磁芯的中柱插入上述分段骨架中的中空圆柱筒内，磁芯中柱用软胶100%填满；同时磁芯的气隙部分用软胶填满。
本发明的有益效果在于：
①采用聚四氟乙烯材质制作分段骨架，聚四氟乙烯具有多种优点：摩擦系数极低，耐高温，耐有机溶剂腐蚀，成型方便，便于批产，非常适合制作高频变压器骨架；
②本发明的分段骨架采用分段分区域式设计，简化绕组绕制难度，便于装配，初、次级间绝缘效果好，防放电效果好，减小分布电容，提升变压器性能；
③本发明在反馈绕线区设计沿中空圆柱筒外表圆周均匀且轴向对称地布设有多条长度一致的散热筋有两个作用，其一是利用散热筋凸起高度支撑架空反馈绕组，防止反馈绕组紧贴高频变压器的磁芯，将反馈绕组的高频振动能量传递到高频变压器的磁芯上；其二是利用散热筋长度方向的距离隔离初级绕组和采用铜薄片次级绕组，有利于铜薄片次级绕组的热量通过散热筋的间隙空间排放，使铜薄片次级绕组可以承载更大的峰值电流；
④本发明设计在其中一条高度要高于其它散热筋的筋脊面上设置有一个缺口，可以很方便地卡夹固定反馈绕组，大大提高了反馈绕组的稳定性，可以克服反馈绕组在高频振动时产生噪音污染环境；
⑤本发明次级绕组铜薄片与铜薄片之间垫长方形的陶瓷基片，可以方便次级绕组铜薄片所产生的热量传导到陶瓷基片；而陶瓷基片采用长方形设计，可以有效地方便连接风冷铝合金翅片。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的局部剖视示意图。
图2为图1的电气原理图。
图3为本发明的分段骨架主视示意图。
图4为图3的左视示意图。
图5为图3的俯视示意图。
图6为本发明的次级铜薄片结构示意图。
图7为本发明的陶瓷基片结构示意图。
附图标记如下：
1磁芯；2分段骨架；3初级绕组；4次级绕组；5反馈绕组；6中空圆柱筒；7环形绝缘挡墙；8初级绕线槽；9散热筋；10反馈绕线区；11次级绕线区；12缺口；13引出线槽；14引线；15铜薄片；16陶瓷基片；17引脚；18圆孔；19 PCB。
具体实施方式
下面进一步描述本发明技术方案，附图所公开的结构为本发明一个实施例结构，本实施方式为本发明其中一项实例，但要求保护的范围不局限于此实例。
本实施方式为一种PQ34/26节能环保高效分段隔离式高频变压器，包括磁芯（1）、分段骨架（2）、初级绕组（3）、次级绕组（4）和反馈绕组（5）；所述分段骨架（2）由聚四氟乙烯材质整体成型制作；其主体结构是一个与磁芯（1）中柱匹配分的中空圆柱筒（6）；在中空圆柱筒的底端部位置外表和中间部位置外表，分别设有两个环形绝缘挡墙（7）将中空圆柱筒（6）外表隔离出两个区段，其中的两个环形绝缘挡墙（7）之间的区段形成初级绕线槽（8）；上述中间部位置环形绝缘挡墙（7）的另一侧中空圆柱筒区段，有一部分段是沿中空圆柱筒（6）外表圆周均匀且轴向对称地布设有多条长度一致的散热筋（9），这些长度一致的散热筋（9）的筋脊面共同组合成反馈绕线区（10），没有布设散热筋的中空圆柱筒端部区段是次级绕线区（11）；所述多条长度一致的散热筋（9）之中，其中有一条散热筋（9）的筋脊面的高度要高于其它散热筋（9）的筋脊面的高度，并且该条散热筋（9）上设置有一个缺口（12）；所述中空圆柱筒（6）外表的底端部的环形绝缘挡墙（7）上设有引出线槽（13）；
所述初级绕组（3）采用多股绝缘导线紧密缠绕在所述分段骨架（2）的两个环形绝缘挡墙（7）之间的初级绕线槽（8）上，绕制完成后的引线（14）通过分段骨架（2）的引出线槽（13）引出；
所述次级绕组（4）采用多片铜薄片（15）做绕组，安装在分段骨架（2）中的无散热筋（9）的中空圆柱筒（6）端部区段的次级绕线区（11）；铜薄片与铜薄片之间垫陶瓷基片（16）；在次级绕线区（11）靠近磁芯侧的铜薄片（15）用高温胶带绝缘；
所述铜薄片（15）是一种呈“Ω”字型状的铜质片材，铜薄片（15）厚度为0.5-1.5mm，铜薄片（15）圆环形部分的内径与分段骨架的中空圆柱筒（6）外径大小相匹配，铜薄片（15）圆环下缺口（12）部位设计成两引脚（17）；所述陶瓷基片（16）采用厚度为0.1-0.5mm的长方形薄片，陶瓷基片（16）中间开直径等于铜薄片（15）圆环形部分内径的圆孔（18），陶瓷基片（16）的宽向等于铜薄片（15）圆环形部分的外径，陶瓷基片（16）的长向大于铜薄片（15）圆环形部分的外径；
所述反馈绕组（5）采用一根套有铁氟龙管的导线绕制，并使套有铁氟龙管的导线卡在分段骨架（2）中的散热筋（9）的缺口（12）上固定；所述磁芯（1）的中柱插入上述分段骨架（2）中的中空圆柱筒（6）内，磁芯（1）中柱用软胶100%填满；同时磁芯（1）的气隙部分用软胶填满。
进一步地，所述反馈绕组（5）的引脚（17）和次级绕组（4）的铜薄片（15）引脚（17）均装入一块PCB板（19）上固定。
进一步地，所述磁芯（1）的外表加铜箔包围。
进一步地，所述陶瓷基片（16）长向露出次级铜薄片（15）部分连接风冷铝合金翅片。
进一步地，所述两个环形绝缘挡墙（7）的厚度为1-2mm。
进一步地，所述铁氟龙管是由聚四氟乙烯材料挤压烧结后，经干燥、高温烧结、定型等工序而制成的特种管材；铁氟龙英文为Teflon，又叫铁弗龙、特弗龙、特福龙、特氟隆、特氟龙、聚四氟乙烯和塑料王。
本实施例输出部分用多股绝缘线绕制从分段骨架（2）引出到电源板上。同时磁芯的气隙部分用软胶填满，加黑胶固定磁芯和各绕组。从而达到体积小、电流密度高、损耗低、噪音小、功率大、电流分布均匀的技术效果。本实施例在磁芯的外表加了铜箔起抗干扰作用。
本能环保高效分段隔离式高频变压器广泛应用到5G通信、云计算、节能家电、充电桩等新能源领域。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，包括磁芯（1）、分段骨架（2）、初级绕组（3）、次级绕组（4）和反馈绕组（5）；其特征在于：所述分段骨架（2）由聚四氟乙烯材质整体型制作；其主体结构是一个与磁芯（1）中柱匹配的中空圆柱筒（6）；在中空圆柱筒的底端部位置外表和中间部位置外表，分别设有两个环形绝缘挡墙（7）将中空圆柱筒（6）外表隔离出两个区段，其中的两个环形绝缘挡墙（7）之间的区段形成初级绕线槽（8）；上述中间部位置环形绝缘挡墙（7）的另一侧中空圆柱筒区段，有一部分段是沿中空圆柱筒（6）外表圆周均匀且轴向对称地布设有多条长度一致的散热筋（9），这些长度一致的散热筋（9）的筋脊面共同组合成反馈绕线区（10），没有布设散热筋的中空圆柱筒端部区段是次级绕线区（11）；所述多条长度一致的散热筋（9）之中，其中有一条散热筋（9）的筋脊面的高度要高于其它散热筋（9）的筋脊面的高度，并且该条散热筋（9）上设置有一个缺口（12）；所述中空圆柱筒（6）外表的底端部的环形绝缘挡墙（7）上设有引出线槽（13）；
所述初级绕组（3）采用多股绝缘导线紧密缠绕在所述分段骨架（2）的两个环形绝缘挡墙（7）之间的初级绕线槽（8）上，绕制完成后的引线（14）通过分段骨架（2）的引出线槽（13）引出；
所述次级绕组（4）采用多片铜薄片（15）做绕组，安装在分段骨架（2）中的无散热筋（9）的中空圆柱筒（6）端部区段的次级绕线区（11）；铜薄片与铜薄片之间垫陶瓷基片（16）；在次级绕线区（11）靠近磁芯侧的铜薄片（15）用高温胶带绝缘；
所述铜薄片（15）是一种呈“Ω”字形状的铜质片材，铜薄片（15）厚度为0 .5-1 .5mm，铜薄片（15）圆环形部分的内径与分段骨架的中空圆柱筒（6）外径大小相匹配，铜薄片（15）圆环下缺口（12）部位设计成两引脚（17）；所述陶瓷基片（16）采用厚度为0 .1-0 .5mm的长方形薄片，陶瓷基片（16）中间开直径等于铜薄片（15）圆环形部分内径的圆孔（18），陶瓷基片（16）的宽等于铜薄片（15）圆环形部分的外径，陶瓷基片（16）的长大于铜薄片（15）圆环形部分的外径；
所述反馈绕组（5）采用一根套有铁氟龙管的导线绕制，并使套有铁氟龙管的导线卡在分段骨架（2）中的散热筋（9）的缺口（12）上固定；所述磁芯（1）的中柱插入上述分段骨架（2）中的中空圆柱筒（6）内，磁芯（1）中柱用软胶100%填满；同时磁芯（1）的气隙部分用软胶填满，加黑胶固定磁芯和各绕组。
2.根据权利要求1所述的一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，其特征还在于：所述反馈绕组（5）的引脚（17）和次级绕组（4）的铜薄片（15）引脚（17）均装入一块PCB板（19）上固定。
3.根据权利要求1所述的一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，其特征还在于：所述磁芯（1）的外表加铜箔包围。
4.根据权利要求1所述的一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，其特征还在于：所述陶瓷基片（16）长向露出次级铜薄片（15）部分连接风冷铝合金翅片。
5.根据权利要求1所述的一种节能环保高效分段隔离式高频变压器，其特征还在于：所述两个环形绝缘挡墙（7）的厚度为1-2mm。
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