CN112331461A - 一种谐振变压器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种谐振变压器，它包括第一磁芯、第二磁芯、次级线圈、初级线圈、隔片和底板，所述第一磁芯固定安装在底板上，所述第二磁芯设于第一磁芯的顶端，所述次级线圈绕制在第一磁芯的中心柱上，所述初级线圈绕制在第二磁芯的中心柱上，所述隔片设于次级线圈与初级线圈以及相应的磁芯中心柱之间，所述次级线圈包括设有三个次级引脚；它采用初级线圈为多股自粘三层绝缘线绕制成双层绕饼反向叠绕的结构，结合次级线圈为若干铜片重叠组成，能有效减小初级线圈和次级线圈之间的漏感，从而减小了谐振变压器的损耗，实现提高电源的工作效率，同时整体结构科学合理、简单紧凑，安装和操作方便；它广泛适用于开关电源变压配套使用。
Description
技术领域
本发明涉及电源设备，尤其涉及一种谐振变压器。
背景技术
开关模式电源简称SMPS，又称交换式电源、开关变换器，是一种高频化电能转换装置，是电源供应器的一种；其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流，开关电源的输入大都是交流电源，而输出大都是直流电源。
随着电子电路以及开关电源向高频化、高功率、高可靠性、高集成度的方向发展，以及高速超大规模集成电路的尺寸不断减小，用户对直流电源的性能提出了更高的要求，为了设计出满足要求的高功率直流开关电源，一般采用在开关电源中使用LLC谐振变压器的方式，而现有谐振变压器的整体结构复杂，以及初级线圈与次级线圈之间的漏感较大，导致谐振变压器损耗较大，严重制约电源工作效率的提高。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种谐振变压器，它采用初级线圈为多股自粘三层绝缘线绕制成双层绕饼反向叠绕的结构，结合次级线圈为若干铜片重叠组成，能有效控制初级线圈和次级线圈之间的漏感，从而减小了谐振变压器的损耗，实现提高电源的工作效率，同时整体结构科学合理、简单紧凑，安装和操作方便，输出电流大，市场前景广阔，便于推广使用。
为了实现上述目的，一种谐振变压器，它包括第一磁芯、第二磁芯、次级线圈、初级线圈、隔片和底板，所述第一磁芯固定安装在底板上，所述第二磁芯设于第一磁芯的顶端，所述次级线圈绕制在第一磁芯的中心柱上，所述初级线圈绕制在第二磁芯的中心柱上，所述隔片设于次级线圈与初级线圈以及相应的磁芯中心柱之间，所述次级线圈包括设有三个次级引脚。
为了实现结构、效果优化，其进一步的措施是：所述第一磁芯和第二磁芯均为PQ型磁芯，且所述第一磁芯和第二磁芯均为铁氧体材质。
所述隔片为绝缘材质且其厚度可调。
所述初级线圈采用双层绕饼反向叠绕组成，且每层绕饼采用多股自粘三层绝缘线绕制而成。
所述初级线圈的上下表面分别设有第二绝缘片和第一绝缘片。
所述次级线圈采用若干铜片重叠组成，且相邻铜片之间设有绝缘板。
所述次级线圈中每个铜片厚度为0.5～0.8mm，相邻铜片之间的绝缘板为聚酰亚胺高温胶带。
所述底板采用RF-4玻纤环氧树脂板材制作而成。
本发明相比现有技术所产生的有益效果：
(Ⅰ)本发明采用第一磁芯和第二磁芯均为铁氧体材质的PQ型磁芯，有利于增强谐振变压器的耦合性以及散热效果，并具有较好的磁屏蔽效果，可减少对相邻连接的开关电气元件进行电磁干扰，以避免造成过压击穿电气元件，从而增强了谐振变压器的抗饱和能力和整个电路谐振的稳定性，使电源工作更可靠，从而进一步提高了电源的工作效率；
(Ⅱ)本发明采用在次级线圈与初级线圈以及相应的磁芯中心柱之间设有隔片，利用绝缘材料制成的隔片，能阻止初级线圈和次级线圈与磁芯中心柱之间的直接接触，可使谐振变压器符合安全规则的要求，有利于保障谐振变压器运行的安全性和可靠性，避免谐振变压器发生烧毁等安全事故；
(Ⅲ)本发明采用初级线圈为双层绕饼反向叠绕的并联结构，且每层绕饼采用多股自粘三层绝缘线绕制而成，次级线圈采用若干铜片重叠组成，能有效控制初级线圈与次级线圈之间的漏感，从而实现减少谐振变压器工作的损耗，其电源的工作效率可高达98%，同时初级线圈采用线形结构绕制结合次级线圈采用片形结构绕制的技术，能够避免频率升高后，因趋肤效应导致线圈绕组的有效电阻增大、温度升高的幅度增大的问题，从而使线圈绕组能够适用更高的工作频率，并且与现有技术中谐振变压器大都外设有谐振电感的技术方案相比，整体电路结构更简单，占用空间小，符合开关电源向高频化、高功率、高可靠性、高集成度的发展趋势，实现满足用户的要求；
(Ⅳ)本发明采用初级线圈为多股自粘三层绝缘线绕制成双层绕饼反向叠绕的结构，结合次级线圈为若干铜片重叠组成，能有效控制初级线圈和次级线圈之间的漏感，从而减小了谐振变压器的损耗，实现提高电源的工作效率，同时整体结构科学合理、简单紧凑，安装和操作方便，具有显著的经济效益和社会效益。
本发明广泛适用于开关电源变压配套使用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
构成本申请一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的分解示意图。
图3为本发明中次级线圈的分解示意图。
图4为本发明中次级线圈与次级引脚的安装示意图。
图中：1-底板，2-第一磁芯，3-次级线圈，31-铜片，311-引脚插口，32-绝缘板，4-隔片，5-第一绝缘片，6-初级线圈，7-第二绝缘片，8-第二磁芯，9-次级引脚。
具体实施方式
参照图1～图4，本发明提供一种谐振变压器，它包括第一磁芯2、第二磁芯8、次级线圈3、初级线圈6、隔片4和底板1，所述第一磁芯2固定安装在底板1上，所述第二磁芯8设于第一磁芯2的顶端，所述次级线圈3绕制在第一磁芯2的中心柱上，所述初级线圈6绕制在第二磁芯8的中心柱上，所述隔片4设于次级线圈3与初级线圈6以及相应的磁芯中心柱之间，所述次级线圈3包括设有三个次级引脚9。
参考图1～图4所示，本发明的第一磁芯2和第二磁芯8均为PQ型磁芯，且所述第一磁芯2和第二磁芯8均为铁氧体材质，利用铁氧体材质制成PQ型磁芯结构，可使其具有较好的磁屏蔽效果和散热效果，次级输出端可以充当散热片，外加风扇强制散热，并能增强谐振变压器的耦合性能，有利于保障整个电路谐振工作的稳定可靠，实现进一步提高电源的工作效率；所述隔片4为绝缘材质且其厚度可调，一般隔片4的厚度选择范围为5～7mm，方便实现在一定范围内调整隔片4的厚度，达到调整控制次级线圈3与初级线圈6之间的距离，从而实现调整控制谐振变压器的漏感既能满足谐振电路的要求，又能保障谐振变压器运行的安全性和可靠性，同时整体安装和操作简单，适合规模化批量生产。
如图1～图4所示，本发明初级线圈6采用双层绕饼反向叠绕组成，且每层绕饼采用多股自粘三层绝缘线绕制而成，所述次级线圈3采用若干铜片31重叠组成，且相邻铜片31之间设有绝缘板32，该种绕组技术能够有效减少初级线圈6与次级线圈3之间的漏感，从而减少谐振变压器工作的损耗，有利于提高电源的工作效率，同时可避免因趋肤效应导致线圈绕组的有效电阻增大、温度升高的幅度增大的问题，可使线圈绕组能够适用更高的工作频率；所述初级线圈6的上下表面分别设有第二绝缘片7和第一绝缘片5，有利于提高绝缘性能，从而保障谐振变压器运行安全可靠；所述次级线圈3中每个铜片31厚度为0.5～0.8mm，相邻铜片31之间的绝缘板32优选为聚酰亚胺高温胶带，所述聚酰亚胺高温胶带采用经特殊处理的耐高温绝缘材料聚酰亚胺薄膜为基材，具有超强的耐高温性能，在180℃的环境中可长期使用，耐高温可达300℃/10分钟，还具有优异的绝缘性，耐穿性，耐酸碱，耐摩擦，抗撕裂，粘着力强且撕去后被遮蔽表面不留残胶，良好的机械性能，加工制作方便，成本低；所述底板1优选采用RF-4玻纤环氧树脂板材制作而成，所述RF-4玻纤环氧树脂板具有吸音、隔声、隔热、环保、阻燃等特性，同时其机械性能好，尺寸稳定性、抗冲击性、耐湿性比纸基板高，以及电气性能优良，适合较高的工作温度环境，同时具有良好的加工工艺性能，制作方便。
参考图3和图4所示，本发明中次级线圈3采用8个铜片31重叠组成，上下相邻的铜片31之间设有绝缘板32，且上下相邻铜片31的引脚插口311呈轴向对称分布，通过次级引脚9将铜片31重叠后的引脚插口311分别并联起来从而形成三个次级引脚9，这种安装方式可使次级线圈3的次级引脚9由两个增加至三个，相应的增大了次级引脚9与空气的接触面积，从而增大了散热面积，相应增强了散热性能，当谐振变压器在大电流下运行，能有效减小谐振变压器的损耗，有利于进一步提高谐振变压器的工作效率，实现输出大电流。
实施例一：结合图1～图4所示，本发明中初级线圈采用双层绕饼反向叠绕组成，且每 层绕饼采用多股自粘三层绝缘线绕制而成，所述绝缘线采用0.3×7股漆包线，双层绕饼共 14匝且并联工作，所述次级线圈采用8个铜片重叠组成，每个铜片的厚度为0.5mm，且相邻 铜片之间设有绝缘板为聚酰亚胺高温胶带，所述绝缘板的厚度为0.05mm，所述初级线圈与次 级线圈相应的磁芯中心柱之间隔片的厚度为5mm，所述三个次级引脚采用2mm厚的铜板制作 而成，同时三个次级引脚的表面电镀雾锡，既方便次级引脚的插装焊接，又可以增加各次级 引脚的导电能力，以及增强谐振变压器的强度，同时提高了线圈绕组的散热能力，有利于解 决大电流通过线圈绕组时的散热问题，当初级线圈输入400V&500KHZ方波电压，经谐振变 压整流后，次级线圈可输出12V的直流电压，最大电流达150A，最大功率2400W。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，并根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种谐振变压器，其特征在于包括第一磁芯(2)、第二磁芯(8)、次级线圈(3)、初级线圈(6)、隔片(4)和底板(1)，所述第一磁芯(2)固定安装在底板(1)上，所述第二磁芯(8)设于第一磁芯(2)的顶端，所述次级线圈(3)绕制在第一磁芯(2)的中心柱上，所述初级线圈(6)绕制在第二磁芯(8)的中心柱上，所述隔片(4)设于次级线圈(3)与初级线圈(6)以及相应的磁芯中心柱之间，所述次级线圈(3)包括设有三个次级引脚(9)。
2.根据权利要求1所述谐振变压器，其特征在于所述第一磁芯(2)和第二磁芯(8)均为PQ型磁芯，且所述第一磁芯(2)和第二磁芯(8)均为铁氧体材质。
3.根据权利要求1所述谐振变压器，其特征在于所述隔片(4)为绝缘材质且其厚度可调。
4.根据权利要求1所述谐振变压器，其特征在于所述初级线圈(6)采用双层绕饼反向叠绕组成，且每层绕饼采用多股自粘三层绝缘线绕制而成。
5.根据权利要求4所述谐振变压器，其特征在于所述初级线圈(6)的上下表面分别设有第二绝缘片(7)和第一绝缘片(5)。
6.根据权利要求1所述谐振变压器，其特征在于所述次级线圈(3)采用若干铜片(31)重叠组成，且相邻铜片(31)之间设有绝缘板(32)。
7.根据权利要求6所述谐振变压器，其特征在于所述次级线圈(3)中每个铜片厚度为0.5～0.8mm，相邻铜片之间的绝缘板(32)为聚酰亚胺高温胶带。
8.根据权利要求1所述谐振变压器，其特征在于所述底板(1)采用RF-4玻纤环氧树脂板材制作而成。
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