CN112786295A - 一种电源设备和平面变压器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源设备和平面变压器及其制作方法。其中，平面变压器，包括依次设置的第一磁芯、第一次级线圈、PCB线圈、第二次级线圈和第二磁芯，所述第一次级线圈和第二次级线圈均设置有第一引脚和次级接线脚，所述第一次级线圈和第二次级线圈外设置有绝缘漆层，第一引脚和次级接线脚为导电脚。本发明通过在第一次级线圈和第二次级线圈外设置有绝缘漆层，采用浸漆的方式，使次级线圈被绝缘漆包裹，不会出现露铜区域而被过高压击穿的现象，而且绝缘漆层比环氧树脂薄，有利于平面变压器超薄化。

Description

一种电源设备和平面变压器及其制作方法

技术领域

本发明涉及小型电感变压器技术，特别涉及一种电源设备和平面变压器及其制作方法。

背景技术

平面变压器与常规变压器相比，磁芯尺寸大幅度缩小，特别是高度缩小很多，这一特色对电源设备(如充电器)中在空间受到严格限制的场合下具有相当大的吸引力，从而可成为许多电源设备中首选的磁性元件。

如公告号为：CN209015849U，名称为：一种新型充电器变压器的专利中，公开了变压器包括左右两个磁芯、左右两个次级线圈和夹于次级线圈之间的PCB线圈。在制作过程中，在次级线圈冲压成型后需要进行两次包胶处理，第一次包胶主要用于填充次级线圈之间的缝隙，第二次注胶是在次级线圈外塑封环氧树脂，可见现有平面变压器的工艺复杂，而且在第二次注胶时，若次级线圈没有定位好，或者注塑时没有全部包裹的次级线圈(即次级线圈部分露铜)，变压器在过高压时会导致击穿，废品率高，而且一次塑封成型时，一次成型的次级线圈数量有限，在成型后需要对两次级线圈塑封件进行组装，再焊接两次级线圈，其生产效率低，生产周期长，直接影响交货期。

因而现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种电源设备和平面变压器及其制作方法，以解决现有变压器生产效率低、废品率高的问题。

为解决以上技术问题，本发明采取了以下技术方案：

一种平面变压器，包括第一磁芯、第二磁芯、次级线圈、PCB线圈，所述次级线圈一体成型设置，所述PCB线圈夹设于次级线圈中，所述次级线圈夹设于第一磁芯和第二磁芯之间，所述次级线圈外设置有绝缘漆层。

作为本发明的改进，所述第一磁芯、次级线圈、PCB线圈、第二磁芯之间通过粘接胶层固定。

作为本发明的改进，所述次级线圈由两个相连的扁平线圈对折形成，两扁平线圈的末端具有次级接线脚。

作为本发明进一步的改进，所述绝缘漆层通过浸漆方式形成。

作为本发明进一步的改进，所述PCB线圈具有接线端口，所述接线端口与次级接线脚相对设置。

作为本发明进一步的改进，所述绝缘漆层的厚度为0.1-0.5mm。

作为本发明更进一步的改进，所述扁平线圈冲压成型或者弹簧机卷绕成型。

本发明还提供一种电源设备，包括电源本体，所述电源本体中设置有上述的平面变压器。

本发明还提供平面变压器的制作方法，其包括如下步骤：

通过冲压或卷绕方式制作两个相连的扁平线圈，并将两扁平线圈对折形成次级线圈；

将次级线圈的电磁感应部分浸入浸漆设备中，使次级线圈外包裹绝缘漆层；

将PCB线圈嵌入次级线圈中，并在次级线圈两侧装第一磁芯和第二磁芯。

相较于现有技术，本发明提供的电源设备和平面变压器及其制作方法中，平面变压器采用一体成型的次级线圈，并使次级线圈外设置有绝缘漆层，采用一体成型的方式节省了现有两个次级线圈组装及焊接的步骤，组装工序变少，生产效率提升，并且采用浸漆的方式，使次级线圈被绝缘漆包裹，不会出现露铜区域而被过高压击穿的现象，而且绝缘漆层比环氧树脂薄，有利于平面变压器超薄化。

附图说明

图1为本发明提供的平面变压器的立体结构示意图。

图2为本发明提供的平面变压器的侧面结构示意图。

图3为本发明提供的平面变压器的分解示意图。

图4为本发明提供的平面变压器的制作方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当部件被称为“装设于”、“固定于”或“设置于”另一个部件上，它可以直接在另一个部件上或者可能同时存在居中部件。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。

还需要说明的是，本发明实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

请参阅图1、图2和图3，本发明提供的平面变压器包括依次设置的第一磁芯11、次级线圈2、PCB线圈3和第二磁芯12，所述次级线圈2一体成型设置，所述PCB线圈3夹设于次级线圈2中，次级线圈2、PCB线圈3的中间具有腰形通孔21，所述第一磁芯11和第二磁芯12呈盖状，其中部具有与所述腰形通孔21适配的凸柱13。所述次级线圈2夹设于第一磁芯13和第二磁芯12之间，且凸柱13位于所述腰形通孔21中。

所述次级线圈2外设置有绝缘漆层(图中未标号)，次级线圈2具有两个次级接线脚24用于接线，其为没有包裹绝缘漆层。本发明通过对次级线圈2采用浸漆的方式形成绝缘漆层，使次级线圈被绝缘漆包裹，不会出现露铜区域而被过高压击穿的现象，而且绝缘漆层比环氧树脂薄，有利于平面变压器超薄化。

本实施例中，PCB线圈3为变压器的初级线圈，夹设于次级线圈2之间构成变压器的感应线圈，感应线圈又夹设于第一磁芯11和第二磁芯12之间构成扁平状的平面变压器，使整个变压器结构紧凑。

在一实施例中，所述第一磁芯11、次级线圈2、PCB线圈3、第二磁芯12之间通过粘接胶层(图中未标号)固定，通过控制磁芯与感应线圈之间的间隙调整磁通量，从而控制平面变压器的相关参数(如电压、电流、转换效率等)均在设定范围内，产品的一致性高。

在一实施例中，所述绝缘漆层通过浸漆方式形成，通过浸漆的方式可确保次级线圈除引脚之外，其它部分全部被绝缘漆层包裹，提高了产品的良率，而且浸漆的方式可使绝缘漆层的厚度为0.1-0.5mm，从而使平面变压器厚度小于1CM，大大减少了变压器的厚度。

本实施例中，所述绝缘漆层的厚度优选为0.2-0.3mm，使平面变压器厚度在8mm以内。本发明可将大量的次级线圈放入浸漆设备中浸15分钟左右，再直接送入烧箱中烘干固化，相比采用注塑机注塑需对每一个次级线圈进行模内定位、预热、冷却成型、去除毛刺、两塑封件组装等繁琐的操作方式，其工作效率大幅提升，而且还可省去注塑机，设备采购成本也大幅降低。

较佳地，所述次级线圈2由两个相连的扁平线圈22、23对折形成，两扁平线圈22、23的末端形成次级接线脚24，通过一体成型的方式可省去扁平线圈22、23组装及焊接的步骤，简化了工艺流程，提高了生产效率，而且通过一次成型的方式，也有利于保持两扁平线圈22、23之间的间距，有利于提高产品的一致性，只需在成型时使两扁平线圈22、23之间的间距略大于PCB线圈3的厚度，使变压器厚度尽可能薄。

可选地，所述扁平线圈2通过冲床设备冲压成型，所述扁平线圈2为铜或铜合金，由冲床设备一次冲压出两个相连的扁平线圈22、23，再由折弯设备两扁平线圈22、23之间连接部25，使其折弯形成次级线圈2。

当然，本发明也可采用弹簧机卷绕的方式使扁平线圈成型，该方式与冲压设备相比，没有废料产生，材料成本低，而且也省去了废料的处理成本，有利于降低产品成本，提高市场竞争力。

本发明实施例中，所述PCB线圈3具有接线端口32，所述接线端口32与次级接线脚24相对设置，使平面变压器的一端为初级接线端，另一端为级级接线端，避免接线错误。

请继续参阅图3，所述PCB线圈3和次级线圈2呈长圆形，PCB线圈3的一端具有延伸部31，所述接线端口32设置于所述延伸部31上，以利于其与充电器电源的PCB板焊接。

较佳地，所述第一磁芯11和第二磁芯12的一端具有供所述接线端口32外露的缺口14，使磁芯包住感应线圈仅外露接线部分，提升了平面变压器可靠性，而且避免感应线圈在安装和搬运过程中损坏。

进一步地，在平面变压器组装测试完后，对平面变压器浸漆处理使变压器表面形成保护膜。

更进一步地，所述第一磁芯11和第二磁芯12外设置有屏蔽罩(图中未示出)，提高平面变压器的抗干扰性能。

基于上述的平面变压器，本发明还相应提供一种电源设备，包括电源本体，所述电源本体中设置有上述的平面变压器。该电源设备可以是移动电源、充电器电源等，由于上文已对该平面变压器进行了详细描述，此处不作赘述。

本发明还提供一种平面变压器的制作方法，请参阅图4，其包括如下步骤：

S10、通过冲压或卷绕方式制作两个相连的扁平线圈，并将两扁平线圈对折形成次级线圈；

S20、将次级线圈的电磁感应部分浸入浸漆设备中，使次级线圈外包裹绝缘漆层；

S30、将PCB线圈嵌入次级线圈中，并在次级线圈两侧装第一磁芯和第二磁芯。

在步骤S10中，通过冲床设备冲压铜片形成两个相连的扁平线圈，再由折弯设备两扁平线圈之间连接部，使其折弯形成次级线圈，该冲床设备可采用自动化冲床，自动完成两个工序。

本发明也可采用弹簧机卷绕的方式使扁平线圈成型，该方式与冲压设备相比，没有废料产生，材料成本低，而且也省去了废料的处理成本，有利于降低产品成本，提高市场竞争力。

在步骤S20中的步骤包括：将次级线圈的次级接线脚倒立悬挂在浸漆设备中，浸漆设备合盖抽真空，使绝缘漆的液面上升至次级接线脚的根部处，保持负压4分钟，之后开盖破真空，在浸漆设备中静置5-10分钟，之后送入烤箱中烘烤难以忘却100-120℃的温度烘烤30分钟，再以130-150℃的温度烘烤100-120分钟，之后冷却。

其中，所述S30还包括：在所述第一磁芯、次级线圈、PCB线圈、第二磁芯之间的间隙中点胶固定。本发明可在组装时直接点胶预固定，之后对平面变压器的参数进行测试，再送入风机或者烤箱中进行固化使其固定。

综上所述，本发明采用一体成型的次级线圈，并使次级线圈外设置有绝缘漆层，采用一体成型的方式，可确保次级线圈外观一致，而且节省了现有两个次级线圈组装及焊接的步骤，组装工序变少，生产效率提升，并且采用浸漆的方式，使次级线圈被绝缘漆包裹，不会出现露铜区域而被过高压击穿的现象，而且绝缘漆层比环氧树脂薄，有利于平面变压器超薄化。

本发明对次级线圈的处理采用浸漆方式，一次可浸大量的次级线圈，生产效率大幅提升，相比采用注塑机注塑需对每一个次级线圈进行模内定位、预热、冷却成型、去除毛刺、两塑封件组装等繁琐的操作方式，其工作效率大幅提升，而且还可省去注塑机，设备采购成本也大幅降低。

此外，本发明还采用采用弹簧机卷绕的方式使扁平线圈成型，该方式与冲压设备相比，没有废料产生，材料成本低，而且也省去了废料的处理成本，有利于降低产品成本，提高市场竞争力。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种平面变压器，包括第一磁芯、第二磁芯、次级线圈、PCB线圈，其特征在于，所述次级线圈一体成型设置，所述PCB线圈夹设于次级线圈中，所述次级线圈夹设于第一磁芯和第二磁芯之间，所述次级线圈外设置有绝缘漆层。

2.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述第一磁芯、次级线圈、PCB线圈、第二磁芯之间通过粘接胶层固定。

3.根据权利要求2所述的平面变压器，其特征在于，所述次级线圈由两个相连的扁平线圈对折形成，两扁平线圈的末端具有次级接线脚。

4.根据权利要求2所述的平面变压器，其特征在于，所述绝缘漆层通过浸漆方式形成。

5.根据权利要求3所述的平面变压器，其特征在于，所述PCB线圈具有接线端口，所述接线端口与次级接线脚相对设置。

6.根据权利要求1所述的平面变压器，其特征在于，所述绝缘漆层的厚度为0.1-0.5mm。

7.根据权利要求3所述的平面变压器，其特征在于，所述扁平线圈冲压成型或者弹簧机卷绕成型。

8.一种电源设备，包括电源本体，其特征在于，所述电源本体中设置有如权利要求1-7任意一项所述的平面变压器。

9.一种如权利要求1所述平面变压器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过冲压或卷绕方式制作两个相连的扁平线圈，并将两扁平线圈对折形成次级线圈；

将次级线圈的电磁感应部分浸入浸漆设备中，使次级线圈外包裹绝缘漆层；

将PCB线圈嵌入次级线圈中，并在次级线圈两侧装第一磁芯和第二磁芯。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述将PCB线圈嵌入次级线圈中，并在次级线圈两侧装第一磁芯和第二磁芯的步骤还包括：

在所述第一磁芯、次级线圈、PCB线圈、第二磁芯之间的间隙中点胶固定。

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