CN114420424A - 一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及开关电源变压器技术领域，尤其涉及一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，包括绕线骨架、磁芯组与绕组，所述绕线骨架为多线槽结构、包括主绕线槽与副绕线槽，所述绕组分别缠绕于主绕线槽与副绕线槽内，所述磁芯组包括结构非对称的上磁芯与下磁芯，上磁芯与下磁芯包围于所述绕线骨架外。本发明通过设置非对称包围式结构的磁芯组，使绕线骨架与绕组的装配体可被包围在磁芯组内，可有效提高磁芯的利用率，增加变压器功率密度，从而提高变压器的工作效率；同时通过设置包括主绕线槽和副绕线槽的绕线骨架，使绕组的初级线圈与次级线圈可分别缠绕在主绕线槽和副绕线槽内，加强了初级线圈与次级线圈之间的安全隔离。

Description

一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器

技术领域

本发明涉及开关电源变压器技术领域，尤其涉及一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器。

背景技术

开关变压器是加入了开关管的电源变压器，是一种高频化电能转换装置，在电路中除了普通变压器的电压变换功能，还兼具绝缘隔离与功率传送功能。一般用在开关电源等涉及高频电路的场合；开关变压器通常包括磁芯、绕制于磁芯上的线圈和安装在磁芯上的引脚端子，线圈的端部与对应的引脚端子焊接相连使用。

目前，现有技术中的开关电源变压器通常为非包围式磁芯，这种结构的变压器不仅空间利用率低，且无法将内部工作的高频脉冲线圈的磁力线屏蔽，导致变压器的辐射过大；同时，为了使初级线圈和磁芯对次级线圈达到安全规范标准的隔离要求，现有技术一般采用加长型骨架的方式解决，然而这种结构增加了变压器的长度和体积，影响开关变压器的适用场所。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供了一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，可提高磁芯的功率密度，避免线圈磁力线外泄，同时加强了绝缘性能及绕组与绕组之间的安全隔离。

本发明解决其技术问题所采取的方案是：一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，包括绕线骨架、磁芯组与绕组，所述绕线骨架为多线槽结构、包括主绕线槽与副绕线槽，所述绕组分别缠绕于主绕线槽与副绕线槽内，所述磁芯组包括结构非对称的上磁芯与下磁芯，所述上磁芯与下磁芯连接后包围于所述绕线骨架外。

通过采取上述技术方案，使绕组可分别缠绕在主绕线槽与副绕线槽内，加强了绕组与绕组之间的安全隔离，同时磁芯组包围住绕线骨架和绕组极大的提高了磁芯的功率密度，并降低了变压器的辐射，提高了变压器的安全性能。

进一步的，所述绕线骨架包括绕线柱及分别设于绕线柱两端面上的第一端板与第二端板，所述第一端板下方设有第一隔板，所述第二端板上方设有第二隔板，所述第一隔板与第二隔板之间形成所述主绕线槽，所述第一端板与第一隔板之间、第二端板与第二隔板之间形成所述副绕线槽，所述副绕线槽位于主绕线槽两端。

进一步的，所述绕组包括初级线圈与次级线圈，所述初级线圈缠绕于主绕线槽内，所述次级线圈缠绕于副绕线槽内。

通过采取上述技术方案，实现了绕线骨架的多槽结构，并使初级线圈与次级线圈可分别缠绕在主绕线槽和副绕线槽内，提高了初级线圈与次级线圈之间的安全隔离。

进一步的，所述第一隔板外侧设有第一挂线部，所述第二隔板外侧设有第二挂线部，所述第一挂线部与第二挂线部位置相对。

进一步的，所述第二端板外侧与第二挂线部对应的位置处设有初级引脚支架，第二端板外侧与第一挂线部对应的位置设有次级引脚支架，所述初级引脚支架底部设有金属引脚，所述次级引脚支架上设有线孔。

通过采取上述技术方案，使初级线圈的出线端可从第二挂线部引出连接在初级引脚支架的金属引脚上与电源连接，同时次级线圈的出线端可从第一挂线部引出连接在次级引脚支架的线孔内与负载连接。

进一步的，所述上磁芯投影面为“T”形结构、包括顶盖和设于顶盖下端面的芯柱，所述绕线柱上设有贯穿第一端板与第二端板的通孔，所述芯柱插接于通孔内，所述顶盖与第一端板上端面紧贴。

进一步的，所述下磁芯为无盖腔体结构、包括底盖和设于底盖四周的挡壁，所述底盖和挡壁结合形成容纳腔，所述绕线骨架与绕组集合后嵌合于容纳腔内。

通过采取上述技术方案，使上磁芯与下磁芯连接后可将绕组和绕线骨架的装配体包围，极大的提高了磁芯功率密度，并可屏蔽线圈磁力线外泄，进而提高变压器性能。

进一步的，所述挡壁与初级引脚支架及次级引脚支架对应的位置处分别设有初级支架插口和次级支架插口，所述初级引脚支架嵌合于初级支架插口内，所述次级引脚支架插接于次级支架插口内。

通过采取上述技术方案，使下磁芯安装时，初级引脚支架和次级引脚支架可分别插接在初级支架插口和次级支架插口内，实现下磁芯的包围安装。

进一步的，所述绕线骨架底部设有绝缘底壳，所述绝缘底壳为无顶盒体结构，所述绕线骨架、磁芯组与绕组的组合件共同嵌合于绝缘底壳内。

进一步的，所述绝缘底壳侧壁处分别设有用于通过初级引脚支架和次级引脚支架的切口与豁口，所述切口与豁口位置相对。

通过采取上述技术方案，使绝缘底壳可从底部和四周包围住磁芯组、绕组和绕线骨架，加强了变压器的绝缘性能。

综上所述，本发明的有益效果为：

1、本发明通过设置非对称包围式结构的磁芯组，使绕线骨架与绕组的装配体可被包围在磁芯组内，可有效提高磁芯的利用率，增加变压器功率密度，从而提高变压器的工作效率。

2、本发明通过在绕线骨架底部设置绝缘底壳，并将绕线骨架、磁芯组和绕组的装配体共同安装在绝缘底壳内，使本发明的变压器除顶部以外四周均被绝缘壳体包围，实现了四周的物理隔离，加强了本发明的绝缘性能。

3、本发明通过设置包括主绕线槽和副绕线槽的绕线骨架，使绕组的初级线圈与次级线圈可分别缠绕在主绕线槽和副绕线槽内，加强了初级线圈与次级线圈之间的安全隔离，可减小绕线骨架的设计体积。

上述说明仅是本发明的技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实施例的结果示意图；

图2为本实施例的分解图；

图3为本实施例另一角度的分解图；

图4为本实施例绕线骨架的结构示意图；

图5为本实施例下磁芯的结构示意图；

图6为本实施例绝缘底壳的结构示意图。

图中：1、绕线骨架；11、主绕线槽；12、副绕线槽；13、绕线柱；131、通孔；14、第一端板；15、第二端板；151、初级引脚支架；152、次级引脚支架；153、金属引脚；154、线孔；16、第一隔板；161、第一挂线部；17、第二隔板；171、第二挂线部；2、磁芯组；21、上磁芯；211、顶盖；212、芯柱；22、下磁芯；221、底盖；222、挡壁；223、容纳腔；224、初级支架插口；225、次级支架插口；3、绝缘底壳；31、切口；32、豁口。

具体实施方式

为了使本发明的内容能更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步说明。

需要说明的是，本文所使用的术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图3所示，一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，包括绕线骨架1、磁芯组2与绕组，本实施例的绕线骨架1为多线槽结构、包括主绕线槽11与副绕线槽12，使绕组可分别缠绕于主绕线槽11与副绕线槽12内，实现绕组与绕组之间的分隔，加强了绕组与绕组之间的安全隔离。

如图2至图4所示，本实施例的绕线骨架1包括绕线柱13及分别设于绕线柱13两端面上的第一端板14与第二端板15，第一端板14、第二端板15及绕线柱13结合形成绕线部，便于绕组缠绕；为了实现绕线骨架1的多线槽结构，本实施例在第一端板14的下方设置了第一隔板16，并在第二端板15的上方设置了第二隔板17，使第一隔板16与第二隔板17之间形成主绕线槽11，并使第一端板14与第一隔板16之间、第二端板15与第二隔板17之间形成副绕线槽12，从而使副绕线槽12位于主绕线槽11两端；本实施例的绕组分别缠绕在主绕线槽11与副绕线槽12内，并分别通过第一隔板16与第二隔板17进行隔开，从而加强了绕组与绕组之间的安全隔离，同时无需使用加长骨架，避免了变压器体积的增大。

本实施例中的绕组包括初级线圈与次级线圈，其中初级线圈缠绕于主绕线槽11内，并与电源端连接，次级线圈缠绕于副绕线槽12内，并与负载端连接，从而实现变压器的正常工作。

为了便于初级线圈与电源端的连接及次级线圈与负载端的连接，如图5所示，本实施例的第一隔板16外侧设有第一挂线部161，并且第二隔板17外侧设有第二挂线部171，初级线圈与电源端连接时，初级线圈的出线端可通过第二挂线部171引出进行连接，同理，次级线圈与负载端连接时，次级线圈的出线端可通过第一挂线部161引出进行连接；本实施例的第一挂线部161与第二挂线部171位置相对，可避免初级线圈与次级线圈接线时相互干扰。

本实施例的第二端板15外侧与第二挂线部171对应的位置处设有初级引脚支架151，且初级引脚支架151上设有金属引脚153，初级线圈的出线端从第二挂线部171引出后，可直接连接至初级引脚支架151上的金属引脚153处实现与电源端的连接；本实施例的第二端板15外侧与第一挂线部161对应的位置设有次级引脚支架152，其中次级引脚支架152上设有线孔154，次级线圈的出线端从第一挂线部161引出后，可直接连接至次级引脚支架152的线孔154内，实现与负载端的连接；本实施例的初级引脚支架151与次级引脚支架152相对设置，且分别与第二挂线部171及第一挂线部161位置对应，可避免初级线圈与次级线圈的出线端相互交叉干扰，同时加强了初级线圈与次级线圈之间的安全隔离。

如图2和图3所示，本实施例的磁芯组2包括结构非对称的上磁芯21与下磁芯22，并包围在绕线骨架1外，本实施例通过设置包围式的上磁芯21与下磁芯22，使绕线骨架1与绕组的装配体可被包围在磁芯组2内，可对绕组的线圈磁力线进行屏蔽，避免其外泄，同时可提高磁芯的功率密度，进而提高变压器的性能。

如图2和图3所示，上磁芯21投影面为“T”形结构、包括顶盖211和设于顶盖211下端面的芯柱212，本实施例的绕线柱13上设有贯穿第一端板14与第二端板15的通孔131，上磁芯21安装时，芯柱212插接于通孔131内，同时顶盖211与第一端板14上端面紧贴，对绕线骨架1的顶部端面进行包围。

如图5所示，本实施例的下磁芯22为无盖腔体结构、包括底盖221和设于底盖221四周的挡壁222，挡壁222包围住底盖221使下磁芯22中间形成容纳腔223，使绕线骨架1与绕组组装后后嵌合于容纳腔223内，对绕线骨架1的底端及四周进行包围，并且，上磁芯21与下磁芯22分别安装在绕线骨架1中后，下磁芯22的挡壁222顶部与上磁芯21的顶盖211底部断面贴合，从而实现了对绕线骨架1及绕组的全面包围。

为了使下磁芯22成功安装并包围住绕线骨架1与绕组，本实施例在挡壁222与初级引脚支架151及次级引脚支架152对应的位置处分别设置了初级支架插口224和次级支架插口225，下磁芯22安装时，绕线骨架1从下磁芯22的顶部插入容纳腔223内，使初级引脚支架151插接在初级支架插口224内，次级引脚支架152插接在次级支架插口225内，从而实现了下磁芯22的包围安装。

如图1至图3所示，本实施例的变压器底部还设有绝缘外壳，使变压器可通过绝缘外壳与外界实现物理隔离，进而加强变压器的绝缘性能；本实施例的绝缘外壳设于绕线骨架1底部，对绕线骨架1、磁芯组2及绕组的装配体进行包围；其中，绝缘底壳3为无顶盒体结构，绕线骨架1、磁芯组2与绕组的组合件共同嵌合于绝缘底壳3内，从而使绝缘底壳3可从底部和四周包围住磁芯组2、绕组和绕线骨架1，实现了开关电源变压器的物理隔离，加强绝缘性能。

如图6所示，本实施例的绝缘底壳3侧壁处分别设有用于通过初级引脚支架151和次级引脚支架152的切口31与豁口32，其中切口31位置与初级引脚支架151位置对应，豁口32与次级引脚支架152位置对应，使绝缘底壳3安装时，初级引脚支架151可从切口31处插入，次级引脚支架152可从豁口32处插入，可避免初级引脚支架151与次级引脚支架152对绝缘底壳3的安装造成干扰，实现了绝缘底壳3的安装，从而加强了变压器的绝缘性能。

本实施例的工作原理为：本实施例通过设置非对称包围式结构的磁芯组2，使绕线骨架1与绕组的装配体可被包围在磁芯组2内，可有效提高磁芯的利用率，增加变压器功率密度，从而提高变压器的工作效率；同时通过在绕线骨架1底部设置绝缘底壳3，并将绕线骨架1、磁芯组2和绕组的装配体共同安装在绝缘底壳3内，使本实施例的变压器除顶部以外四周均被绝缘壳体包围，实现了四周的物理隔离，加强了本实施例的绝缘性能；并且通过设置包括主绕线槽11和副绕线槽12的绕线骨架1，使绕组的初级线圈与次级线圈可分别缠绕在主绕线槽11和副绕线槽12内，加强了初级线圈与次级线圈之间的安全隔离，可减小绕线骨架1的设计体积。

以上所述的实施例仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明的保护范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化和修改，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，包括绕线骨架（1）、磁芯组（2）与绕组，其特征在于：所述绕线骨架（1）为多线槽结构、包括主绕线槽（11）与副绕线槽（12），所述绕组分别缠绕于主绕线槽（11）与副绕线槽（12）内，所述磁芯组（2）包括结构非对称的上磁芯（21）与下磁芯（22），所述上磁芯（21）与下磁芯（22）连接后包围于所述绕线骨架（1）外。

2.根据权利要求1所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述绕线骨架（1）包括绕线柱（13）及分别设于绕线柱（13）两端面上的第一端板（14）与第二端板（15），所述第一端板（14）下方设有第一隔板（16），所述第二端板（15）上方设有第二隔板（17），所述第一隔板（16）与第二隔板（17）之间形成所述主绕线槽（11），所述第一端板（14）与第一隔板（16）之间、第二端板（15）与第二隔板（17）之间形成所述副绕线槽（12），所述主绕线槽（11）位于副绕线槽（12）两端。

3.根据权利要求2所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述绕组包括初级线圈与次级线圈，所述初级线圈缠绕于主绕线槽（11）内，所述次级线圈缠绕于副绕线槽（12）内。

4.根据权利要求2所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述第一隔板（16）外侧设有第一挂线部（161），所述第二隔板（17）外侧设有第二挂线部（171），第一挂线部（161）与第二挂线部（171）位置相对。

5.根据权利要求4所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述第二端板（15）外侧与第二挂线部（171）对应的位置处设有初级引脚支架（151），第二端板（15）外侧与第一挂线部（161）对应的位置设有次级引脚支架（152），所述初级引脚支架（151）底部设有金属引脚（153），所述次级引脚支架（152）上设有线孔（154）。

6.根据权利要求5所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述上磁芯（21）投影面为“T”形结构、包括顶盖（211）和设于顶盖（211）下端面的芯柱（212），所述绕线柱（13）上设有贯穿第一端板（14）与第二端板（15）的通孔（131），所述芯柱（212）插接于通孔（131）内，所述顶盖（211）与第一端板（14）上端面紧贴。

7.根据权利要求6所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述下磁芯（22）为无盖腔体结构、包括底盖（221）和设于底盖（221）四周的挡壁（222），所述底盖（221）和挡壁（222）结合形成容纳腔（223），所述绕线骨架（1）与绕组集合后嵌合于容纳腔（223）内。

8.根据权利要求7所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述挡壁（222）与初级引脚支架（151）及次级引脚支架（152）对应的位置处分别设有初级支架插口（224）和次级支架插口（225），所述初级引脚支架（151）嵌合于初级支架插口（224）内，所述次级引脚支架（152）插接于次级支架插口（225）内。

9.根据权利要求8所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述绕线骨架（1）底部设有绝缘底壳（3），所述绝缘底壳（3）为无顶盒体结构，所述绕线骨架（1）、磁芯组（2）与绕组的组合件共同嵌合于绝缘底壳（3）内。

10.根据权利要求9所述的一种带有包围式磁芯及多槽线轴的开关电源变压器，其特征在于：所述绝缘底壳（3）侧壁处分别设有用于通过初级引脚支架（151）和次级引脚支架（152）的切口（31）与豁口（32），所述切口（31）与豁口（32）位置相对。

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