CN117079950A - 一种自带散热结构的高频开关变压器骨架 - Google Patents
一种自带散热结构的高频开关变压器骨架 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种自带散热结构的高频开关变压器骨架，其包括带绕线柱的骨架主体；所述绕线柱两端分别成型有上挡板以及下挡板；所述绕线柱的中间位置成型有中间隔板；绕线柱通过中间隔板在上挡板与下挡板之间的柱体中间上隔出有多个单独的绕线空间；上挡板、下挡板以及中间隔板上均成型有导热贴片；绕线柱的一侧设置有散热架，所述散热架在基部与下挡板固连为一体，散热架在对应导热贴片位置设置有热缓冲体，所述热缓冲体为封闭管体，其内封装有导热相变材料作为导热介质；所述热缓冲体在内侧与所述导热贴片贴靠并成型为一体。本发明能有效提高通过变压器骨架成型的高频开关变压器的散热性能，进而提高其使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及变压器的骨架结构技术领域，具体涉及一种自带散热结构的高频开关变压器骨架。
背景技术
变压器作为一类用于电能转换的电器设备，能将不同电压的交流电能进行转换，得到符合要求的交流电进行输出并保持稳定供应，在输配电、电能转换和电力消耗中具有重要作用，被广泛应用于生产生活的各个领域中来保障相关设备的安全、稳定运行。而高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分，源依靠其高频化的特点已广泛应用在各种电子、电器设备、程控交换机、通讯、电力检测设备电源和控制设备电源之中。
现有技术中的高频变压器的工作部分包括磁芯和线圈，磁芯和线圈一同装配于变压器骨架上，而高频变压器中的线圈通常包括两个或两个以上的绕组，通过线圈绕组之间的磁耦合来实现变压。由于低压线圈往往需要卷绕成不同匝数的多组线圈组合，但如果将线圈全部卷绕在管体上，容易对各组线圈之间的分隔和绝缘性能造成影响，不利于保证变压器的整体使用性能。基于此原因，市面上出现一类带分隔结构的变压器骨架：
如在中国发明专利：变压器及其加工工艺(202110439531.0)中就公开了一种变压器骨架结构，该变压器骨架结构包括骨架本体以及设置于所述骨架本体上用于将不同线圈组隔开的分隔组件，所述分隔组件包括活动设置于所述骨架本体上且由绝缘材料制成的分隔板以及设置于所述骨架本体上能够驱动所述分隔板沿所述骨架本体的轴向方向运动的动力件，其请通过设置分隔组件，在分隔板以及动力件的共同作用下，使得用户可以根据实际情况将骨架本体上的绕线区域划分为若干段，进而使不同匝数的线圈组之间相互分隔，从而可以防止不同线圈绕组之间的相互干扰，保证不同匝数的线圈组之间的绝缘性能，并能通过对隔板进行位置调整，提高了变压器的使用灵活性。
虽然这一类带分隔结构的变压器骨架具有上述技术有时，但在实际使用过程中都存在一个缺陷：其线圈间的绝缘是通过设置于绕线结构两端以及作为分隔结构的绝缘隔板来实现的，而这样的隔板容易因为绝缘不良而造成漏感偏大，而且上述带分隔结构的高频变压器在工作时产生大量的热量，使得变压器存在散热不良的问题需要进行解决。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种自带散热结构的高频开关变压器骨架，可用以解决上述技术背景中的缺陷。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种自带散热结构的高频开关变压器骨架，包括骨架主体；所述骨架主体包括作为绕线结构的绕线柱，所述绕线柱为带中心孔的中空柱体，绕线柱两端分别成型有作为限位结构的上挡板以及下挡板，所述下挡板上设置有用于与绕匝线圈进行连接的引线接脚；
所述绕线柱的中间位置成型有中间隔板；绕线柱通过中间隔板在上挡板与下挡板之间的柱体中间上隔出有多个单独的绕线空间；
在上挡板的下表面、下挡板的上表面以及中间隔板的上、下表面上均成型有导热贴片；
所述绕线柱的一侧设置有散热架，所述散热架在基部与下挡板固连为一体，散热架在对应导热贴片位置设置有热缓冲体，所述热缓冲体包括沿对应导热贴片平面方向设置的封闭管体，所述封闭管体由热的良导体材料成型，并在其内封装有导热相变材料作为导热介质；所述热缓冲体在内侧与所述导热贴片贴靠并成型为一体。
作为进一步限定，所述绕线柱为方形截面柱，而与之对应的上挡板、下挡板以及中间隔板均为方形轮廓结构。
作为进一步限定，所述绕线柱为伸缩结构，以调整绕线柱上绕线区域的尺寸。
作为进一步限定，所述中间隔板为多个，在绕线柱上间隔设置。
作为进一步限定，所述中间隔板为活动结构，能在绕线柱的轴线上进行移动，并在选定位置通过固定件进行位置固定。
作为进一步限定，所述导热贴片为贝格斯的Sil-Pad系列高导热绝缘片材，优选为Sil-Pad 2000或者Sil-Pad K-10。
作为进一步限定，所述导热贴片与上挡板、下挡板、中间隔板以及热缓冲体之间通过导热硅胶粘连为一体。
作为进一步限定，散热架包括作为单侧绝缘结构的导热陶瓷基板，所述导热陶瓷基板在外表面上成型有散热结构，所述散热结构的内表面为平面，并在散热结构内表面与导热陶瓷基板之间的间隙中填充有导热硅脂；
所述导热陶瓷基板在散热结构侧的表面上还成型有膜导热材料；
所述散热结构包括导热金属片，并在所述导热金属片上成型有与导热金属片成型为一体的散热翅片。
有益效果：本发明的自带散热结构的高频开关变压器骨架可以有效解决带分隔结构的变压器骨架结构上的散热缺陷问题，其通过在上挡板、下挡板以及中间隔板上设置导热贴片，来将线圈上产生的热量导出，并通过设置于绕线柱侧旁的散热架进行协同散热；形成绕线柱中心孔-导热贴片-散热架的组合散热结构，以保证带绕线柱隔板结构的变压器骨架的散热效果以及使用性能；同时，导热贴片还能有效缓解在变压器骨架绕线柱上设置隔板所容易出现的绝缘不良现象，弥补成型后变压器在该隔板位置漏感偏大的缺陷。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的纵剖面结构示意图。
图2为图1中A部分的结构示意图。
其中：1、上挡板；2、第一中间隔板；3、第二中间隔板；4、绕线柱；5、导热贴片；6、引线接脚；7、支撑块；8、引线接脚固定座；9、接线触片；10、下挡板；11、导热陶瓷基板；12、散热翅片；13、导热金属片；14、热缓冲体；15、一字孔；16、封闭管体；17、导热相变材料；18、膜导热材料。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，“多个”的含义是两个或两个以上，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，如在本实施例中，各结构件的连接装配可以是现有技术中已有的装配方式，如插接、扣接、铰接、塑料焊焊接等，并不属于本申请文件的保护范围；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参见图1、图2的一种自带散热结构的高频开关变压器骨架的较佳实施例，在本实施例中，该高频开关变压器骨架包括骨架主体，其骨架主体的主体包括绕线柱4，绕线柱4的柱体轴心位置设置有中心孔，绕线柱4的两侧端部则分别成型有上挡板1以及下挡板10，同时在绕线柱4的中间位置还成型有第一中间隔板2以及第二中间隔板3两个隔板结构，自上而下顺次设置的上挡板1、第一中间隔板2、第二中间隔板3以及下挡板10将绕线柱4的外柱面部分分成三个绕线空间，以方便用户分别在三个绕线空间进行不同匝数的线圈盘绕，三个绕线空间之间分别通过第一中间隔板2以及第二中间隔板3进行分隔，从而可以防止不同线圈绕组之间的相互干扰，保证不同匝数的线圈组之间的绝缘性能。
而在下挡板10的下表面外端成型有引线接脚固定座8，引线接脚固定座8上对应绕线柱4中心孔的外侧通过支撑块7穿装固定有多个引线接脚6，该引线接脚6在内侧成型有接线触片9，操作人员可以将绕线柱4上绕匝的导电线向下穿装到接线触片9的预留孔上并进行固定，然后以焊锡的方式将导电线固定在引线接脚6。
本实施例中，绕线柱4、上挡板1、下挡板10、第一中间隔板2、第二中间隔板3为绝缘塑料材质以注塑方式成型，成型时可以将上述结构件独立成型后再进行装配，也可以将部分构件进行整合以实现一体成型，然后再将部件进行组合装配。如在本实施例中，上挡板1与绕线柱4为一体注塑成型，成型为一体的上挡板1与绕线柱4在绕线柱4的底部预留有与下挡板10进行连接装配的装配结构，而第一中间隔板2与第二中间隔板3在绕线柱4上的装配则在下挡板10装配前进行进行。
而为了实现散热，在上挡板1的下表面、下挡板10的上表面以及第一中间隔板2和第二中间隔板3的上、下表面上均成型有导热贴片5，在本实施例中，导热贴片5为高导热绝缘片材Sil-Pad 2000，该片材由硅类弹性体和高导热填料复合制成，为高性能，高可靠性的导热绝缘体；并具有形状适应性，可直接贴附于上挡板1、下挡板10以及第一中间隔板2和第二中间隔板3表面，并为上挡板1、下挡板10以及第一中间隔板2和第二中间隔板3提供均热散热性能。而若变压器对散热性能要求不高，对应的导热贴片5还可以采用高导热绝缘片材Sil-Pad K-10或者高导热绝缘片材Sil-Pad 800、Sil-Pad 900系列片材进行替换以降低成本。
而为了将导热贴片5部分吸收的热量快速导出，在骨架主体的侧旁还设置有一个散热架，该散热架包括设置于骨架主体侧用于实现绝缘的导热陶瓷基板11，该导热陶瓷基板11的外侧面为光滑平面，并在该光滑平面上贴装有石墨烯膜层作为膜导热材料18，同时在膜导热材料18外表面上成型有散热结构，并在散热结构内表面与导热陶瓷基板膜导热材料18之间的间隙中填充有导热硅脂。
在本实施例中，散热架包括导热金属片13，该导热金属片13为铜片，散热架通过导热金属片13在底部与下挡板10外缘、在顶部与上挡板1外缘上预留的塑料焊焊接槽进行焊连，以保证散热架结构的稳定。而为了进一步保证散热架与变压器骨架的骨架主体连接的稳定性，可以将绕线柱4设置为方形截面柱，而与之对应的上挡板1、下挡板10以及第一中间隔板2和第二中间隔板3也均为方形轮廓结构。
导热金属片13在外表面对应每个导热贴片5的外侧位置均成型有一个热缓冲体14，该热缓冲体14的结构样式如图2所示，热缓冲体14的主体为长条形的封闭管体16，该封闭管体16由与导热金属片13相同的铜材质成型，封闭管体16在导热贴片5的平面上延伸，在内侧贴靠并成型于导热金属片13表面，而在封闭管体16内则封装有导热相变材料作为储能导热介质。
另外，在导热陶瓷基板11与导热金属片13组成的复合板体结构上还成型有与导热贴片5数量一致的一字孔15，该一字孔15设置于对应导热贴片5对应平面的外延部分上尺寸略大于一字孔15，以使得导热贴片5能通过从一字孔15穿过导热陶瓷基板11与导热金属片13组成的复合板体并贴合于热缓冲体14表面；该结构的组合能将导热贴片5吸收的热量导出到散热架的外侧面上，并通过导热金属片13向空气中散热。而为了进一步优化导热金属片13作为散热结构的散热性能，在导热金属片13上还成型有散热翅片12。
而在另外的实施例中，为了满足高可靠性电子产品的封装要求，并防止导热贴片5脱落，还可以在导热贴片5与上挡板1、下挡板10、第一中间隔板2和第二中间隔板3之间以及导热贴片5与热缓冲体14中的封闭管体16表面通过导热硅胶粘连为一体。
另外，本实施例的结构对于不同类型带中间隔板的高频开关变压器骨架均由较佳的适应性，其在具有可调结构的高频开关变压器骨架上亦具有较佳的使用效果。而对应具有可调结构的高频开关变压器骨架同样包括绕线柱4以及成型于绕线柱4上的中间隔板，其绕线柱4可以为长度可调的伸缩结构，以通过调整绕线柱4上的长度来调整绕线柱4上绕线区域的尺寸，而对应绕线柱4上套装的中间隔板也可以更多或者更少，另外，这些中间隔板也可以设置为活动结构，使得对应的中间隔板能在绕线柱4的轴线上进行移动，并在选定位置通过固定件进行位置固定。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，包括骨架主体；所述骨架主体包括作为绕线结构的绕线柱，所述绕线柱为带中心孔的中空柱体，绕线柱两端分别成型有作为限位结构的上挡板以及下挡板，所述下挡板上设置有用于与绕匝线圈进行连接的引线接脚；
所述绕线柱的中间位置成型有中间隔板；绕线柱通过中间隔板在上挡板与下挡板之间的柱体中间上隔出有多个单独的绕线空间；
在上挡板的下表面、下挡板的上表面以及中间隔板的上、下表面上均成型有导热贴片；
所述绕线柱的一侧设置有散热架，所述散热架在基部与下挡板固连为一体，散热架在对应导热贴片位置设置有热缓冲体，所述热缓冲体包括沿对应导热贴片平面方向设置的封闭管体，所述封闭管体由热的良导体材料成型，并在其内封装有导热相变材料作为导热介质；所述热缓冲体在内侧与所述导热贴片贴靠并成型为一体。
2.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述绕线柱为方形截面柱，而与之对应的上挡板、下挡板以及中间隔板均为方形轮廓结构。
3.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述绕线柱为伸缩结构，以调整绕线柱上绕线区域的尺寸。
4.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述中间隔板为多个，在绕线柱上间隔设置。
5.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述中间隔板为活动结构，能在绕线柱的轴线上进行移动，并在选定位置通过固定件进行位置固定。
6.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述导热贴片为贝格斯的Sil-Pad系列高导热绝缘片材，优选为Sil-Pad2000或者Sil-Pad K-10。
7.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述导热贴片与上挡板、下挡板、中间隔板以及热缓冲体之间通过导热硅胶粘连为一体。
8.根据权利要求1所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，散热架包括作为单侧绝缘结构的导热陶瓷基板，所述导热陶瓷基板在外表面上成型有散热结构，所述散热结构的内表面为平面，并在散热结构内表面与导热陶瓷基板之间的间隙中填充有导热硅脂。
9.根据权利要求8所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述导热陶瓷基板在散热结构侧的表面上还成型有膜导热材料。
10.根据权利要求8所述的自带散热结构的高频开关变压器骨架，其特征在于，所述散热结构包括导热金属片，并在所述导热金属片上成型有与导热金属片成型为一体的散热翅片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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