CN1170944A - 高压变压器 - Google Patents

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Abstract

一种高压变压器。由于因二极管导通和截止带来的铜耗以及磁芯损耗的结果,高压变压器受到相当大的加热。为了改进冷却,已知方法是为装有变压器的印刷电路板设置带有产生冷却空气的烟囱效应的开口的区域。本发明进一步改进这种变压器的冷却,从而防止高压整流二极管过热。隔离片(5)由非金属材料组成,其导热性明显大于塑料和粘合剂,且实际上没有涡流损耗。陶瓷是一种特别适用的材料。特别是一种具有小型机壳设计且空气隙设置在绕组体内的高压变压器。

Description

高压变压器
本发明涉及一种高压变压器，尤其是一种用于电视机的高压变压器。由于不可避免的损耗，这种高压变压器在工作时经受到相当大的发热。这些尤其是指由初级绕组和高压绕组中流过的电流所产生的所谓铜耗，因高压整流二极管的导通和截止的损耗，以及由于磁滞从磁芯的周期性再磁化所产生的所谓磁芯损耗。如果变压器的温度超过大约100℃的数值，则通常被装在一塑料壳体中的高压整流二极管特别处于危险之中。如果整个变压器设置在附近带有一个散热片的小型机壳设计中，发热尤其严重，为了减小干扰辐射，在安装有绕组的绕组本体内设置一空气隙。
为了改进变压器的冷却，为装有变压器的印刷电路板在其安装变压器的部位形成大量的开口是已知的。这些开口形成一种烟囱效应，即来自印刷电路板背对变压器的一侧的空气通过这些开口，并经由变压器下与印刷电路板顶部之间的一狭窄气隙接近磁芯和绕组本体。然而，这一措施仅能够将变压器的温度降低大约1-2℃。
本发明的目的是提供这样一种高压变压器，即使得变压器上的温度降低并确保更好地防止整流二极管过热。由下述的本发明达到该目的。一种高压变压器，具有一个线圈架和一个由两个U形磁芯部件组成的磁芯，在两个U形磁芯部件之间设置有一个构成空气隙的隔离片，该高压变压器用于装配在印刷电路板上，印刷电路板上在安装变压器的部位上形成有让冷却空气通过的开口，其特征在于：隔离片由非金属材料构成，该非金属材料的导热性明显大于塑料和粘合剂，并且实际上没有涡流损耗。
因此为获得烟囱效应，本发明将在印刷电路板上具有开口的装置与一个形成空气隙的隔离片组合，该隔离片的导热性明显大于塑料和粘合剂，而且实际上不具有涡流损耗。试验已显示出如下惊人的效果。仅用印刷电路板上的开口来形成烟囱效应和改进冷却导致变压器上的温度仅降低大约1-2℃。利用包括增加导热性的材料(例如陶瓷)的空气隙隔离片独自说来同样仅降低大约1-2℃的温度。然而，令人惊异的是，业已发现这两种措施结合导致温度降低6-8℃。因此，令人感到惊奇的是，两种措施结合的有益效果显著大于它们的纯算术相加的效果。如此假设是因为印刷电路板中形成烟囱效应的开口在变压器上尤其是在下部磁芯臂上产生用于冷却的气流，并且具有增大的导热性的隔离片确保变压器中两个磁芯部分之间的良好热交换并从变压器中心通过空气隙不仅向上而且向下有效地散热。
一方面是磁芯面对印刷电路板的这些边界表面，另一方面是线圈架最好近似位于同一平面上，这样一旦将变压器安装在印刷电路板上，该平面离印刷电路板的表面的距离近。同时，面对印刷电路板的磁芯部分、也就是说下部磁芯部分是具有较短U型臂的磁芯部分。这导致变压器通常最热的区域、即空气隙周围的区域仅离印刷电路板一近的距离，结果，流过印刷电路板中开口的冷却空气以最短的线路到达该最热点。
例如，该隔离片的导热性大于一般的塑料或粘合剂一个因子20。另一个优点是可以用大约2/100mm的厚度精度制造一个小的陶瓷板。由此可获得具有非常精确定义的宽度的空气隙。由于空气隙的宽度控制变压器初级电导的微调以及回扫时间，用小陶瓷板可以使该调整大为简化。
隔离片的相反表面最好直接位于并紧靠两个磁芯部件的相互面对的芯臂的端表面。为了将所述磁芯部件固定在一起，在隔离片与磁芯部件之间仅需要具有几个μm厚度的一个非常薄的粘接层。这一措施确保两个磁芯部件之间的所需热交换。该隔离片最好如此成形，即它在整个磁芯臂横截面上延伸。如果磁芯臂是圆的，隔离片就是一个与磁芯臂具有相同直径的圆形。隔离片的大小最好是这样的，它填满空气隙的整个体积。
该隔离片也可利用设置在磁芯部件之间的导热胶引入，这同样使磁芯部件之间的热交换得到改进。为了屏蔽空气隙发出的泄漏场，形成空气隙的隔离片最好设置在线圈架内。
下文中参照附图来描述本发明。
图1示出一种用于电视机的高压变压器。
该图表示出包含两个U形磁芯部件2、3的铁氧体磁芯1。在这种情况下，磁芯部件2的U形臂6a和6b明显比磁芯部件3的U形臂7a和7b要长。线圈架4设置在臂6a和7b上，并安装有初级线圈，高压线圈，高压整流二极管，以及可能的话，其它附加线圈。利用一个几μm的极薄粘接层将形成空气隙的隔离片5设置在相互面对的磁芯臂6a和7a之间。例如隔离片5的厚度为2.8mm。磁芯臂7a的长度比磁芯臂7b的长度短隔离片5的厚度，因此两个磁芯臂6b和7b差不多正好处于线圈架4之外。借助于隔离片8，绕组体4的底部的连接引脚(未示出)，变压器以离印刷电路板9大约3-5mm的短距离安装于其上，所述连接引脚插在印刷电路板9下部的导体轨迹中。在面对印刷电路板9的一侧上，一方面是线圈架4，另一方面是磁芯部件3近似在同一平面上。这意味着线圈架4的下边缘和磁芯部件3的下边缘处在离印刷电路板9顶部同样的短距离a。印刷电路板9设置在具有大约2-3mm直径的大量开口10的变压器部位。线圈架4被壳体12所环绕，壳体12由塑料组成并近似延伸至该电路板。壳体12与线圈架4用合成树脂(未示出)封装在一起。
关于冷却的操作方法如下：根据环境温度、变压器负载和工作时间温度可从25℃到40℃的冷却空气11穿过印刷电路板9上的开口10沿变压器底部流动。如已知道的，变压器最热的部位在空气隙的部位，也就是线圈架4内隔离片5的部位。由于磁芯部件3的较短磁芯臂7a和7b设置在下端，也就是说直接设置在印刷电路板9上，冷却空气11经最短路线到达这一临界区，并产生最佳冷却。同时，开口10与变压器之下的空腔形成所谓的烟囱效应，这通过开口10从印刷电路板9下面产生围绕下部磁芯部件3的最佳冷却空气流。壳体12最好延伸至印刷电路板9，以使得冷却空气直接沿下部磁芯部件3的下面通过，并仅在所述磁芯部件3之下离开壳体12。离开变压器上端的冷却空气温度大约为60-70℃。
用一个小陶瓷板来形成隔离片5，其相对表面直接放置并紧靠在相互面对的磁芯臂6a和7a的两端上。这样来设计小陶瓷板5即让它填满磁芯臂6a和7a的整个横截面。因此，如果磁芯臂6a和7a是圆的，小陶瓷板5的直径等于磁芯臂6a和7a的直径。

Claims (9)

1.一种高压变压器，尤其是用于电视机的高压变压器，具有一个线圈架(4)和一个由两个U形磁芯部件(2，3)组成的磁芯(1)，在两个U形磁芯部件(2，3)之间设置有一个构成空气隙的隔离片(5)，该高压变压器用于装配在印刷电路板(9)上，印刷电路板(9)上在安装变压器的部位上形成有让冷却空气(11)通过的开口(10)，其特征在于：隔离片(5)由非金属材料构成，该非金属材料的导热性明显大于塑料和粘合剂，并且实际上没有涡流损耗。
2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：磁芯(1)和线圈架(4)面向印刷电路板(9)的那些边界表面近似地位于同一平面上。
3.如权利要求1或2所述的变压器，其特征在于：两个磁芯部件(2，3)具有明显不同长度的磁芯臂(6a，6b；7a，7b)，并且面对印刷电路板(9)的磁芯部件(3)是具有较短U型臂(7a，7b)的磁芯部件。
4.如权利要求1或3所述的变压器，其特征在于材料是陶瓷的。
5.如权利要求4所述的变压器，其特征在于：隔离片(5)的相反表面直接置于并紧靠在两个磁芯部件(2，3)的相互面对的磁芯臂(6a，7a)的端表面上。
6.如权利要求5所述的变压器，其特征在于：这样来形成隔离片(5)，即让它延伸在整个磁芯臂的横截面上。
7.如权利要求6所述的变压器，其特征在于：隔离片(5)的尺寸填满空气隙的整个体积。
8.如权利要求4所述的变压器，其特征在于：利用导热胶将隔离片(5)插在磁芯部件(2，3)之间。
9.如权利要求1或4所述的变压器，其特征在于：空气隙位于装有绕组的线圈架(4)内。
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