CN201638664U - Led日光灯内置变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种LED日光灯内置变压器，包括骨架和与骨架适配的磁芯，组合成磁芯的两个弧形磁体分别卡套在缠绕有线圈的骨架的两端，并将线圈罩在两弧形磁体上壁之下，从而减少漏感的产生，降低损耗，提高转换效率，减低了对电路中其他元器件的应力，并形成很强的磁屏蔽，电磁干扰低。同时，磁芯圆弧形外形设计及磁芯与骨架的配合安装结构，使得该变压器外形小巧而能够内置于日光灯管内，充分利用日光灯管内部有限空间；其功率比同截面积尺寸的变压器大，满足现有LED日光灯功率要求，从而使开关电源的内置、隔离成为可能，保证开关电源高效高频稳定的工作。

Description

LED日光灯内置变压器

技术领域

本实用新型涉及灯具领域，尤其涉及一种LED日光灯内置变压器。

背景技术

LED被广泛应用于照明领域，LED照明系统的损坏主要是LED驱动器的损坏；低品质LED驱动电源由于保护不完善，恒流精度低，电流波动大，从而造成LED芯片的损坏。因此LED驱动电源是LED灯具的关键所在，它就好比一个人的心脏，只有选用高品质的LED电源驱动器，才能够符合LED照明系统的恶劣工作环境和高昂维修成本的要求。

现有的LED日光灯均采用高效的开关电源来驱动，而开关电源工作的好坏与其驱动的变压器有关，这种开关电源驱动器分为内置和外置两种，外置开关电源型日光灯因其安装不方便，又不能直接替换现有荧光型日光灯，故多采用外观简洁的内置开关电源式日光灯。

内置开关电源式日光灯又分隔离型与非隔离型，非隔离型在AC-DC转换中所需的高频变换器件磁材料较小，通常可采用市面上现有的磁芯和骨架来解决，但是，现有的LED日光灯的外壳通常采用结实美观且便于散热的金属材料制成，而LED芯片多与外壳接触，这不免带来了另一方面的安全问题，那就是：外壳会产生较高的感生电压。基于此，现有的趋势为隔离式内置开关电源为主流。然而，现有的开关电源的变压器尺寸都较大，使得其不能很好的适用现有LED日光灯管内的有限空间。

变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，其由铁芯和线圈组成。开关电源具有效率高、转换元件本身损耗小、工作频率高、带载能力强、应对外部负载变化能力强、速度快、体积小、重量轻、散热好等诸多优点，但是由于其输出的频率比较高，电路干扰比较严重，稳定性较差，而现有的LED日光灯变压器不能满足高转换率、低磁干扰等要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种功率高、转换效率高、电磁干扰低、可内置于现有型号LED日光灯管内、并可使开关电源高效高频稳定工作的LED日光灯内置变压器。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：

这种LED日光灯内置变压器，包括骨架和与所述骨架适配的磁芯，所述磁芯包括两个弧形磁体，所述两弧形磁体分别卡套在缠绕有线圈的所述骨架的两端，且该两弧形磁体罩在所述线圈上方。

优选地，所述骨架包括用于缠绕所述线圈的中空的筒状体，所述筒状体沿两端边缘分别垂直向外延伸出一挡片。

优选地，所述弧形磁体包括一外表面为圆弧形面的环形体，所述环形体一侧端设置有端面，所述端面设有可卡套于所述筒状体的插片，所述插片位于所述环形体与所述端面形成的空腔内，并且垂直于所述端面。

优选地，所述插片底部与所述环形体底部相齐平。

优选地，所述环形体内表面为弧形，所述挡片顶端为与所述环形体内表面相适配的弧形。

优选地，所述筒状体上下两壁为相互平行的平面，该筒状体两侧壁为弧形面。

优选地，所述挡片下部水平向外延伸出一台阶，所述台阶上表面与筒状体下内表面齐平，所述台阶底部设有用于定位所述线圈引线的引脚。

优选地，所述挡片与所述筒状体一体成型。

优选地，所述台阶底部于所述引脚之间设有放置线圈引线并使该引线平整的凹槽。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：通过将变压器磁芯外形设计成与圆形日光灯外壳相适配的圆弧形，磁芯卡套在骨架筒状体上，使得变压器外形小巧而能够内置于T8、T10日光灯管内，充分利用日光灯管内部有限空间；而且较宽面积的磁芯上壁将缠绕在骨架筒状体上的线圈覆盖，能够很好的减少漏感的产生，在能量转换过程中有效降低损耗，提高转换效率，同时，减低了对电路中其他元器件的应力，形成很强的磁屏蔽，其电磁干扰远低于现有其他类型的变压器；功率比同截面积尺寸的变压器大，能适应于现有的LED日光灯功率要求，从而使开关电源的内置、隔离成为可能，保证开关电源高效高频稳定的工作。

附图说明

图1是本实用新型一实施例变压器外部结构示意图；

图2是上述实施例中骨架结构示意图；

图3是上述实施例中磁芯弧形磁体结构示意图；

图4是上述实施例中骨架与磁芯装配示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术方案更加清楚、明了，下面将结合附图作进一步详述：

本实用新型提供的这种LED日光灯内置变压器，装设在内置于LED日光灯管内的开关电源上，由开关电源的开关控制元件驱动，开关电源还与LED芯片连接。开关电源的作用原理为：将电源进行整流，再用开关控制元件来驱动高频变压器进行电源输出。

图1示出了本实用新型一实施例变压器外部结构示意图。

图2、图3及图4分别示出了本实用新型一个实施例的骨架101结构示意图、磁芯弧形磁体102结构示意图及骨架101与磁芯装配结构示意图。

如图1所示，本实用新型设置于开关电源内的这种LED日光灯内置变压器包括骨架101和与该骨架101适配的磁芯，骨架101由塑料制成，磁芯采用高磁导率的铁氧体材料制成，具体为一种锰锌铁氧体材料制成。

如图2所示，本实施例中的骨架101包括一中空的筒状体1011，筒状体1011上下两壁为两个相互平行的平面，筒状体1011两侧壁为弧形面。

筒状体1011外表面用于缠绕线圈(图中未示出)，通常线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。当初级线圈中通有交流电流时，与骨架101配合的磁芯中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。本实用新型中的这种LED日光灯内置变压器通过线圈与开关电源电连接。

为了使缠绕在筒状体1011上的线圈不至于向两边滑脱，在筒状体1011沿两端边缘分别垂直向外延伸出一挡片1012，可将线圈控制在两挡片1012之间。本实施例中，挡片1012与筒状体1011一体成型，挡片1012底部设有用于定位线圈引线的引脚1013。

因为现有的日光灯外壳多为圆形，考虑到这一特点，本实施例中，将磁芯外表面形状设置为圆弧形，如图3所示，磁芯包括两个相同的弧形磁体102，弧形磁体102的内部为空腔，该空腔由外表面为圆弧形面的环形体上壁1021以及一侧壁组成，上壁1021内表面即环形体内表面为弧形，弧形磁体102上壁1021一侧端设置有垂直于弧形磁体102上壁1021的端面1022，该端面1022构成弧形磁体102的上述一侧壁，且端面1022将环形体上壁1021一侧端封闭，端面1022设有可卡套于筒状体1011的插片1023，插片1023位于弧形磁体102的内部空腔内，并且垂直于该端面1022。

弧形磁体102上壁1021内表面设置为弧形，相应的，为了便于磁芯与骨架101的配合安装，将挡片1012顶端10121设置为与该弧形磁体102上壁1021内表面相适配的弧形。在其他实施例中，弧形磁体102上壁1021内表面与挡片1012顶端相适配的形状还可为圆弧形或其他形状。

如图2、图3、图4所示，本实施例中，插片1023底部10231与弧形磁体102底部1024即弧形磁体102上壁1021底端相齐平，并且与筒状体1011上下壁内表面平行，插片1023的尺寸要与筒状体1011端口形状大小相匹配，即插片1023的截面形状与筒状体1011端口形状一致，并且保证插片1023可从筒状体1011端部插入筒状体1011内的同时，弧形磁体102上壁1021可穿套在挡片1012外，并使两弧形磁体102上壁1021罩在缠绕有线圈的筒状体1011的上方。

骨架101与磁芯配合安装时，将磁芯两弧形磁体102开口端对准骨架101两端端口，弧形磁体102内的插片1023从骨架101筒状体1011两端穿套在筒状体1011内空腔，磁芯两弧形磁体102上壁1021将缠绕有线圈的筒状体1011罩在该上壁1021之下。缠绕于筒状体1011外表面的线圈被覆盖在具有较宽外表面积的磁芯弧形磁体102上壁1021之下，能够很好的减少漏感的产生，在能量转换过程中可有效降低损耗，提高转换效率，同时，减低了对电路中其他元器件的应力，形成很强的磁屏蔽，由此可使其电磁干扰远低于现有其他类型的变压器，且其功率比同截面积尺寸的变压器大，能适应于现在的LED日光灯功率要求。本实用新型通过将变压器磁芯外形设计成与圆形日光灯外壳相适配的圆弧形，磁芯卡套在骨架101筒状体1011上，使得变压器外形小巧而能够内置于现有型号T8、T10日光灯管内，充分利用日光灯管内部有限空间；从而使开关电源的内置、隔离成为可能，保证开关电源高效高频稳定的工作。

在更进一步的实施例中，为了使骨架101更好的支撑磁芯，将挡片1012下部水平向外延伸出一台阶10122，台阶10122可沿三个方向延伸，即筒状体1011轴向以及垂直于轴向的两侧方向，台阶10122上表面与筒状体1011下内表面齐平，引脚1013设置在台阶10122底部，本实施例中，引脚1013为五个。在其它实施例中根据需要，引脚的数量还可为其它数值。

如图1、图2、图4所示，在更进一步的实施例中，为了更好的牵引线圈引线并使引线平整放置，台阶10122底部于相邻两引脚之间设有凹槽1014，该凹槽1014在台阶10122底部沿筒状体1011轴向通透设置，这样，线圈引线可更好的定位于引脚上。

本实施例中，内置于LED日光灯管内的开关电源根据所需功率大小的需要，开关电源的数量可以设置为一个或两个或多个，安装于每个开关电源内的这种LED日光灯内置变压器的数量可以为一个或两个或多个，根据需要选择。

本实用新型磁芯之所以采用锰锌铁氧体材料，是因为：为了满足开关电源提高效率和减小尺寸、重量及高频率输出的要求，需要一种高磁通密度和高频低损耗的变压器磁芯。虽然现有技术中可采用高性能的非晶态软磁合金，但从性能价格比考虑，软磁铁氧体材料仍是最佳的选择；特别在100kHz到1MHz的高频领域，新的低损耗的高频功率铁氧体材料更有其独特的优势。为了最大限度地利用磁芯，对于较大功率运行条件下的软磁铁氧体材料，在高温工作范围(如80～100℃)，其具有以下最主要的磁特性：

1)高的饱和磁通密度或高的振幅磁导率。这样变压器磁芯在规定频率下允许有一个大的磁通偏移，其结果可减少匝数；这也有利于铁氧体的高频应用，因为截止频率正比于饱和磁通密度。

2)在工作频率范围有低的磁芯总损耗。在给定温升条件下，低的磁芯损耗将允许有高的通过功率。

需要说明的是，本实施例中组成磁芯的两弧形磁体102完全相同，在其它实施例中，两弧形磁体102也可在筒状体1011轴向不对称设置，即两弧形磁体102长度可以不对等；磁芯与骨架101之间的连接方式还可以采用其它形式的连接结构进行连接，即磁芯在保证具有圆弧形外表面的情况下，其内部结构可以有结构上的改变。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种LED日光灯内置变压器，包括骨架和与所述骨架适配的磁芯，其特征在于，所述磁芯包括：

两个弧形磁体，所述两弧形磁体分别卡套在缠绕有线圈的所述骨架的两端，且该两弧形磁体罩在所述线圈上方。

2.根据权利要求1所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述骨架包括：

用于缠绕所述线圈的中空的筒状体，所述筒状体沿两端边缘分别垂直向外延伸出一挡片。

3.根据权利要求2所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述弧形磁体包括：

一外表面为圆弧形面的环形体，所述环形体一侧端设置有端面，所述端面设有可卡套于所述筒状体的插片，所述插片位于所述环形体与所述端面形成的空腔内，并且垂直于所述端面。

4.根据权利要求3所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述插片底部与所述环形体底部相齐平。

5.根据权利要求3或4所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述环形体内表面为弧形，所述挡片顶端为与所述环形体内表面相适配的弧形。

6.根据权利要求2、3或4所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述筒状体上下两壁为相互平行的平面，该筒状体两侧壁为弧形面。

7.根据权利要求6所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述挡片下部水平向外延伸出一台阶，所述台阶上表面与筒状体下内表面齐平，所述台阶底部设有用于定位所述线圈引线的引脚。

8.根据权利要求7所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述挡片与所述筒状体一体成型。

9.根据权利要求7或8所述的LED日光灯内置变压器，其特征在于，所述台阶底部于所述引脚之间设有放置线圈引线并使该引线平整的凹槽。

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