CN203300369U - 一种电子变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电子变压器，包括骨架、线圈、磁心，骨架、线圈和磁心组装成变压器的主体，所述的电子变压器还包括用于从变压器次级侧套住主体的绝缘隔离外罩，所述的绝缘隔离外罩沿外罩外壁横截方向内嵌一圈闭合的铜箔，铜箔向外罩底面延伸出一个用于直接插入外接PCB板孔的引脚。本实用新型的隔离罩全方位包裹了磁心，本实用新型的电子变压器安装到PCB电路板上时，能够有效保证磁心与其他电子部件间的电气间隙；结构简单，组装方便，能有效替代变压器传统外包挡墙、加套管以及三层绝缘线飞线两种方式满足安规的需要。

Description

一种电子变压器

技术领域

本实用新型涉及到一种用于模块电源中的电子变压器。

背景技术

现有的电子变压器一般由骨架、线圈、磁心组成。骨架上卷绕有多个绕组，骨架两侧分别设置有端子台，端子台上植入多个供绕组与电路板电气连接的金属PIN针。磁心通过骨架的中轴贯穿孔相向组合，并置放在骨架的端子台上。在现有结构上实现安规对爬电距离和空气间隙的要求，通常采用两种常结构方式并存在着不同的工艺缺陷或品质风险：

1、变压器初、次级均采用漆包线绕制，每层绕组间有多圈绝缘胶纸，为了满足初、次级间安规距离的要求，需要在骨架上加挡墙，以及在线圈的进、出引线上装套管，同时在靠近金属PIN针位置的磁心上包绝缘胶纸进行隔离。该种结构工艺目前来讲还无法实现自动化的制造，需要完全依赖人工，大大提高了制造成本。同时挡墙和套管会减变压器骨架的窗口利用率从而会增大变压器体积，不利于变压器的小型化。

2、变压器初级采用漆包线，次级采用三层绝缘线进行绕制。初级连接到骨架的金属PIN针，次级采用飞线的方式连接到电路板孔位。由于飞线的形态不容易定型，导致变压器很难插件定位安装。

当以上两种结构的变压器安装运用在高功率密度的模块电源中时，为保证变压器与其他电子器件之间的有效安规距离，要么将变压器磁心用绝缘胶纸进行包裹，要么在变压器周边加上绝缘薄片。这样对于变压器的结构及工艺来讲，存在诸多缺陷。

另外，过多的挡墙及套管会影响卷线结构，从而降低了初、次级间的耦合度，由此产生的寄生参数会影响电源效率特别是EMC的性能，为了解决EMC问题通常在变压器外部增加焊接屏蔽铜箔，在加工工艺方面更可能会带来隐性的可靠性风险。

实用新型内容

针对现有变压器实际运用的问题及不足，本实用新型的目的是提供一种满足安全要求，简化卷线结构，降低制造难度，有利于自动化生产的新型电子变压器。

本实用新型的目的是通过以下的技术措施来实现的：

一种电子变压器，包括骨架、线圈、磁心，骨架、线圈和磁心组装成变压器的主体，其特征在于，所述的电子变压器还包括用于从变压器次级侧套住主体的绝缘隔离外罩，所述的绝缘隔离外罩沿外罩外壁横截方向内嵌一圈闭合的铜箔，铜箔向外罩底面延伸出一个用于直接插入外接PCB板孔的引脚。

通过加装了该绝缘隔离外罩，可以有效的保证初、次间的爬电距离，同时保护磁心，阻止次级侧零件通过磁心缩短初、次级间的爬电距离，有效的固定住了次级顶部飞出的三层绝缘线，同时很好的起到EMC屏蔽作用。

为了更有利于变压器飞线出线，骨架顶部两侧挡板中央对称的两个出线卡口，所述的绝缘隔离外罩顶部设有用于供次级绕组从骨架顶部出线卡口出线的出线孔和用于沿着凹槽走线的出线凹槽。骨架的出线卡口正对外罩顶部出线孔延伸出去的出线凹槽，骨架出线卡口和外罩出线孔应该倒圆角以避免划破次级飞线的三层绝缘线，另外外罩顶部的出线孔成一个拉长椭圆形，增加飞线出线的简易性。

为了降低整个变压器总高度和保证变压器底部的平整度，所述隔离外罩侧面设置有供次级绕组电气连接的PIN针；外罩金属PIN针不是直接插在外罩底面，而是插在外罩的侧面，在侧面插入金属PIN针的位置加塑胶体掩埋成型方便供应商做插脚工艺，不需要插金属PIN针的部位不做加塑胶处理以减小变压器的局部厚度，金属PIN针根部和外罩底面留有一定距离的台阶，方便次级在金属PIN针台阶以下缠线固定，焊锡后锡堆不会高出外罩底面。

为了增加次级三层绝缘线到磁心的爬电距离、降低三层绝缘线在走线、挂线时候的磨损，次级出线不直接走直角拉向外罩的PIN针端，在外罩另一侧面设有梯形凸台，外罩金属PIN针的一端掩埋于梯形凸台内，次级绕组出线经外罩顶部出线凹槽后再沿着梯形凸台的腰到PIN针挂线，这样的结构即可以增加外罩PIN针脚到出线口磁心的爬电距离，同时也可以给三层绝缘线以缓冲，避免直角走线折弯三层绝缘线时伤到线材的绝缘皮膜。

为了方便引出线的有效固定，在梯形凸台的腰与外罩之间设有卡线槽，卡线槽由梯形的腰过渡到外罩PIN针的根部。

为了避免在大电流、多股线径下外罩的PIN针之间在焊锡的时候出现连锡、短路现象，在外罩PIN针之间设有挡板，隔开PIN与PIN之间的连线。

为了增加外罩和变压器线包的机械匹配度，所述外罩的内壁底部设有用于适配变压器主体的机械空位；提高变压器线包在套入罩后的机械匹配度。

为了增强变压器和外罩之间的机械特性和抗外界振动的能力，在外罩底部开有点胶通孔，可以通过该通孔点胶固定线包和外罩，同时在外罩开口面底部伸出的两个塑胶体凸起块可以搭在骨架初级绕组侧，此处同时做点胶粘接。

为了增加变压器的散热性能，在外罩底部和侧面增有散热孔，更有利于变压器散热。

为了使变压器主体更方便的装入外罩，与之配套试用的骨架底端设有用于变压器主体装入外罩后卡位的凸台，绕线高度应该低于凸台，以便变压器主体装入外罩后不会左右摇动，更有利于二者的机械匹配度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

第一，本实用新型的电子变压器结构简单，组装方便，能有效替代变压器传统外包挡墙、加套管以及三层绝缘线飞线两种方式满足安规的需要；

第二，由于隔离罩全方位包裹了磁心，本实用新型的电子变压器安装到PCB电路板上时，能够有效保证磁心与其他电子部件间的电气间隙；

第三,本实用新型外罩上的端子可以有效固定变压器次级的出线，有效规避了直接通过飞线出脚、焊锡的风险；

第四，本实用新型外罩自带的一圈闭合铜箔线圈可以有效的实现变压器的屏蔽功能，其简易的一体化功能和方便的组装形式有效的取代了工艺复杂的手工包裹和焊接方式，铜箔采用压铸成型工艺或者喷涂工艺，提高了产品的可靠性。

第五，本实用新型的电子变压器采用业界标准型号的磁心，对于磁心材料的特性设计、加工、采购等方面都非常便利，并且有助于降低电子变压器的成本；

第六，本实用新型电子变压器的线圈骨架及隔离罩采用绝缘性的电木或者树脂注塑成型，加工非常简单。

附图说明

图1：本实用新型所述变压器总体装配图；

图2：本实用新型所述变压器拆分示意图；

图3：本实用新型所述变压器的骨架、磁心示意图；

图4：本实用新型所述变压器的绝缘隔离外罩示意图一；

图5：本实用新型所述变压器的绝缘隔离外罩示意图二；

图6：本实用新型所述变压器的绝缘隔离外罩示意图三;

图7：本实用新型所述变压器的绝缘隔离外罩嵌入铜箔示意图。

标示说明：

11—骨架；21—磁心；301—外罩；41—铜箔；42—引脚；302—出线孔；

303—出线凹槽；304—铜箔嵌入空位；305—内腔；306—点胶通孔；

307—散热口；308—机械空位；309—凸起块；310——散热孔；311—凸台；

312—外罩PIN针；313—隔板；314—卡线槽；315—台阶；12—线轴；13

—出线卡口；14—端子台；15—端子台PIN针；16—卡位凸台；

具体实施方式

如图1至图7所示，骨架、线圈和磁心组装成变压器的主体，本实施例优选的为卧式安装结构的变压器，骨架11设有带中空的线轴12，骨架11顶部设有出线卡口13，两边对称的可插金属PIN针用的端子台14，单边端子台上的金属PIN针15，以及骨架底部的卡位凸台16。

绝缘隔离外罩301可选用塑胶，尼龙，或LCP等材质，外罩一侧面为开口的内腔305，外罩顶部开有供次级绕组从骨架顶部出线卡口13出线的出线孔302并由出线孔302延伸到侧面的出线凹槽303，外罩另一侧面设有供次级绕组出线挂脚的金属PIN针312，外罩金属PIN针之间设有隔板313。沿外罩外壁横截方向内嵌一圈闭合的铜箔41，铜箔向外罩底面延伸出一个用于直接插入外接PCB板孔的铜箔引脚42。

外罩侧面设有插入金属PIN针312的梯形凸台311，金属PIN针312的一端掩埋于梯形凸台内，梯形凸台311和外罩底面留有1～2mm的台阶315，次级绕组出线经外罩顶部出线孔302再由出线凹槽303过渡到梯形凸台的腰再挂线于金属PIN针；在梯形凸台的腰间与外罩之间设有卡线槽314，卡线槽由梯形的腰过渡到外罩金属PIN针的根部；在外罩的内壁底部设有用于适配变压器主体的机械空位308。在外罩底部开有左右对称的两个点胶通孔306；在外罩开口面的底部伸出用于搭接骨架初级绕组侧的两个凸起块309，两个凸起块309和骨架的底端的卡位凸台16搭接。在外罩底部开有散热孔307，在外罩侧面开有散热孔310。

另外，为了降低变压器的总体高度，内嵌一圈铜箔的地方，将多余的外罩塑胶体挖去形成铜箔嵌入空位304，使嵌入铜箔的区域总高度小于等于外罩的高度，为了达到屏蔽铜箔的效果同时方便直接出脚接地，所选铜箔厚度为0.05mm或者0.10mm。为了有效的将铜箔连接到大地，铜箔插入PCB板的引脚做镀锡处理，避免变压器在长期不使用的情况下氧化，影响使用。为了有效的降低产品的高度和体积，变压器磁心可由两个标准的E型磁心配对组合而成；E型磁心包括EE,EFD,EFC等一系列E型磁心的扩展型号。

本实用新型装配制作过程：在骨架开始绕线，初级绕组起、收线可以直接挂在骨架端子上，次级起、收线从次级骨架背面起、收线，起、收线预留一定的长度先不挂线，做飞线处理。等线包绕制好并焊锡后，再将磁心21组入骨架，次级飞线从骨架顶部的出线卡口13出线，然后用胶纸固定住磁心。当磁心固定好后，整个磁心和线包由外罩301的内腔开口305组装进入，外罩上嵌入一圈闭合的铜箔41，线包的底部由外罩的底部机械空位308定位，飞线从外罩顶部的出线孔302出线并沿着外罩出线孔延伸出去的出线凹槽303过线通过插PIN针梯形台311在经过梯形台上的卡线槽314连接到外罩PIN针312并缠两圈固定，缠线不能高过台阶315，最后焊锡。等组装好后，再利用环氧树脂胶水从外罩的点胶通孔306和外罩底部凸起309和骨架的结合处点四点胶水，等胶水烘干后，在进行含浸凡立水抽真空处理，凡立水可以通过散热口307、310以及顶部出线孔302进、出。

本实用新型的实施方式不限于此，按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子变压器，包括骨架、线圈、磁心，骨架、线圈和磁心组装成变压器的主体，其特征在于，所述的电子变压器还包括用于从变压器次级侧套住主体的绝缘隔离外罩，所述的绝缘隔离外罩沿外罩外壁横截方向内嵌一圈闭合的铜箔，铜箔向外罩底面延伸出一个用于直接插入外接PCB板孔的引脚。 

2.根据权利要求1所述的电子变压器，其特征在于：所述的绝缘隔离外罩顶部设有用于供次级绕组从骨架顶部出线并沿着凹槽走线的出线孔和出线凹槽。 

3.根据权利要求2所述的电子变压器，其特征在于：所述出线凹槽的槽口呈倒圆角；出线孔呈一个椭圆形。 

4.根据权利要求1所述的电子变压器，其特征在于：所述隔离外罩侧面设置有供次级绕组电气连接的PIN针。 

5.根据权利要求4所述的电子变压器，其特征在于：所述外罩一侧面开口，另一侧面设有梯形凸台，外罩PIN针的一端掩埋于梯形凸台内，次级绕组出线经外罩顶部出线凹槽后再沿着梯形凸台的腰边到所述PIN针挂线。 

6.根据权利要求5所述的电子变压器，其特征在于：在梯形凸台的腰边与外罩之间设有卡线槽，卡线槽由梯形的腰过渡到外罩PIN针的根部；在外罩PIN针之间设有挡板。 

7.根据权利要求6所述的电子变压器，其特征在于：所述外罩的内壁底部设有用于适配变压器主体的机械空位。 

8.根据权利要求6所述的电子变压器，其特征在于：在外罩底部开有点胶孔；在外罩开口面的底部伸出用于搭接骨架初级绕组侧的两个凸起块。 

9.根据权利要求6所述的电子变压器，其特征在于：在外罩底部和侧面设有散热孔。 

10.根据权利要求6所述的电子变压器，其特征在于：所述骨架的底端设有用于变压器主体装入外罩后卡位的凸台。 

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