CN203759065U - 环形磁芯分体式测试线圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型介绍了一种环形磁芯分体式测试线圈，由上下两个印制线路板、设置在上下两个印制线路板的插针、插座、印制导线组成，插针焊接于上印制线路板，插座焊接于下印制线路板焊接，且插座与上印制线路板插针相匹配；设置在同一块印制线路板的插针、插座通过印刷在印制线路板的导线分别连接，上下板相合时插针、插座和印制导线相连，就构成了环绕磁芯的闭合线圈。本专利利用印制导线和接插件组成一个可分解的线圈来代替绕制的线圈，便于多次使用。

Description

环形磁芯分体式测试线圈

技术领域

本实用新型涉及一种高压变压器测试线圈，特别是一种环形磁芯分体式测试线圈。

背景技术

对于许多小型高压变压器来说，环形磁芯的性能至关重要，必须在绕制变压器之前对其进行测试，为此需要绕制测试线圈，传统做法为手工绕制，测试完成后再行拆除。对于批生产的企业，这是一个烦杂的工序，耗费大量的工时和材料。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环形磁芯分体式测试线圈，利用印制导线和接插件组成一个可分解的线圈来代替绕制的线圈，便于多次使用。

为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型的环形磁芯分体式测试线圈，是由上下两个印制线路板、设置在上下两个印制线路板的插针、插座、印制导线组成，插针焊接于上印制线路板，插座焊接于下印制线路板，且插座与上印制线路板插针相匹配；设置在同一块印制线路板的插针、插座通过印刷在印制线路板的导线分别连接；

插针与插座都是单只独立的，且数量相等，都等于需要绕成的线圈匝数的二倍；

上印制线路板中间设置有可以放置被测环形磁芯的圆环环带，圆环环带的内径等于被测环形磁芯内径，其外径等于被测环形磁芯外径；上印制线路板的插针有一半分布在环带内，另一半分布在环带外；

下印制线路板中间也设置有可以放置被测环形磁芯的圆环环带；下印制线路板的插座也是一半在圆环环带内，另一半在圆环环带外；

插针在上印制线路板的位置与插座在下印制线路板的位置相对应，要保证在两板相合时，所有插针都能顺利准确的插到对应的插座上；

上印制线路板的圆环环带内的插针通过上印制线路板的印制导线与圆环环带的环外插针一一对应连接，下印制线路板的圆环环带内的插座也是通过下印制线路板的印制导线与环外插座一一对应连接。

测试时，被测环形磁芯环形磁芯放在上下印制线路板之间，上下印制线路板相合时全部插针与插座相连，就构成了环绕磁芯的闭合线圈，从而可以进行测试。

进一步优选的，本实用新型的环形磁芯分体式测试线圈的插针、插座、印制导线构成的闭合线圈为两组独立项圈，即初级线圈、次级线圈。

进一步具体的，所述的闭合线圈连接结构为：两板相合时全部插针与插座相连，从下印制线路板环外插座——下印制线路板印制导线——下印制线路板环内插座——上印制线路板环内插针——上印制线路板印制导线——上印制线路板环外插针——下印制线路板环外另一只插座，构成了线圈绕组的一匝。

进一步具体的，当磁芯放在两板之间，两板相合时全部插针与插座相连，就构成了环绕磁芯的闭合线圈。由于插针和插座的数量等于匝数的两倍，每两个插针和两个插座才构成一匝线圈，所以这样构成的线圈匝数一定是设计所需要的匝数。

有的变压器只要求测试其空载电流，则只需要初级线圈就够了，还有一些变压器要测试更多性能，则不但要有初级线圈还要有次级线圈。无论是初级线圈还是次级线圈都按照上述方式配置。例如某型环形磁芯变压器要求其测试线圈有N1匝初级线圈，N2匝次级线圈，则在上印制线路板上要配置2N1加上2N2个插针，且各有一半分别布置在环带内外，而在下印制线路板上要配置2N1加上2N2个插座，也是各有一半分别布置在环带内外。所有插针在上印制线路板上的位置都与对应插座在下印制线路板上的位置相同，保证在两板相合时，全部插针都能插入到对应的插座上。

初级线圈和次级线圈是相隔离的，没有直接联系，通过外接电路完成各自功能。

具体的，下印制线路板上设置至少二个个定位销，在上印制线路板对应位置上设置至少二个定位孔；定位销的长度须保证在插针插入插座之前，就能插入上印制线路板的定位孔之内。

进一步具体的，根据待测试的环形磁芯的高度，选择合适的插针插座高度，使得插针插入插座后，两印制线路板的间隔距离要大于磁芯的高度。如本实例中，磁芯高度是7.6mm，插针插座配合后，上下印制线路板之间高度为10mm。

为了进一步改进本专利，可以在上下印制线路板之间设置两个绝缘材料制成的定位衬套，分别套在插针与插座上。这样可以针对插针与插座直径较小，保证其位置精度较难的问题，使得插针插座不易弯曲扭转，不影响磁芯的安放与取出。

为了进一步改进本专利，可以在上印制线路板的中心对称位置设置两个顶出螺钉。这样可以通过两个螺钉交替旋转，将上印制线路板逐步的徐徐顶出，避免几十只插针同时插入或拔出，因拔插力较大造成插针弯曲变形。

本实用新型的环形磁芯分体式测试线圈，由于磁芯放在两印制线路板之间，两板相合时就构成闭合的测试线圈，测试完成后拆开，上下印制线路板分离；取出磁芯后，再装入下一个磁芯，进行下一个测试，这就实现了测试线圈的重复使用。

这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。

通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果：

本专利利用印制导线和接插件组成一个可分解的线圈来代替绕制的线圈，便于多次重复使用。

附图说明

图1是环形磁芯变压器空载电流测试及启振特性测试的原理图，空载电流测试时的情形。

图2是环形磁芯变压器空载电流测试及启振特性测试的原理图，启动特性测试时的情形。

图1和图2中，1为初级线圈始端，2为初级线圈中间点，3为初级线圈末端，4为次级线圈I的始端，5为次级线圈I的末端，6为次级线圈II的始端，7为次级线圈II的末端。

A、A″、 B、B″ 为初级线圈的始末端对应点，C、C″、 D、D″为两个次级线圈始末端对应接点。

图3是环形磁芯分体式测试线圈的下印制线路板布线图。

图中，11-线圈始端，12-中间点，13-线圈末端，14-定位销位置，15-下印制线路板，16-磁芯环带位置，17-顶出螺钉位置，18-插座位置，19-磁芯环内插座与环外插座之间的连接印制导线。

图4是环形磁芯分体式测试线圈的上印制线路板布线图。

37-固定螺钉螺母位置（即顶出螺钉位置），38-插针位置，39-上印制线路板；40-定位孔的位置，41-磁芯环内插针与环外插针之间的连接印制导线。

图5是实施例2下印制线路板布线图。这是一个28匝初级线圈，二个各4匝次级线圈的分体式测试线圈，磁芯尺寸与实施例1相同。

图6是实施例2上印制线路板布线图。

图7是实施例3下印制线路板布线图。

图8是实施例3上印制线路板布线图。这也是一个28匝初级线圈，二个各4匝次级线圈的分体式测试线圈，与实施例2的差别是磁芯尺寸略大一些。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

实施例1

本实用新型的环形磁芯分体式测试线圈，是一个只有初级线圈的测试线圈，是由上印制线路板39、下印制线路板15，上印制线路板39焊有插针，下印制线路板15焊有与上印制线路板39插针相匹配的插座；插针与插座都是单只独立的，且数量相等，都等于初级线圈匝数的二倍；被测环形磁芯放在上下印制线路板中间，所占的位置即为一个环带，其内径等于磁芯内径，其外径等于磁芯外径；上印制线路板39的插针有一半分布在环带内，另一半分布在环带外；下印制线路板15的插座也是一半在环带内，另一半在环带外；插针在上印制线路板39的位置与插座在下印制线路板15的位置相对应的，要保证在两板相合时，所有插针都能顺利准确的插到对应的插座上；插针与插座均匀分布在环带内外两侧尽量靠近环带处；上印制线路板39中环内插针通过印制导线41与环外插针一一对应连接，下印制线路板15环内插座也是通过印制导线19与环外插座一一对应连接。

环形磁芯放在上下印制线路板之间，上下印制线路板相合时全部插针与插座相连，就构成了环绕磁芯的闭合线圈；

测试线圈具体由二个绕组构成，每个绕组都是11匝。图3是其下印制线路板15布线图。

下印制线路板15上设置三个个定位销，在上印制线路板39对应位置上设置三个定位孔；定位销的长度须保证在插针插入插孔之前，就能插入上印制线路板39的定位孔之内。

插针插入插座后，两印制线路板的间隔距离要大于磁芯的高度， 在上下两板之间设置两个绝缘材料制成的定位衬套，分别套在插针与插座上。在上印制线路板39设置两个顶出螺钉。通过两个螺钉交替旋转，可以将上印制线路板39逐步的徐徐顶出，避免几十只插针同时插入或拔出，拔插力较大造成插针弯曲变形的问题。

使用时，磁芯放在两印制线路板之间，两板相合时就构成闭合的测试线圈，测试完成后拆开，上下印制线路板分离；取出磁芯后，再装入下一个磁芯，进行下一个测试，测试线圈可重复使用。

图1中的结构进行空载电流测试，该线圈要求A、B两绕组双线并绕11圈，构成一个22匝的初级线圈，A组末端A″与B组始端B相连作为中间抽头，磁芯尺寸较小，内外径分别为14.8㎜和24.5㎜，上印制线路板39装有44个插针，下印制线路板15装有44个插座。

为了使测得的空载电流能够准确反映被测磁芯的性能，测试线圈必须沿环形磁芯360°范围内均匀分布。而且要尽量靠近磁芯本体。线圈的每一匝都是由插针、插座及印制导线组成，须将插针、插座沿环形磁芯内环以内及外环以外排列。插针插座与磁芯之间要有0.3㎜以上的安全距离。内外环之间由印制线路板导线对应连接。插针与插针之间也要有0.3㎜以上的安全距离。插针与插座的外径都是1.8㎜。因此针与针之间和座与座之间的距离必须大于2.1㎜。磁芯内径为14.8㎜，所以内环插针、插座只能在ф12.4的环线上排列。此环线周长为12.4×3.14=38.95㎜。按照2.1㎜间距的要求只能排列18匝。也就是每20°放置1匝，所占弧长为2.16㎜。对应弦长为2×6.2×sin10°=2.15㎜，间隙为0.35㎜，可以满足安全距离的要求。由于测试线圈要求22匝，因此还有4匝必须安排在ф8.2环线上对称排列，可以分为两部分上下各排两匝，且焊盘只能在ф1.54以内。这4个插针（或者插座）的连线要在两个插针（或者插座）之间穿过，故只能将相邻的两个插针（或者插座）焊盘做成1.1×1.8的腰形焊盘，才能保证在1.05㎜宽度内放置0.4㎜宽的印制线，且两边各有0.32㎜的安全间隙。

为保证线圈A-A″部分与B-B″部分都能在360°范围内均匀分布，必须将下印制线路板15环内插座与环外插座依次隔位相连。上印制线路板39环内插针与环外插针依次一一对应连接，如图3、图4所示。

上下印制线路板厚度选为t=2㎜的双面板，铜箔厚度为105μm。顶层走线和焊盘与底层完全一样。为保证插拔准确，上下印制线路板之间放置三个定位销，孔位误差必须在0.05㎜以下。上印制线路板39的焊孔为0.6㎜，焊盘为1.6㎜，腰形焊盘1.1×1.8，下印制线路板15焊孔为0.5㎜，焊盘为ф1.6㎜，下印制线路板15设置线圈始末端及中间点三个引出线焊盘以便通电测试。

为保证下印制线路板15插座的定位准确，特设计安装一个定位衬板，同时也增强了插座的稳固性。装完毕后将环内部分与环外部分的4个窄条齐根剪断，以便放置磁芯。

为防止44个插针同时拔出时用力过猛造成插针变形，设置了两个顶出螺钉，必要时可以交替旋转这两个M4螺钉将上印制线路板39逐步的徐徐顶出。

经过生产实际测试的使用，证明这种可分拆的测试线圈完全可以代替用导线手工绕制的测试线圈，可以重复多次使用。

Claims (7)

1.一种环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：由上下两个印制线路板、设置在上下两个印制线路板的插针、插座、印制导线组成，插针焊接于上印制线路板，插座焊接于下印制线路板，且插座与上印制线路板插针相匹配；设置在同一块印制线路板的插针、插座通过印刷在印制线路板的导线分别连接；

插针与插座都是单只独立的，且数量相等，都等于需要绕成的线圈匝数的二倍；

上印制线路板中间设置有可以放置被测环形磁芯的圆环环带，圆环环带的内径等于被测环形磁芯内径，其外径等于被测环形磁芯外径；上印制线路板的插针有一半分布在环带内，另一半分布在环带外；

下印制线路板中间也设置有可以放置被测环形磁芯的圆环环带；下印制线路板的插座也是一半在圆环环带内，另一半在圆环环带外；

插针在上印制线路板的位置与插座在下印制线路板的位置相对应，要保证在两板相合时，所有插针都能顺利准确的插到对应的插座上；

上印制线路板的圆环环带内的插针通过上印制线路板的印制导线与圆环环带的环外插针一一对应连接，下印制线路板的圆环环带内的插座也是通过下印制线路板的印制导线与环外插座一一对应连接。

2.根据权利要求1所述环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：所述的插针、插座、印制导线构成的闭合线圈为两组独立项圈，即初级线圈、次级线圈。

3.根据权利要求2所述环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：所述的闭合线圈连接结构为：两板相合时全部插针与插座相连，从下印制线路板环外插座——下印制线路板印制导线——下印制线路板环内插座——上印制线路板环内插针——上印制线路板印制导线——上印制线路板环外插针——下印制线路板环外另一只插座，构成了线圈绕组的一匝。

4.根据权利要求1所述环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：下印制线路板上设置至少二个个定位销，在上印制线路板对应位置上设置至少二个定位孔；定位销的长度须保证在插针插入插座之前，就能插入上印制线路板的定位孔之内。

5.根据权利要求1所述环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：根据环形磁芯的高度，选择合适的插针插座高度，使得插针插入插座后，两印制线路板的间隔距离要大于磁芯的高度。

6.根据权利要求1所述环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：在上下印制线路板之间设置两个绝缘材料制成的定位衬套，分别套在插针与插座上。

7.根据权利要求1所述环形磁芯分体式测试线圈，其特征是：在上印制线路板的中心对称位置设置两个顶出螺钉。