CN203895243U - 线圈结构和电源变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种线圈结构和电源变压器，该线圈结构包括绝缘骨架和多个线圈层，所述线圈层依次缠绕于所述绝缘骨架上；其中，所述线圈层之间设有撑条，在所述撑条的两侧形成有空腔；所述撑条的至少一个表面开设有沿所述撑条的长度方向延伸的凹槽。上述线圈结构，撑条两侧的空腔以及撑条上的凹槽能在线圈之间形成散热风道，改善了电源变压器的散热效果。上述线圈结构无需借用管道来实现散热，不会增加线圈结构的制造成本，散热好，提高了电磁线的利用率和电源变压器的过载性能。采用上述线圈结构的电源变压器，散热效果好。

Description

线圈结构和电源变压器

技术领域

本实用新型涉及直流气体保护焊电源领域，特别是涉及线圈结构和电源变压器。

背景技术

电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。

一般地，电源变压器包括支架，位于支架顶部和底部的外露铁芯，位于支架中部的内置铁芯和缠绕在内置铁芯上的线圈；分隔上述内置铁芯和线圈的绝缘材料层，位于线圈中的散热气道和支撑线圈的撑条。其中，散热气道是分布于线圈层之间的管道，电源变压器工作过程中产生的热量通过管道散发出去。

上述电源变压器的线圈在缠绕过程中，由于额外增加了散热气道，增加了电源变压器的制造成本。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种散热好、制造成本低的线圈结构和电源变压器。

一种线圈结构，包括：

绝缘骨架；以及

多个线圈层，该线圈层依次缠绕于所述绝缘骨架上；

其中，所述线圈层之间设有撑条，在所述撑条的两侧形成有空腔；

所述撑条的至少一个表面开设有沿所述撑条的长度方向延伸的凹槽。

在其中一个实施例中，所述撑条的长度方向与所述线圈层的缠绕方向呈80°～90°的夹角。

在其中一个实施例中，相邻两个所述线圈层之间设置有所述撑条，且所述撑条位于同一平面。

在其中一个实施例中，所述撑条上相对的两个表面设置有所述凹槽。

在其中一个实施例中，多个所述线圈层包括初级线圈层和次级线圈层，所述次级线圈层绕制在所述初级线圈层的外面。

在其中一个实施例中，所述绝缘骨架包括骨架本体和阻挡片，所述骨架本体为两端开口的长方体，所述阻挡片设置在所述骨架本体的两端，所述阻挡片与所述骨架本体的开口边缘连接并沿远离所述骨架本体的方向延伸。

采用上述线圈结构的电源变压器，该电源变压器为壳式结构，包括：

线圈结构；以及

铁芯；

其中，所述线圈结构包括绝缘骨架和多个线圈层，所述线圈层依次缠绕于所述绝缘骨架上；

所述线圈层之间设有撑条，在所述撑条的两侧形成有空腔；

所述撑条的至少一个表面开设有沿所述撑条的长度方向延伸的凹槽。

在其中一个实施例中，所述撑条的长度方向与所述线圈层的缠绕方向呈80°～90°的夹角。

在其中一个实施例中，相邻两个所述线圈层之间设置有所述撑条，且所述撑条位于同一平面，所述撑条上相对的两个表面设置有所述凹槽。

在其中一个实施例中，多个所述线圈层包括初级线圈层和次级线圈层，所述次级线圈层绕制在所述初级线圈层的外面；

所述绝缘骨架包括骨架本体和阻挡片，所述骨架本体为两端开口的长方体，所述阻挡片设置在所述骨架本体的两端，所述阻挡片与所述骨架本体的开口边缘连接并沿远离所述骨架本体的方向延伸。

上述线圈结构，在线圈层之间设置撑条，在撑条的两侧形成有空腔，并且撑条的至少一个表面开设有凹槽，线圈在绕好后，使得撑条在支撑线圈的同时，撑条两侧的空腔以及撑条上的凹槽能在线圈之间形成散热风道，改善了制冷效果。上述线圈结构无需借用管道来实现散热，不会增加线圈结构的制造成本，散热好，提高了电磁线的利用率和电源变压器的过载性能。采用上述线圈结构的电源变压器，散热效果好；采用壳式结构，线圈耦合性能增强，提高了变压器功率因数，铁芯与电磁线材料成本下降，线损和铁损下降，提高了整个变压器的效率和性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的线圈结构的正视图；

图2为本实用新型一实施方式的线圈结构的侧视图；

图3为图1中线圈结构中的绝缘骨架的立体结构图；

图4为本实用新型一实施方式的线圈结构的组装图；

图5为图1中线圈结构中的撑条的横截面图；

图6为图1中线圈结构中的撑条的俯视图；

附图标记说明：

10、线圈结构；110、绝缘骨架；120、线圈层；130、撑条；140、圆钢；112、骨架本体；114、阻挡片；132、凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1-3所示的线圈结构10，包括绝缘骨架110和多个线圈层120，线圈层120缠绕于所述绝缘骨架110上。在本实施例中，多个线圈层120包括初级线圈层和次级线圈层，次级线圈层绕制在初级线圈层的外面。其中，初级线圈层是指输入电的线圈绕组，次级线圈层是指输出电的线圈绕组。即初级线圈是电源变压器的输入端，一般与电源相连，初级线圈要从电源吸收能量以电磁感应的方式把能量传递给次级线圈。次级线圈为电源变压器的输出端，次级线圈受到初级线圈电磁感应后，就会在次级线圈产生电压。本实施例中，将线圈由两件改为一件，减少了线圈间的连接头数量，简化了线圈的制作工艺。

线圈层120之间设有撑条130，在撑条130的两侧形成有空腔，撑条130的至少一个表面开设有沿撑条130的长度方向延伸的凹槽132。其中，在撑条130两侧形成空腔的操作步骤如下：

提供绝缘骨架110，在绝缘骨架110上缠绕线圈层120；

在线圈层120之间设置撑条130，在撑条130的两侧设置与撑条130平行的圆钢140；两个圆钢140之间的距离小于或等于绝缘骨架110的宽度；圆钢140的直径小于或等于撑条130的高度；

继续缠绕线圈层120，线圈层120之间每设置一根撑条130，便在撑条130的两侧设置两根平行的圆钢140，直至线圈缠绕到所需的匝数；

抽出圆钢140，在撑条130的两侧形成空腔，得到线圈结构。

如图4所示，在本实施例中，相邻线圈层120之间圆钢140之间的距离是相等的。圆钢140所在平面与撑条130所在的平面平行。在撑条130的两侧设置圆钢140，当线圈层120在缠绕的过程中经过圆钢140时会产生一定角度的弯曲。当线圈缠绕完成后，抽出圆钢140，线圈弯曲的部分便在撑条130的两侧形成了截面类似梯形的空腔。由于空腔是由两根圆钢140形成的，所以不同于截面为三角形的空腔，梯形或长方形的空腔的形成的散热风道更宽，散热效果更好。

当线圈层120在卷绕完成后，撑条130位于线圈层120之间，撑条130的两侧形成有空腔以及开设在撑条130上的凹槽132便形成了一个散热风道。在一实施方式中，撑条130的长度方向与线圈层120的缠绕方向呈80°～90°的夹角。即撑条130与线圈呈一定的角度，当电源变压器产生热量时，热量可以沿着空腔以及撑条130上的凹槽132形成的通道散发出去。在本实施例中，撑条130的长度方向与线圈层120的缠绕方向呈90°的夹角，即撑条130与线圈垂直，此时凹槽132也与线圈垂直，可以使得撑条130的长度最短，降低制造成本。

在本实施例中，线圈层120之间设置两根撑条130，一根位于线圈层120的输入端，另一根位于线圈层120的输出端。可以理解的是，可以每隔一个线圈层120设置两根撑条130，也可以是每隔两个线圈层120设置两根撑条130。撑条130的材质为绝缘材料。

请再参阅图1，在本实施例中，相邻两个线圈层120之间设置有撑条130，且撑条130位于同一平面。撑条130分别设置在靠近电源变压器的输出端和输入端的附近，相邻两个线圈层120之间设置有撑条130，因此在一个线圈结构10中会设有多个撑条130，将多个撑条130设置在同一平面上，可以使得撑条130两侧的空腔均靠近电源变压器的输出端和输入端，能最快的将热量散发出去。在其他实施例中，撑条130也可以不在同一个平面上，即各个撑条130各自分散在线圈层120的不同位置，同样可以将电源变压器产生的热量散发出去。

撑条130上相对的两个表面设置有凹槽132。如图5和图6所示，在本实施例中，撑条130为长方体结构，在撑条130的两个相对的表面开设沿撑条130的长度方向延伸的凹槽132。一根撑条130上设置两条凹槽132，并且两个凹槽132是位于撑条130未与线圈接触的两个表面。这样设置既可以节约撑条的制作材料，也能够增加散热通道的空间，实现撑条130在支撑线圈层120的同时最大程度的实现散热。在本实施例中，撑条130的一个表面只设置一条凹槽132，可以使得凹槽132所形成的散热通道最大。在其他实施例中，撑条130的一个表面也可以设置两条或者三条凹槽132。

请再参阅图3，绝缘骨架110包括骨架本体112和阻挡片114，骨架本体112为两端开口的长方体，阻挡片114设置在骨架本体112的两端，阻挡片114与骨架本体112的开口边缘连接并沿远离骨架本体112的方向延伸。骨架本体112是用于容纳铁芯。在本实施例中，阻挡片114的数量为四片，即骨架本体112的两端各两片，两片阻挡片114相对设置并垂直于骨架本体112。绝缘骨架110作为线圈层120和铁芯的隔离绝缘层，采用了热固性塑料一体压注骨架，线圈结构的介电强度及阻燃性能等安全性能指标得到保证。

采用上述线圈结构的电源变压器，包括线圈结构和铁芯，电源变压器为壳式结构。将线圈层120套在中间铁芯柱上，初级线圈和次级线圈耦合性能增强，提高了变压器功率因数，铁芯与电磁线材料成本下降，线损和铁损下降，提高了整个变压器效率和性能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种线圈结构，其特征在于，包括：

绝缘骨架；以及

多个线圈层，该线圈层依次缠绕于所述绝缘骨架上；

其中，所述线圈层之间设有撑条，在所述撑条的两侧形成有空腔；

所述撑条的至少一个表面开设有沿所述撑条的长度方向延伸的凹槽。

2.根据权利要求1所述的线圈结构，其特征在于，所述撑条的长度方向与所述线圈层的缠绕方向呈80°～90°的夹角。

3.根据权利要求1所述的线圈结构，其特征在于，相邻两个所述线圈层之间设置有所述撑条，且所述撑条位于同一平面。

4.根据权利要求1所述的线圈结构，其特征在于，所述撑条上相对的两个表面设置有所述凹槽。

5.根据权利要求1所述的线圈结构，其特征在于，多个所述线圈层包括初级线圈层和次级线圈层，所述次级线圈层绕制在所述初级线圈层的外面。

6.根据权利要求1-5任一项所述的线圈结构，其特征在于，所述绝缘骨架包括骨架本体和阻挡片，所述骨架本体为两端开口的长方体，所述阻挡片设置在所述骨架本体的两端，所述阻挡片与所述骨架本体的开口边缘连接并沿远离所述骨架本体的方向延伸。

7.一种电源变压器，该电源变压器为壳式结构，其特征在于，包括：

线圈结构；以及

铁芯；

其中，所述线圈结构包括绝缘骨架和多个线圈层，所述线圈层依次缠绕于所述绝缘骨架上；

所述线圈层之间设有撑条，在所述撑条的两侧形成有空腔；

所述撑条的至少一个表面开设有沿所述撑条的长度方向延伸的凹槽。

8.根据权利要求7所述的电源变压器，其特征在于，所述撑条的长度方向与所述线圈层的缠绕方向呈80°～90°的夹角。

9.根据权利要求7所述的电源变压器，其特征在于，相邻两个所述线圈层之间设置有所述撑条，且所述撑条位于同一平面，所述撑条上相对的两个表面设置有所述凹槽。

10.根据权利要求7-9任一项所述的电源变压器，其特征在于，多个所述线圈层包括初级线圈层和次级线圈层，所述次级线圈层绕制在所述初级线圈层的外面；

所述绝缘骨架包括骨架本体和阻挡片，所述骨架本体为两端开口的长方体，所述阻挡片设置在所述骨架本体的两端，所述阻挡片与所述骨架本体的开口边缘连接并沿远离所述骨架本体的方向延伸。