CN204348492U - 满足安规的电子变压器骨架及电子变压器 - Google Patents

Abstract

一种满足安规的电子变压器骨架，包括沿下挡片的两侧对称设置一对端子台，该对端子台为初级端子台和次级端子台，初级端子台的设置位置沿下挡片的水平面稍向外伸长；一对端子台沿下挡片平面下沉设置，以形成低于下挡片的一对空区，空区包括中段和两个端段，空区的中段呈类“V”形向内缩进为转角，空区端段的顶部沿下挡片平面向外凸伸有挡板；次级端子台的侧面间隔地开设有卡线槽。与现有技术相比，本实用新型通过两维尺度来叠加扩展端子台与磁芯安装位置的间隔距离，这一特殊设计可以在增加间距的同时有效地减小变压器占用PCB电路板的面积。并使三层绝缘线没有破皮的位置满足安规距离的要求，同时让三层绝缘线有效的连接。

Description

满足安规的电子变压器骨架及电子变压器

技术领域

本实用新型涉及一种用于开关电源中的能满足安规的大功率电子变压器骨架及由该骨架构成的电子变压器。

背景技术

现有AC-DC开关电源变压器的电子变压器一般由骨架、线圈、磁芯组成。如图1所示，现有电子变压器的骨架，包括带中心孔的绕线部10、沿绕线部10两端向外延伸而成的上挡片11和下挡片12，下挡片12的两侧对称设置一对端子台，该对端子台为初级端子台30和次级端子台20，初级端子台30的下表面间隔均匀地垂直固设有端子37，端子台20、30的侧面对应端子间隙的位置处开设有过线槽23、33。由骨架制成变压器时，骨架上卷绕有多个绕组，端子台上植入多个供绕组与电路板电气连接的金属PIN针。在功率到达一定等级的时候，如100W以上，为了满足过电流和效率的需求，往往会选择PIN针(中文常译为引脚、端子)较多的大型变压器骨架。在使用市场上现有的骨架时存在如下诸多问题：

1、AC-DC变压器大都是降压型变压器，初级线圈绕组圈数多，电流较小，次级绕组圈数较少，电流较大，为了满足过电流的需求，次级往往会采用很大的线材，又因为目前开关电源的频率都较高，为了降低由铜线趋夫效应引起的变压器的损耗，次级往往会使用多根线材替代单根线作业的方式，在使用多根线作业的时候，就带来了如下问题，为了有效的固定多根线，就必须要使用多个变压器PIN针，PIN针越多，变压器的体积就会越大，变压器体积加大势必导致开关电源变大，这种设计明显和电子产品进化相违背。

2、为了减少变压器PIN针的数量，目前业界内也有使用成型铜箔绕组代替多根线绕组的情况，采用成型铜箔，意味着开模，且通用性不高，往往一款变压器就需要一款特制的铜箔，此类设计给物料维护带来了很大的麻烦，无形中也是增加了相应的成本，另外铜箔的绝缘也是很大的问题，所以铜箔绕组设计的变压器可靠性存在一定的问题。

3、为了保证产品的安全性，同时能够满足各个国家的安规需求，使用通用骨架时往往需要采用挡墙配合套管的绕制方式。众所周知，目前人力成本正在一步步攀升，采用传统的作业方式已经不能满足目前低成本的需求。而传统的作业方式套管，挡墙占用了骨架有效的使用空间，降低的变压器窗口系数，拉低了功率密度。

4、为了满足安规距离，还有另外的方式，那就是三层绝缘线配合普通线材的绕制方式，这种方式往往需要不对称结构的骨架，拉长骨架任意一端的距离，来满足安规距离的硬性距离，或者是采用三层绝缘线飞线工艺，第一种方式明显的增加了变压器的体积，第二种方式则增加了插件的难度，另外飞线产品可靠性也不能很好的得到保证。

发明内容

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使用PIN针数量少，固定线材数量多，体积相对较小，且能更好地满足安规要求，又能简化卷线结构，并大大降低制造工艺难度，以有利于自动化生产的新型电子变压器骨架。

与此相应，本实用新型的另一个目的是提供一种使用PIN针数量少，固定线材数量多，体积相对较小，且能更好地满足安规要求，又能简化卷线结构，并大大降低制造工艺难度，以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：

一种满足安规的电子变压器骨架，包括带中心孔的绕线部、沿绕线部两端向外延伸而成的上挡片和下挡片，下挡片的两侧对称设置一对端子台，该对端子台为初级端子台和次级端子台，初级端子台的下表面垂直固设有端子，初级端子台的侧面对应端子间隙的位置处开设有过线槽，所述初级端子台的设置位置沿下挡片的水平面稍向外伸长；所述一对端子台沿下挡片平面下沉设置，以形成低于下挡片的一对空区，空区包括中段和两个端段，空区的中段呈类“V”形向内缩进为转角，空区端段的顶部沿下挡片平面向外凸伸有挡板；所述次级端子台的侧面间隔地开设有卡线槽。

优选的，所述空区的转角内沿顶端向外凸设有隔板。

优选的，所述上挡片上立有呈类“V”形的一对隔断墙，下挡片的下表面上立有呈类“V”形的一对隔断墙。

优选的，所述过线槽开设于初级端子台的侧边对应端子的位置处。

优选的，所述卡线槽的截面形状呈类“U”形，且槽开口稍小于槽宽。

优选的，所述次级端子台的下表面设有可插入端子的端子孔。

一种电子变压器，由上述的电子变压器骨架、线圈和磁芯组成，线圈具有多根初级绕线和多根次级绕线，次级绕线采用利兹线，利兹线端由胶水固定在次级端子台的卡线槽中，且利兹线端从胶水固定处穿出，伸出卡线槽之外的部分经浸锡后成为次级端子；其中，绕线伸出磁芯之外的线段从下沉设置的空区穿出，且侧边的线段处于挡板下的空区端段内。

优选的，所述初级绕线伸出磁芯之外的起线和收线由隔板隔开。

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，变压器次级绕组使用LITZ线作业，可以提升效率，同时使用了LITZ线材的端子做为PIN针，实现了线材到PIN针的自服务，有效的降低了次级侧端子的数量，减小了产品的体积。

第三,变压器采用两个方向分别加高、加长的的设计思想，有效的减小了变压器占用的空间，合理的利用了变压器的空间性能，减小了变压器体积。

第四，初、次级两侧的绕线卡口槽，有效的固定住了绕组起、收线，避免了再受力情况下松动且可有效的阻止绕组过满和磁芯直接接触的风险，大大提高了变压器的安全性和可靠性。

第五，次级侧端子台除了开有大电流绕组的圆孔，同时还保留了PIN针的插入孔，这样可以实现小电流的时候同意可以使用此类变压器，大大增强了变压器的通用性，降低了产品的成本。

第六，初级侧端子台，除了在PIN针之间设有过线槽，同时在端子台侧面也设计有过线槽，这种设计可以保证多个绕组时，引出线不至于多根线同出一个槽位，提升了产品的可靠性。

第七，本实用新型的电子变压器除了骨架定制外，其它材料均采用业界标准型号，对于材料的特性设计、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。

附图说明

图1为现有的电子变压器骨架的立体结构图；

图2为本实用新型满足安规的电子变压器骨架的立体结构图，此视角主要示出电子变压器骨架的初级侧结构；

图3为本实用新型满足安规的电子变压器骨架的立体结构图，此视角主要示出电子变压器骨架的次级侧结构；

图4为本实用新型满足安规的电子变压器骨架的立体结构图，此视角主要示出电子变压器骨架的底部结构；

图5为本实用新型电子变压器的主透视图；

图6为本实用新型电子变压器的右透视图。

标示说明：

1—变压器外观图；2—骨架；3—磁芯；4—线包；5—磁芯胶；6—LITZ线端子；10—绕线部；11—上挡片；12—下挡片；15—绕线部的中心孔；17、19、29、39—隔断墙；20—次级端子台；21、31—空区；24—次级挡板；25—卡线槽；26—隔板；27—次级侧PIN针；30—初级端子台；34—初级挡板；33—端子间过线槽；35—侧面过线槽；36—隔板；37—初级侧PIN针。

具体实施方式

如图2至图4所示为本发明满足安规的电子变压器骨架的立体结构图，一种满足安规的电子变压器骨架，包括带中心孔的绕线部10、沿绕线部10两端向外延伸而成的上挡片11和下挡片12，下挡片12的两侧对称设置一对端子台20、30，该对端子台为初级端子台30和次级端子台20，初级端子台30的下表面垂直固设有端子37，初级端子台30的侧面对应端子间隙的位置处开设有过线槽33，其中，

初级端子台30的设置位置沿下挡片12的水平面稍向外伸长，一对端子台20、30沿下挡片12平面下沉设置，以形成低于下挡片12的一对空区21、31，空区包括中段和两个端段，空区21、31的中段呈类“V”形向内缩进为转角22、32，空区端段的顶部沿下挡片平面向外凸伸有挡板24、34；次级端子台20的侧面间隔地开设有卡线槽25。

本发明通过初级端子台30的设置位置沿下挡片12的水平面稍向外伸长，以加宽端子台30，为端子台侧面开设更多的过线槽提供空间支持，同时还加宽了端子台与磁芯的水平安装间距；再通过垂直方向加高端子台20、30与磁芯安装位置的间隔距离，从而通过两维尺度来叠加扩展端子台与磁芯安装位置的间隔距离，这一特殊设计可以在增加间距的同时有效地减小变压器占用PCB电路板的面积。并使三层绝缘线没有破皮的位置满足安规距离的要求，同时让三层绝缘线有效的连接。并通过挡板24、34隔挡绕线，以规避骨架在组合时绕线直接和磁芯接触的风险。还通过开设的卡线槽25，以对绕线端进行定位，进而作为PIN针使用，从而实现使用PIN针数量少，又可固定线材数量多。

优选的，空区的转角22、32内沿顶端向外凸设有隔板26、36，通常起线为高压线，收线为低压，为了防止起、收线碰在一起导致短路，需要用线圈隔板26、36将起、收线隔离。

优选的，下挡片12的下表面上立有呈类“V”形的一对隔断墙29、39，以分隔初级端子台30与次级端子台20，防止初、次级端子37、27通过磁芯3进行放电，从而大大提升磁芯到初级线圈的爬电距离。上挡片11上也可立有呈类“V”形的一对隔断墙17、19，所起作用与下挡片12的隔断墙29、39相同。

优选的，过线槽35还可开设于初级端子台30的侧边对应端子37的位置处，以在绕组数量较多时，可开设更多的过线槽供绕线使用，避免同一个过线槽中通过2根以上的线。

优选的，卡线槽25的截面形状呈类“U”形，且槽开口稍小于槽宽，可以把LITZ线通过拉动卡入进来进行定位并夹紧。

优选的，次级端子台20的下表面设有可插入端子的端子孔38，以实现变压器骨架的多用性和通用性，次级端子台除了留有通过大电流的LITZ线应用的卡线槽25外，同时还保留了PIN针的插入孔，这样的设计兼容了小电流绕组直接通过PIN针连接的通用性，这种设计使骨架在大、小电流时均可适用，增加了骨架的通用性。

如图5至6所示为本发明电子变压器的结构图，一种电子变压器，包括本发明满足安规的电子变压器骨架2、线圈和磁芯3，本设计以立式PQ磁芯为例，来阐述本发明电子变压器的特殊构造。

为了解决多根线挂脚的工艺，本设计次级采用市场通用的LITZ线(中文译为利兹线)，LITZ线是采用多根独立绝缘的很小直径的导体绞合或编织而成的一根导体。由于这种线材的单根导体的截面积非常小，因而可以预防驱肤效应、邻近效应。LITZ线的有效截面积可以等效为任意需求的单线线径。

为了有效地固定住LITZ线材，在次级绕线的端子台上开有若干个卡线槽25，卡线槽25的槽宽稍大于LITZ线的外径。优选的，卡线槽25的截面形状呈类“U”形，且槽开口稍小于槽宽，可以把LITZ线通过拉动卡入进来进行定位。

为了固定住在圆形孔中的次级线圈，可先对LITZ线做浸锡处理，浸锡过后LITZ端子变硬且不易变形，再用环磁芯胶涂在LITZ端子左右，胶水烘干后可以有效固定住LITZ端子，减掉多余的LITZ镀锡部分，剩余的部分可以作为PIN针，直接使用，这种方式很好的实现了线材到PIN针的自服务转换，避免引入额外的PIN针，以及绕组挂脚工艺，有效减小了变压器体积和作业时间。其中，绕线伸出磁芯之外的线段从下沉设置的空区21穿出，且侧边的线段处于挡板24下的空区端段内。

为了实现变压器骨架的多用性和通用性，次级端子台除了留有大电流使用的卡线槽25外同时还保留了PIN针的插入孔38，这样的设计兼容了小电流绕组直接通过PIN针连接的通用性，这种设计大、小电流通用，增加了骨架的通用性能。

为了保证LITZ线很好的出入于绕线卡线槽25中，同时保证LIZT线在起、收线时不容易松散，且保证骨架边缘的两条进、出线不直接和磁芯接触，次级骨架设有两个挡板24，可以隔挡住侧边的LITZ线材，使其处于挡板下的空区端段内，以保证线材装配的可靠性，且规避了变压器骨架在组合时LITZ线材直接和磁芯接触的风险。

为了满足安规性能，本设计初级侧绕组全部采用三层绝缘线，变压器的磁芯看作和LITZ为一体的次级侧，三层绝缘线未破皮部分的长度可以有效的保证爬电距离和空气间隙。

为了使三层绝缘线没有破皮的位置满足安规距离的要求，同时让三层绝缘线有效的连接，本发明是通过两个方向来设计端子台的，初级侧端子台水平侧外移，垂直方向加高，这样两个方向尺度的叠加的特殊设计可以有效减小变压器占用PCB电路板的面积。

为了应对变压器初、次级侧通过磁芯放电的情况，两个端子台20、30中至少一个端子台的下表面上设有隔断墙。

为了防止初级侧使用两边端子的绕组连线和磁芯接触，初级端子台30和次级端子台20上分别设有结构相同的挡板34、24。为了合理地利用初级端子台30的侧面区域，除了在对应端子之间的位置处设置有过线槽33外，端子台侧面还在对应端子的位置处适当开有过线槽位，此类设计可以防止一个过线槽中有两个绕组的连线，焊锡时此过线槽的线容易连焊短路。

骨架、线圈和磁芯组装成变压器的主体，本实施例优选立式安装结构的变压器如PQ型变压器，开模骨架2设有初、次两部分端子台20、30，绕线部10，和组装磁芯的骨架中心孔15。

次级侧选用LITZ线进行绕制，靠近骨架外侧的起、收线需要通过次级端子台20的挡板24隔挡后方能通过卡线槽25，卡线槽25开口的大小取决于LITZ线材的选取。对于采用LITZ结构的变压器，则需要拔掉次级侧的端子27，在小电流的场合保留端子作为PIN针。通常起线为高压线，收线为低压，为了进一步防止起、收线碰在一起所导致的短路，需要用隔板26将起、收线隔离。

初级侧选用三层绝缘线绕制，靠近骨架外侧的起、收线需要通过初级端子台30的挡板34隔挡后方能挂脚，其它绕组起、收线通过端子间过线槽33挂脚，当绕组数量较多时，为避免同一个绕线槽通过2根以上的线，则需要通过侧面过线槽35进行起、收线。

当绕线完成后进行沾锡作业，将次级LITZ放于锡炉破皮焊接，LITZ线材在经过破皮作业后，LITZ中的单根线通过锡连接在一起，定型变硬，初级侧三层绝缘线则通过初级PIN针得到可靠连接。

为了保证变压器在插件工序的稳定性，还需要在LITZ端子6的周围打上磁芯胶5，等磁芯胶烘干后，再把次级LITZ端子6整形，裁去多余部分流到下一个变压器制作工序。

Claims (8)

1.一种满足安规的电子变压器骨架，包括带中心孔的绕线部、沿绕线部两端向外延伸而成的上挡片和下挡片，下挡片的两侧对称设置一对端子台，该对端子台为初级端子台和次级端子台，初级端子台的下表面垂直固设有端子，初级端子台的侧面对应端子间隙的位置处开设有过线槽，其特征在于，

所述初级端子台的设置位置沿下挡片的水平面稍向外伸长；所述一对端子台沿下挡片平面下沉设置，以形成低于下挡片的一对空区，空区包括中段和两个端段，空区的中段呈类“V”形向内缩进为转角，空区端段的顶部沿下挡片平面向外凸伸有挡板；所述次级端子台的侧面间隔地开设有卡线槽。

2.根据权利要求1所述的电子变压器骨架，其特征在于，所述空区的转角内沿顶端向外凸设有隔板。

3.根据权利要求1所述的电子变压器骨架，其特征在于，所述上挡片上立有呈类“V”形的一对隔断墙，下挡片的下表面上立有呈类“V”形的一对隔断墙。

4.根据权利要求1所述的电子变压器骨架，其特征在于，所述过线槽开设于初级端子台的侧边对应端子的位置处。

5.根据权利要求1所述的电子变压器骨架，其特征在于，所述卡线槽的截面形状呈类“U”形，且槽开口稍小于槽宽。

6.根据权利要求1所述的电子变压器骨架，其特征在于，所述次级端子台的下表面设有可插入端子的端子孔。

7.一种电子变压器，由权利要求1至6中任一项所述的电子变压器骨架、线圈和磁芯组成，线圈具有多根初级绕线和多根次级绕线，其特征在于：次级绕线采用利兹线，利兹线端由胶水固定在次级端子台的卡线槽中，且利兹线端从胶水固定处穿出，伸出卡线槽之外的部分经浸锡后成为次级端子；其中，绕线伸出磁芯之外的线段从下沉设置的空区穿出，且侧边的绕线处于挡板下的空区端段内。

8.根据权利要求7所述的电子变压器，其特征在于，所述初级绕线伸出磁芯之外的起线和收线由隔板隔开。