CN205680520U - 一种高频变压器及其构成的模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频变压器及其构成的模块，其中，高频变压器将抽头设为金属板，并作为公共端连接次级线圈的第一线圈和第二线圈，而且第一线圈和第二线圈分别由内金属管状部、外金属管状部和金属环状部构成，通过内金属管状部和外金属管状部完成对初级线圈内外两侧的包围，有效地提高了变压器的耦合性，提升了工作效率。同时，本实用新型实将变压器模块化，提高了变压器的装配效率，并使变压器的结构更紧凑，减小了变压器的整体体积，而且，本实用新型还采用散热体作为变压器的壳体，来包围磁芯、初级线圈和次级线圈，提升了变压器的散热效果。

Description

一种高频变压器及其构成的模块

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种高频变压器及其构成的模块。

背景技术

高频开关电源凭其效率高、体积小等优势广泛地运用在铜箔生产、晶体生长、电解、电镀等低压大电流行业。然而传统的高频变压器，难以满足大功率输出的需求，在其输出功率增大后，存在发热量大、散热效果差等缺陷。

现有申请号为201420025750.X的专利，公布了“一种水冷式高频变压器”，其采用铝壳作为变压器副边中心抽头，副边线圈单方向穿过磁芯(未与原边线圈进行包围)，存在耦合性不高，整体效率不高等不足之处。难以满足现有大功率高频开关电源对效率的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有高频变压器难以满足大功率输出的需求的问题，提供一种耦合性高、工作效率高并且体积小且模块化的高频变压器。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种高频变压器，包括抽头、磁芯、初级线圈、次级线圈和散热体，所述初级线圈绕制在所述磁芯上，所述散热体具有用于容纳所述磁芯、所述初级线圈和所述次级线圈的腔体，而且，所述抽头为一金属板，所述次级线圈包括第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈分别连接至所述抽头，所述 第一线圈接出第一输出端，所述第二线圈接出第二输出端；其中，

所述第一线圈包括第一内金属管状部、第一外金属管状部和第一金属环状部；所述第二线圈包括第二内金属管状部、第二外金属管状部和第二金属环状部；其中，

所述第一内金属管状部穿过所述初级线圈，所述第一外金属管状部套在所述初级线圈的外侧，并且所述第一内金属管状部和所述第一外金属管状部同侧的端部分别与所述第一金属环状部连接；

所述第二内金属管状部穿过所述第一内金属管状部，所述第二外金属管状部套在所述第一外金属管状部的外侧，并且所述第二内金属管状部和所述第二外金属管状部同侧的端部分别与所述第二金属环状部连接，所述第二金属环状部与所述第一金属环状部位于同一侧。

根据一种具体的实施方式，所述第一内金属管状部和所述第二内金属管状部为金属管；

所述第一外金属管状部和所述第二外金属管状部分别由若干金属管或金属柱排列而构成，并且相邻的金属管或金属柱之间等间距设置；

所述第一金属环状部和所述第二金属环状部为环状金属板。

根据一种具体的实施方式，所述抽头上设置有一个大通孔，用于穿过所述第一内金属管状部；并且，所述第一内金属管状部穿过所述大通孔后，与所述抽头连接，所述第二内金属管状部穿过所述第一内金属管状部后，接出所述第二输出端；

所述抽头上还设置有若干个小通孔，用于穿过所述第一外金属管状部的金属管或金属柱；并且，所述第一外金属管状部的金属管或金属柱穿过所述小通孔后，共同连接至所述第一输出端，所述第二外金属管状部的金属管或金属柱 共同连接至所述抽头。

根据一种具体的实施方式，所述第一输出端和所述第二输出端均设为导电排，其中，所述第一输出端的导电排上设置有通孔，用于穿过所述第二内金属管状部。

根据一种具体的实施方式，所述抽头与所述第一输出端之间设置绝缘板，所述第一输出端与所述第二输出端之间设置绝缘板，所述第一金属环状部与所述第二金属环状部之间设置绝缘板。

根据一种具体的实施方式，构成所述第一外金属管状部的金属管或金属柱与构成所述第二外金属管状部的金属管或金属柱位于同一个圆周面，并且所述第一外金属管状部的金属管或金属柱与构成所述第二外金属管状部的金属管或金属柱交叉设置，其中，所述第一金属环状部上具有若干个用于避让所述第二外金属管状部的金属管或金属柱的缺口。

根据一种具体的实施方式，所述散热体的腔体内、所述次级线圈与所述初级线圈之间、以及所述第一线圈和所述第二线圈之间均填充导热胶。

根据一种具体的实施方式，所述散热体上设置有引线孔，用于接出所述初级线圈的端头。

根据一种具体的实施方式，所述磁芯为超微晶磁环、铁氧体磁环和非晶磁环中的之一。

基于本实用新型的高频变压器，本实用新型还提供一种由本实用新型中的高频变压器构成的模块，包括两块平行设置的导电散热排，若干所述高频电压器设置在两块所述导电散热排之间并与所述导电散热排紧密接触，并且，所述导电散热排内设有水道，用于水冷散热；其中，

所述高频变压器的第一输出端和第二输出端设置为L型导电排，与所述高 频变压器的第一输出端电气连接的所述导电散热排作为第一公共输出端，与所述高频变压器的第二输出端电气连接的所述导电散热排作为第二公共输出端，每个所述高频变压器的抽头共同连接至一个导电排。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型中的高频变压器，将抽头设为金属板，作为公共端连接次级线圈的第一线圈和第二线圈，而且第一线圈和第二线圈分别由内金属管状部、外金属管状部和金属环状部构成，通过内金属管状部和外金属管状部完成对初级线圈内外两侧的包围，有效地提高了变压器的耦合性，提升了工作效率。同时，本实用新型实将变压器模块化，提高了变压器的装配效率，并使变压器的结构更紧凑，减小了变压器的整体体积，而且，本实用新型采用散热体作为变压器的壳体，来包围磁芯、初级线圈和次级线圈，提升了变压器的散热效果。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的次级线圈的结构示意图；

图3是本实用新型的次级线圈的一种具体实施的结构示意图；

图4是本实用新型的外部结构示意图；

图5是由本实用新型的高频变压器构成的模块的结构示意图。

附图标记列表

1-抽头 2-磁芯 3-初级线圈 4-次级线圈 41-第一线圈 42-第二线圈 5-第一输出端 6-第二输出端 7-散热体 8-引线孔 9-导电散热排 410-第一内金属管状部 411-第一金属环状部 412-第一外金属管状部 420-第二内金属管状部 421-第二金属环状 部 422-第二外金属管状部

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

结合图1所示的本实用新型的结构示意图；其中，本实用新型的高频变压器，包括抽头1、磁芯2、初级线圈3、次级线圈4和散热体7，初级线圈3绕制在磁芯2上，散热体7具有用于容纳磁芯2、初级线圈3和次级线圈4的腔体，其特征在于，抽头1为一金属板，次级线圈4包括第一线圈41和第二线圈42，第一线圈41和第二线圈42分别连接至抽头1，第一线圈41接出第一输出端5，第二线圈42接出第二输出端6。

其中，第一线圈41包括第一内金属管状部410、第一外金属管状部412和第一金属环状部411；第二线圈42包括第二内金属管状部420、第二外金属管状部422和第二金属环状部421。

并且，第一内金属管状部410穿过初级线圈3，第一外金属管状部412套在初级线圈3的外侧，并且第一内金属管状部410和第一外金属管状部412同侧的端部分别与第一金属环状部411连接。

第二内金属管状部420穿过第一内金属管状部410，第二外金属管状部422套在第一外金属管状部412的外侧，并且第二内金属管状部420和第二外金属管状部422同侧的端部分别与第二金属环状部421连接，第二金属环状部421与第一金属环状411部位于同一侧。

本实用新型中，磁芯1选择超微晶磁环、铁氧体磁环和非晶磁环中的之一。

结合图2所示的本实用新型的次级线圈的结构示意图；其中，第一内金属管状部410和第二内金属管状部420为金属管。

第一外金属管状部412和第二外金属管状部422分别由若干金属管或金属柱排列而构成，并且相邻的金属管或金属柱之间等间距设置。第一金属环状部411和第二金属环状部421为环状金属板。其中，第一金属环状部411的内径和外径分别与第一内金属管状部410和第一外金属管状部412的管径相适应，第二金属环状部421的内径和外径分别与第二内金属管状部420和第二外金属管状部422的管径相适应。

具体的，本实用新型的抽头1上设置有一个大通孔，用于穿过第一内金属管状部410；并且，第一内金属管状部410穿过大通孔后，与抽头1连接，第二内金属管状部420穿过第一内金属管状部410后，接出第二输出端6。

抽头1上还设置有若干个小通孔，用于穿过第一外金属管状部412的金属管或金属柱；并且，第一外金属管状部412的金属管或金属柱穿过小通孔后，共同连接至第一输出端5，第二外金属管状部422的金属管或金属柱共同连接至抽头1。

在实际应用的过程中，构成外金属管状部的金属管或金属柱的数量及其截面积，能够根据变压器输出电流大小来调整，实现本实用新型的高频变压器的普及应用。在另一方面，外金属管状部若由金属管或金属柱排列构成，金属管或金属柱之间是具有间隙的，不需要考虑设置接出初级线圈端口的引线孔。

同时，由于变压器次级线圈与初级线圈之间需要绝缘，并且次级线圈4的第一线圈41和第二线圈42之间也需要绝缘，因此，本实用新型中，抽头1与第一输出端5之间设置绝缘板，第一输出端5与第二输出端6之间设置绝缘板，第一金属环状部411与第二金属环状部421之间设置绝缘板。

结合图3所示的本实用新型次级线圈的一种具体实施的结构示意图；其中，构成第一外金属管状部412的金属管或金属柱与构成第二外金属管状部422的金属管或金属柱位于同一个圆周面，并且第一外金属管状部412的金属管或金属柱与构成第二外金属管状部422的金属管或金属柱交叉设置，其中，第一金属环状部411上具有若干个用于避让第二外金属管状部422的金属管或金属柱的缺口。在本实施结构中，通过将第一外金属管状部和第二外金属管状部的金属管或金属柱交叉设置，并位于同一个圆周面上，使变压器的结构更加紧凑，体积更小。

结合图4所示的本实用新型的外部结构示意图；其中，本实用新型的高频变压器还包括散热体7，并将散热体7作为变压器的壳体，用于提高散热效率。本实用新型中散热体采用铝合金材质。

具体的，散热体7具有用于容纳磁芯2、初级线圈3和次级线圈4的腔体；并且，散热体7的柱形腔体内、次级线圈4与初级线圈3之间、以及次级线圈4的第一线圈41和第二线圈42之间均填充导热胶。

具体的，本实用新型中散热体7上设置有引线孔8，用于接出初级线圈的端头。此外，散热体7的底部具有一个板状平面，在该板状平面上设置有安装孔，用于与外部散热器件连接。

以图3所示的具体实施结构为例，在制作时，根据绕制初级线圈后的磁芯的内径、外径以及厚度，选择合适长度和管径的第一内金属管状部和第二内金属管状部，同时还需准备一定数量的金属柱。

具体的，第一内金属管状部410的管径需要大于第二内金属管状部420的管径，小于制初级线圈后的磁芯的内径。同时，第一内金属管状部410的长度需要小于第二内金属管状部420的长度，大于制初级线圈后的磁芯的厚度。如 此，第一内金属管状部410穿过初级线圈3后，再将第二内金属管状部420穿过第一内金属管状部410。

第一外金属管状部412的金属柱比第二外金属管状部422的金属柱短，此外，第一线圈的金属环状部411的内径需要大于第二线圈的内金属管状部420的管径，同时其外径需要小于第二线圈的外金属管状部422的管径。

制作第一线圈，先将第一内金属管状部410焊接在第一金属环状部411上，并使第一内金属管状部410与其连接的第一金属环状部411同轴设置，然后将构成第一外金属管状部412的金属柱，等间距且沿一个圆焊接在第一金属环状部411上，使由金属柱构成的第一外金属管状部412与第一内金属管状部410同轴设置。同样，按照制作第一线圈的方式制作第二线圈即可。

将第一内金属管状部410穿过抽头金属板上的大通孔，然后沿该通孔的边缘，将第一内金属管状部410焊接在抽头金属板上，同时，第一外金属管状部412的各个金属柱穿过抽头金属板上的小通孔，并不与抽头金属板接触，第一外金属管状部412的各个金属柱穿过小通孔后，共同连接至第一输出端5。

然后，将第二内金属管状部420穿过第一内金属管状部410和第一输出端5的导电排上的通孔，并与第二输出端6的导电排焊接在一起，同时在穿套第二线圈时，使第一外金属管状部412的金属柱与第二外金属管状部422的金属柱相交叉设置。并且第二外金属管状部422的金属柱与抽头金属板相接触，并沿接触的部分焊接在一起，实现电气连接。

在本实用新型制作的过程中，还需要在抽头4与第一输出端5的导电排之间设置绝缘板，第一输出端5与第二输出端6的导电排之间设置绝缘板，第一金属环状部411与第二金属环状部421之间设置绝缘板。以及在本实用新型制作的过程中，完成填充导热胶的操作，一方面实现初级线圈、次级线圈和散热 体的热传导，另一方面通过在初级线圈与次级线圈之间以及次级线圈的第一线圈与第二线圈之间填充导热胶，实现绝缘。

本实用新型通过将次级线圈的第一线圈和第二线圈设计成分别由内金属管状部、外金属管状部和金属环状部构成，通过内金属管状部和外金属管状部对初级线圈完成内外两侧的包围，有效地提高了变压器的耦合性，提升了工作效率。而且由于实现了高频变压器的模块化，提高了变压器的装配效率，而且由于变压器的结构更紧凑了，减小了变压器的整体体积。

基于本实用新型的高频变压器，本实用新型还提供一种如图5所示的由本实用新型的高频变压器构成的模块，其包括两块平行设置的导电散热排9，高频电压器设置在两块导电散热排9之间并与导电散热排紧密接触，并且，导电散热排9内设有水道，用于水冷散热，不仅实现电气连接，还提升散热效果。

具体的，高频变压器的第一输出端和第二输出端设置为L型导电排，与高频变压器的第一输出端电气连接的导电散热排9作为第一公共输出端，与高频变压器的第二输出端电气连接的导电散热排9作为第二公共输出端，每个高频变压器的抽头共同连接至一个导电排。

本实用新型中，高频变压器的第一输出端和第二输出端的导电排设置呈L型或Z型，不仅能配合导电散热排的使用，又能减小电缆连接的复杂性，便于装配和维护。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细说明，但本实用新型并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。

Claims (10)

1.一种高频变压器，包括抽头(1)、磁芯(2)、初级线圈(3)、次级线圈(4)和散热体(7)，所述初级线圈(3)绕制在所述磁芯(2)上，所述散热体(7)具有用于容纳所述磁芯(2)、所述初级线圈(3)和所述次级线圈(4)的腔体，其特征在于，所述抽头(1)为一金属板，所述次级线圈(4)包括第一线圈(41)和第二线圈(42)，所述第一线圈(41)和所述第二线圈(42)分别连接至所述抽头(1)，所述第一线圈(41)接出第一输出端(5)，所述第二线圈(42)接出第二输出端(6)；其中，

所述第一线圈(41)包括第一内金属管状部(410)、第一外金属管状部(412)和第一金属环状部(411)；所述第二线圈(42)包括第二内金属管状部(420)、第二外金属管状部(422)和第二金属环状部(421)；其中，

所述第一内金属管状部(410)穿过所述初级线圈(3)，所述第一外金属管状部(412)套在所述初级线圈(3)的外侧，并且所述第一内金属管状部(410)和所述第一外金属管状部(412)同侧的端部分别与所述第一金属环状部(411)连接；

所述第二内金属管状部(420)穿过所述第一内金属管状部(410)，所述第二外金属管状部(422)套在所述第一外金属管状部(412)的外侧，并且所述第二内金属管状部(420)和所述第二外金属管状部(422)同侧的端部分别与所述第二金属环状部(421)连接，所述第二金属环状部(421)与所述第一金属环状部(411)位于同一侧。

2.如权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述第一内金属管状部(410)和所述第二内金属管状部(420)为金属管；

所述第一外金属管状部(412)和所述第二外金属管状部(422)分别由若干金属管或金属柱排列而构成，并且相邻的金属管或金属柱之间等间距设置；

所述第一金属环状部(411)和所述第二金属环状部(421)为环状金属板。

3.如权利要求2所述的高频变压器，其特征在于，所述抽头(1)上设置有一个大通孔，用于穿过所述第一内金属管状部(410)；并且，所述第一内金属管状部(410)穿过所述大通孔后，与所述抽头(1)连接，所述第二内金属管状部(420)穿过所述第一内金属管状部(410)后，接出所述第二输出端(6)；

所述抽头(1)上还设置有若干个小通孔，用于穿过所述第一外金属管状部(412)的金属管或金属柱；并且，所述第一外金属管状部(412)的金属管或金属柱穿过所述小通孔后，共同连接至所述第一输出端(5)，所述第二外金属管状部(422)的金属管或金属柱共同连接至所述抽头(1)。

4.如权利要求3所述的高频变压器，其特征在于，所述第一输出端(5)和所述第二输出端(6)均设为导电排，其中，所述第一输出端(5)的导电排上设置有通孔，用于穿过所述第二内金属管状部(420)。

5.如权利要求4所述的高频变压器，其特征在于，所述抽头(1)与所述第一输出端(5)之间设置绝缘板，所述第一输出端(5)与所述第二输出端(6)之间设置绝缘板，所述第一金属环状部(411)与所述第二金属环状部(421)之间设置绝缘板。

6.如权利要求2～5之一所述的高频变压器，其特征在于，构成所述第一外金属管状部(412)的金属管或金属柱与构成所述第二外金属管状部(422)的金属管或金属柱位于同一个圆周面，并且所述第一外金属管状部(412)的金属管或金属柱与构成所述第二外金属管状部(422)的金属管或金属柱交叉设置，其中，所述第一金属环状部(411)上具有若干个用于避让所述第二外金属管状部(422)的金属管或金属柱的缺口。

7.如权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述散热体(7)的腔 体内、所述次级线圈(4)与所述初级线圈(3)之间、以及所述第一线圈(41)和所述第二线圈(42)之间均填充导热胶。

8.如权利要求1或7所述的高频变压器，其特征在于，所述散热体(7)上设置有引线孔(8)，用于接出所述初级线圈(3)的端头。

9.如权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述磁芯(2)为超微晶磁环、铁氧体磁环和非晶磁环中的之一。

10.一种由如权利要求1所述的高频变压器构成的模块，其特征在于，包括两块平行设置的导电散热排(9)，若干所述高频电压器设置在两块所述导电散热排(9)之间并与所述导电散热排(9)紧密接触，并且，所述导电散热排(9)内设有水道，用于水冷散热；其中，

所述高频变压器的第一输出端和第二输出端设置为L型导电排，与所述高频变压器的第一输出端电气连接的所述导电散热排(9)作为第一公共输出端，与所述高频变压器的第二输出端电气连接的所述导电散热排(9)作为第二公共输出端，每个所述高频变压器的抽头共同连接至一个导电排。