CN205959739U

CN205959739U - 一种小体积电源变压器

Info

Publication number: CN205959739U
Application number: CN201620460308.9U
Authority: CN
Inventors: 孙春阳; 谢谭带; 张庭春
Original assignee: Guangdong Liwang High Tech Co Ltd
Current assignee: Guangdong Liwang High Tech Co Ltd
Priority date: 2016-05-19
Filing date: 2016-05-19
Publication date: 2017-02-15
Anticipated expiration: 2026-05-19

Abstract

本实用新型公开一种小体积电源变压器，包括电木外壳及设于电木外壳内的变压器本体，变压器本体形状及尺寸与电木外壳适配；变压器本体包括骨架、第一磁芯、第二磁芯、线包绕组、线包胶带及包磁芯胶带；骨架包括主体部及设于主体部一侧的引脚部；主体部设于电木外壳内，引脚部伸出于电木外壳；第一磁芯平行设于主体部的上方，且部分嵌入主体部中；第二磁芯与第一磁芯正对，其设于主体部的下方，且部分嵌入主体部中；线包绕组绕制于主体部，并环绕第一磁芯及第二磁芯嵌入主体部的部分；线包胶带沿线包绕组的外周壁缠绕；包磁芯胶带包裹第一磁芯及第二磁芯。将变压器本体合理设置于电木外壳内，电源变压器即可满足安规要求，并且结构紧凑，尺寸更小。

Description

一种小体积电源变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，具体的涉及一种小体积电源变压器。

背景技术

传统电源变压器中，为了使制成的电源变压器符合安规要求(即海拔2000米以下时，电源变压器的初次级引脚间距必须达到6.4mm以上)，一般厂家会直接加长初次级引脚间距，或者，将电源变压器外部全部进行较厚包胶处理。通过加长初次级引脚间距使电源变压器符合安规要求，制成的电源变压器长度较长，一般在25mm以上，使得电源变压器的整体尺寸及体积较大，而随着各类电子产品的不断小型化，大体积的电源变压器很明显已不能满足小型电子产品的使用要求；通过多层胶布包裹使电源变压器符合安规要求，由于包胶工艺繁琐只能手工作业，不能实现自动化安装，生产效率低，人工成本高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种小体积电源变压器。

本实用新型揭示了一种小体积电源变压器，其包括：

电木外壳及设于电木外壳内的变压器本体，变压器本体形状及尺寸与电木外壳适配；

变压器本体包括：

骨架、第一磁芯、第二磁芯、线包绕组、线包胶带及包磁芯胶带；

骨架包括：主体部及设置于主体部一侧的引脚部；主体部设于电木外壳内，引脚部伸出于电木外壳；

第一磁芯沿电木外壳的长度方向平行设于主体部的上方，且部分嵌入主体部中；

第二磁芯与第一磁芯正对，其设于主体部的下方，且部分嵌入主体部中；

线包绕组绕制于主体部，并环绕第一磁芯及第二磁芯嵌入主体部的部分；

线包胶带沿线包绕组的外周表面缠绕；

包磁芯胶带包裹第一磁芯及第二磁芯。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

电木外壳包括：

长方形片状的底板、垂直设于底板同侧的第一侧板、第二侧板、第三侧板、第一引线柱及第二引线柱；

第一侧板及第二侧板正对，二者垂直于底板长度所在方向；

第三侧板位于第一侧板及第二侧板之间，其平行于底板长度所在方向设置；

第一引线柱设于第一侧板与第三侧板的交接处；

第二引线柱设于第二侧板与第三侧板的交接处；

其中，底板、第一侧板、第二侧板及第三侧板形成一用于安装变压器本体的空间。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

第一侧板与第二侧板形状及尺寸相同；

第一侧板包括：相互垂直连接的第一竖板体及第一平行板体；

第一竖板体连接于底板，并垂直于底板长度所在方向；

第一平行板体位于底板上方并平行底板；

第二侧板包括：相互垂直连接的第二竖板体及第二平行板体；

第二竖板体连接于底板，并垂直于底板长度所在方向；

第二平行板体位于底板上方并平行底板。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

第一引线柱包括：

设于第一侧板与第三侧板交接处的第一柱体；

设置于第一柱体底端的第一引线脚；

以及，第一引线，第一引线的一端位于电木外壳外部且接于第一引线脚内，另一端则跨过第三侧板顶部以连接于第一柱体内。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

所述第二引线柱包括：

设于第二侧板与第三侧板交接处的第二柱体；

设置于第二柱体底端的第二引线脚；

以及，第二引线，第二引线的其中一端位于电木外壳外部且接于第二引线脚内，另一端则跨过第三侧板的顶部以接于第二柱体内。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

主体部包括：

绕线柱、设于绕线柱顶端的上底部及设于绕线柱底端的下底部；绕线柱的中心轴方向还设有磁芯装配孔；

引脚部设于下底部的其中一侧；

第一磁芯及第二磁芯部分嵌套入磁芯装配孔中；

线包绕组绕制于绕线柱上。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

第一磁芯包括：

第一磁芯主体及设于第一磁芯主体中部的第一磁芯柱；

第一磁芯主体沿电木外壳的长度方向平行设于主体部的上方；

第一磁芯柱嵌套入主体部中。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

第二磁芯包括：

第二磁芯主体及设于第二磁芯主体中部的第二磁芯柱；

第二磁芯主体平行设于主体部的下方；

第二磁芯柱嵌套入主体部中。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：

线包绕组包括：N1线圈、N1绝缘胶带、N2线圈、N2绝缘胶带、N3线圈、N3绝缘胶带、N4线圈、N4绝缘胶带及N5线圈；

N1线圈绕制于绕线柱表面；

N1绝缘胶带包裹于N1线圈的外围表面；

N2线圈绕制于N1绝缘胶带的外围表面；

N2绝缘胶带包裹于N2线圈的外围表面；

N3线圈绕制于N2绝缘胶带的外围表面；

N3绝缘胶带包裹于N3线圈的外围表面；

N4线圈绕制于N3绝缘胶带的外围表面；

N4绝缘胶带包裹于N4线圈的外围表面；

N5线圈绕制于N4绝缘胶带的外围表面；

线包胶带包裹于N5线圈的外围表面。

根据本实用新型的一实施方式，上述小体积电源变压器中：骨架为电木材质。

与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：只需要在变压器本体外部设计一与之适配的电木外壳，将变压器本体合理设置于电木外壳内，就不需要通过加长初次级引脚间距或将变压器本体外部进行包胶处理以使电源变压器满足安规要求，从而使得制成的电源变压器结构更加紧凑，尺寸更小，缩小电源变压器的体积；并且制作工艺更加简单，可以通过自动化设备将变压器本体安装入电木外壳内，提高生产效率。

附图说明

图1为电源变压器的立体结构示意图之一；

图2为电源变压器的立体结构示意图之二；

图3为电源变压器的后视示意图；

图4为电木外壳与骨架的位置关系示意图；

图5为电源变压器的分解示意图；

图6为电木外壳的结构示意图之一；

图7为电木外壳的结构示意图之二；

图8为电源变压器的原理图。

附图标记说明：1、电木外壳；2、变压器本体；11、底板；12、第一侧板；13、第二侧板；14、第三侧板；15、第一引线柱；16、第二引线柱；121、第一竖板体；122、第一平行板体；131、第二竖板体；132、第二平行板体；151、第一柱体；B(7)、第一引线脚；152、第一引线；161、第二柱体；A(6)、第二引线脚；162、第二引线；21、骨架；22、第一磁芯；23、第二磁芯；24、线包绕组；25、线包胶带；26、包磁芯胶带；211、主体部；212、引脚部；2111、绕线柱；2112、上底部；2113、下底部；2114、磁芯装配孔；A1、第一端子脚位；A2、第二端子脚位；A3、第三端子脚位；A4、第四端子脚位；A5、第五端子脚位；221、第一磁芯主体；222、第一磁芯柱；231、第二磁芯主体；232、第二磁芯柱；241、N1线圈；242、N1绝缘胶带；243、N2线圈；244、N2绝缘胶带；245、N3线圈；246、N3绝缘胶带；247、N4线圈；248、N4绝缘胶带；249、N5线圈。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

本实用新型为有关于一种小体积电源变压器的设计，本电源变压器可应用于高精密开关电源中，作为传输功率的高频变压器使用，还可应用于精密仪器电路中，作为驱动变压器或辅助变压器使用。为使更于理解，以下实施方式将进一步说明小体积电源变压器的结构及其所带来的好处。

图1及图2为小体积电源变压器的立体结构图，图3为小体积电源变压器的后视图。如图所示，小体积电源变压器包括：电木外壳1及变压器本体2，电木外壳1的形状及尺寸根据变压器本体2的形状及尺寸进行设计，以使变压器本体2形状及尺寸与电木外壳1完全适配，满足小体积要求。以下，将对电木外壳1及变压器本体2的结构进行详细说明。

结合图1、图4及图5，图4为骨架21与电木外壳1的位置关系图，图5为小体积电源变压器的分解结构图。变压器本体2包括：骨架21、第一磁芯22、第二磁芯23、线包绕组24、线包胶带25及包磁芯胶带26；骨架21优选为电木材质，为EC25型骨架，其包括：主体部211及设置于主体部211其中一侧的引脚部212；主体部211设于电木外壳1内，引脚部212伸出于电木外壳1；第一磁芯22沿电木外壳1的长度方向平行设于主体部211的上方，且部分嵌入主体部211中；第二磁芯23与第一磁芯22正对，其设于主体部211的下方，且部分嵌入主体部211中；线包绕组24绕制于主体部211，并环绕第一磁芯22及第二磁芯23嵌入主体部211的部分；线包胶带25沿线包绕组24的外围表面缠绕；包磁芯胶带26包裹第一磁芯22及第二磁芯23。

骨架21、第一磁芯22、第二磁芯23、线包绕组24、线包胶带25及包磁芯胶带26合理嵌套在电木外壳1内部，充分利用电木外壳1的内部空间，使得电源变压器的内部结构非常紧凑。

本实施例中，在变压器本体2外部设计一与之适配的电木外壳1，将变压器本体2合理设置于电木外壳1内，就不需要通过加长初次级引脚间距或将变压器本体2外部进行包胶处理以使电源变压器满足安规要求，从而使得制成的电源变压器结构更加紧凑，尺寸更小，缩小电源变压器的体积。本实施例中，小体积电源变压器的长度尺寸仅为19.2mm左右。

以下，将在具体例中分别对骨架21中主体部211及引脚部212、第一磁芯22、第二磁芯23、线包绕组24及电木外壳1的具体结构进行详细说明。

如图4及5所示，小体积电源变压器中，主体部211包括：绕线柱2111、上底部2112及下底部2113；其中，上底部2112设于的绕线柱2111顶端，上底部2112的横截面优选为圆形，其直径大于绕线柱2111的上下底面的直径，上底部2112具有保护线包绕组24的作用，防止线包绕组24从绕线柱2111上脱离；下底部2113设于绕线柱2111的底端，其宽度大于上底部2112横截面直径；绕线柱2111的中心轴方向还设有磁芯装配孔2114；引脚部212设于下底部2113的其中一侧；第一磁芯22及第二磁芯23部分嵌套入磁芯装配孔2114中；线包绕组24绕制于绕线柱2111上。

如图3，引脚部212包括顺次排列的第一端子脚位A1、第二端子脚位A2、第三端子脚位A3、第四端子脚位A4及第五端子脚位A5，引脚部212用于连接线包绕组24中铜线，线包绕组24中各线圈与各端子脚位的具体连接方式请参考后表1。

另一优选实例中，如图5，上述小体积电源变压器中，第一磁芯22包括：第一磁芯主体221及设于第一磁芯主体221中部的第一磁芯柱222；第一磁芯主体221沿电木外壳1的长度方向平行设于主体部211的上方；第一磁芯柱222嵌套入主体部211中。第二磁芯23包括：第二磁芯主体231及设于第二磁芯主体231中部的第二磁芯柱232；第二磁芯主体231平行设于主体部211的下方；第二磁芯柱232嵌套入主体部211中。

第一磁芯22及第二磁芯23部分嵌套入骨架21内，线包绕组24绕制于绕线柱2111时，将嵌入骨架21内的第一磁芯22及第二磁芯23的部分环绕，减少漏磁，提高电源变压器的能量转换率。

请参考图5，线包绕组24包括：N1线圈241、N1绝缘胶带242、N2线圈243、N2绝缘胶带244、N3线圈245、N3绝缘胶带246、N4线圈247、N4绝缘胶带248及N5线圈249。其中，N1线圈241绕制于主体部211，并环绕第一磁芯22及第二磁芯23嵌入主体部211的部分，具体，N1线圈绕制于绕线柱2111外表面；N1绝缘胶带242包裹于N1线圈241的外围表面；N2线圈243绕制于N1绝缘胶带242的外围表面；N2绝缘胶带244包裹于N2线圈243的外围表面；N3线圈245绕制于N2绝缘胶带244的外围表面；N3绝缘胶带246包裹于N3线圈245的外围表面；N4线圈247绕制于N3绝缘胶带246的外围表面；N4绝缘胶带248包裹于N4线圈247的外围表面；N5线圈249绕制于N4绝缘胶带248的外围表面；线包胶带25包裹于N5线圈249的外围表面。上述各线圈绕制为线包绕组24时，采用精密自动卷线机，线圈中铜线的排列精密整齐，没有交叉及重叠现象发生，因而，使得电源变压器线包绕组中各线圈磁通几乎完美耦合，漏感极小；线包绕组中各线圈间绝缘布置合理，层间分布的寄生电容较小，使得电源变压器能量转换效果十分高效，并且EMI电磁干扰抑制效果优秀，整机输出电流纹波抑制效果十分出众。

又一实例中，如图6及7，上述电木外壳包括：长方形片状的底板11、垂直连接于底板11同侧的第一侧板12、第二侧板13、第三侧板14、第一引线柱及15第二引线柱16；第一侧板12及第二侧板13正对，二者垂直于底板11长度所在方向；第三侧板14位于第一侧板12及第二侧板13之间，其平行于底板11长度所在方向；第一引线柱15设于第一侧板12与第三侧板14的交接处；第二引线柱16设于第二侧板13与第三侧板14的交接处；其中，底板11、第一侧板12、第二侧板13及第三侧板14形成一用于安装变压器本体2的空间。更进一步而言，其中，第一侧板12与第二侧板13形状及尺寸相同；第一侧板12包括：相互垂直连接的第一竖板体121及第一平行板体122；第一竖板体121连接于底板11，并垂直于底板11长度所在方向；第一平行板体122位于底板11上方并平行底板11；第二侧板13包括：相互垂直连接的第二竖板体131及第二平行板体132；第二竖板体131连接于底板11，并垂直于底板11长度所在方向；第二平行板体132位于底板11上方并平行底板11，其中，第一平行板体122与第二平行板体132之间存在一水平间距，二者到底板11的距离相等。底板11、第一侧板12、第二侧板13及第三侧板14的结构设计，能够对安装于电木外壳1内的变压器本体2进行合理限位。

如图3、6及7，更进一步而言，第一引线柱15包括：设于第一侧板12与第三侧板14交接处的第一柱体151、设置于第一柱体151底端的第一引线脚B(7)以及第一引线152；第一引线152的一端位于电木外壳1外部且接于第一引线脚B(7)内，另一端则跨过第三侧板14顶部以连接于第一柱体151内。第二引线柱16包括：设于第二侧板13与第三侧板14交接处的第二柱体161、设置于第二柱体161底端的第二引线脚A(6)以及第二引线162，第二引线162的其中一端位于电木外壳1外部且接于第二引线脚A(6)内，另一端则跨过第三侧板14顶部以连接于第二柱体161内。线包绕组24中N3线圈245的两端分别与第一引线152位于第一柱体151内的一端及第二引线162位于第二柱体161内的一端连接。

上述电木外壳1根据变压器本体2的结构进行设计，电木外壳1内部空间结构得到更加充分的利用，一方面，电源变压器满足安规要求，另一方面，使得制成的电源变压器结构更加紧凑，尺寸更小，缩小电源变压器的体积，以满足小型化电子产品的要求。

本例中，电源变压器的具体制作工序如下：

(1)依次将N1线圈241、N1绝缘胶带242、N2线圈243、N2绝缘胶带244、N3线圈245、N3绝缘胶带246、N4线圈247、N4绝缘胶带248及N5线圈249绕制于绕线柱2111上，形成线包绕组24，将线包胶带25包裹于N5线圈249的外围表面，各线圈绕制及各绝缘胶带分别按照下表1规格要求进行绕制及缠绕，各线圈的两端同样按照下表1要求连接于各端子脚位；

(2)将第一磁芯22及第二磁芯23嵌入骨架21的磁芯装配孔2114中，并在第一磁芯22及第二磁芯23的外围表面缠绕包磁芯胶带26；

(3)将完成上述(1)及(2)工序的变压器本体2安装入电木外壳1中。

对于本实施例中的电源变压器，其工作原理如图8所示。其中，线包绕组24绕制要求如下表1所示。本实施例中制成的电源变压器的电感特性如下：

1、电感量：L(3-1)：430uH±5％at 10KHz，0.3V；

2、漏感：LK(3-1):5uH MAX at 10KHz，0.3V，短路所有其他端子引脚；

3、耐高压：HI-POT TEST：PRI-SEC 4.0KV AC 60Hz 1mA 60S；

SEC-CORE 4.0KV AC 60Hz 1mA 60S；

PRI-CORE 1.0KV AC 60Hz 1mA 60S。

表1

当本实用新型中的电源变压器应用于高精密开关电源时，其在高精密开关电源中作为传输功率的高频变压器，由于电源变压器绕线工艺致密平整，电源变压器线包绕组之间磁通几乎完美耦合，使得电源变压器漏感极小；由于电源变压器线包绕组间绝缘布置合理，层间分布的寄生电容较小，使得电源变压器能量转换效果十分高效，并且EMI电磁干扰抑制效果优秀，整机输出电流纹波抑制效果十分出众。

当本实用新型中的电源变压器应用于精密仪器电路中时，其在精密仪器电路中作为驱动变压器或辅助变压器，具有差模噪声、共模噪声抑制十分理想，EMI抑制效果特别好的优点。

上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims

1.一种小体积电源变压器，其特征在于，包括：

变压器本体包括：

第一磁芯沿电木外壳的长度方向平行设于主体部上方，且部分嵌入主体部中；

线包胶带沿线包绕组的外周表面缠绕；

包磁芯胶带包裹第一磁芯及第二磁芯。

2.根据权利要求1所述的小体积电源变压器，其特征在于：

电木外壳包括：

第一侧板及第二侧板正对，二者垂直于底板长度所在方向；

第三侧板位于第一侧板及第二侧板之间，其平行于底板长度所在方向；

第一引线柱设于第一侧板与第三侧板的交接处；

第二引线柱设于第二侧板与所述第三侧板的交接处；

3.根据权利要求2所述的小体积电源变压器，其特征在于：

第一侧板与第二侧板形状及尺寸相同；

第一竖板体连接于底板，并垂直于底板长度所在方向；

第一平行板体位于底板上方并平行底板；

第二竖板体连接于底板，并垂直于底板长度所在方向；

第二平行板体位于底板上方并平行底板。

4.根据权利要求2所述的小体积电源变压器，其特征在于：

第一引线柱包括：

设于第一侧板与第三侧板交接处的第一柱体；

设置于第一柱体底端的第一引线脚；

5.根据权利要求2所述的小体积电源变压器，其特征在于：

第二引线柱包括：

设于第二侧板与第三侧板交接处的第二柱体；

设置于第二柱体底端的第二引线脚；

6.根据权利要求1-5任一所述的小体积电源变压器，其特征在于：

主体部包括：

引脚部设于下底部的其中一侧；

第一磁芯及第二磁芯部分嵌套入磁芯装配孔中；

线包绕组绕制于绕线柱上。

7.根据权利要求1-5任一所述的小体积电源变压器，其特征在于：

第一磁芯包括：

第一磁芯主体及设于第一磁芯主体中部的第一磁芯柱；

第一磁芯柱嵌套入主体部中。

8.根据权利要求1-5任一所述的小体积电源变压器，其特征在于：

第二磁芯包括：

第二磁芯主体及设于第二磁芯主体中部的第二磁芯柱；

第二磁芯主体平行设于主体部的下方；

第二磁芯柱嵌套入主体部中。

9.根据权利要求6所述的小体积电源变压器，其特征在于：

N1线圈绕制于绕线柱表面；

N1绝缘胶带包裹于N1线圈的外围表面；

N2线圈绕制于N1绝缘胶带的外围表面；

N2绝缘胶带包裹于N2线圈的外围表面；

N3线圈绕制于N2绝缘胶带的外围表面；

N3绝缘胶带包裹于N3线圈的外围表面；

N4线圈绕制于N3绝缘胶带的外围表面；

N4绝缘胶带包裹于N4线圈的外围表面；

N5线圈绕制于N4绝缘胶带的外围表面；

线包胶带包裹于N5线圈的外围表面。

10.根据权利要求1-5任一所述的小体积电源变压器，其特征在于：骨架为电木材质。