CN209822453U - 一种变压器和磁性元件的集成器件以及主功率电路 - Google Patents

Abstract

一种变压器和磁性元件的集成器件，通过将变压器的初级绕组的引线穿过或缠绕于磁性元件的磁环，使得变压器初级绕组的引线成为磁性元件的线圈，进而使得变压器和磁性元件通过同一引线连接在一起，物理集成了一个器件，只需要作为一个器件插于PCB板中，变压器和磁性元件不需要在PCB板上利用PCB走线连接在一起，从而提升生产效率，同时使得磁性元件取消了原本需使用粗铜线作为线圈的做法，避免了采用粗铜线而带来的操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题，因此解决了传统的技术方案中存在的生产效率低、操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题。

Description

一种变压器和磁性元件的集成器件以及主功率电路

技术领域

本实用新型属于电力电子技术领域，尤其涉及一种变压器和磁性元件的集成器件以及主功率电路。

背景技术

目前，功率电源都是往高功率密度方向发展，即同样大小的PCB(Printed CircuitBoard，印刷电路板)面积要能承受更大功率的器件，但是传统的技术方案上，2个功率器件一般是通过PCB走线连接在一起，在PCB上占有2个器件，例如传统技术方案上的变压器和与变压器串联使用的磁性元件(例如电流互感器)，变压器和磁性元件分布在PCB板的不同位置，需要通过PCB走线连接在一起，因而生产效率低。而且大功率电源初级电流值大，磁性元件的初级绕组一般需要采用较粗的铜线，例如在大功率电源电路中的电流互感器，而次级绕组一般采用细铜线，但是粗铜线手工弯折操作难度大，而且粗铜线烫锡时容易损伤细铜线表皮，导致高压问题，成品率也不高。

因此，传统的技术方案中存在生产效率低、操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种变压器和磁性元件的集成器件以及主功率电路，旨在解决传统的技术方案中存在的生产效率低、操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种变压器和磁性元件的集成器件，包括：变压器；和与所述变压器初级绕组串联的磁性元件，所述变压器初级绕组的引线穿过或缠绕于所述磁性元件的磁环，成为所述磁性元件的线圈。

在一个实施例中，所述磁性元件为电感，所述集成器件包括底板，所述变压器和磁性元件都置于所述底板上，所述底板上设有多个通孔，包括用以固定变压器初级引脚的第一初级通孔，用以固定磁性元件引脚的第二初级通孔，以及用以固定所述变压器次级引脚组的第一次级通孔组。

在一个实施例中，所述磁性元件为电流互感器，所述集成器件包括底板，所述变压器和磁性元件都置于所述底板上，所述底板上设有多个通孔，包括用以固定变压器初级引脚的第一初级通孔，用以固定磁性元件初级引脚的第二初级通孔，用以固定所述变压器次级引脚组的第一次级通孔组、以及用以固定所述磁性元件的次级引脚组的第二次级通孔组。

在一个实施例中，所述引线的一个自由端挂接在所述磁性元件初级引脚上，所述引线的另一个自由端挂接在所述变压器初级引脚上。

在一个实施例中，所述引线作为所述电流互感器的初级线圈，所述引线比所述磁性元件的次级绕组的绕线直径粗。

在一个实施例中，所述第一初级通孔和第一次级通孔组之间的距离符合安规要求，所述变压器位于所述底板上第一次级通孔组上方，所述磁性元件位于所述底板上第二次级通孔组上方。

在一个实施例中，所述磁性元件通过胶固定于所述底板上。

在一个实施例中，所述引线包括作为变压器的初级绕组的第一线段和作为磁性元件的线圈的第二线段；所述磁性元件的线圈为一圈时，所述第二线段穿过所述磁性元件的磁环，所述磁性元件的线圈为至少两圈时，所述第二线段缠绕于所述磁性元件的磁环上。

在一个实施例中，所述引线为漆包线。

本实用新型实施例的第二方面提供了一种主功率电路，包括PCB板以及焊接在所述PCB板上的、如上所述的集成器件。

上述的变压器和磁性元件的集成器件，通过将变压器的初级绕组的引线穿过或缠绕于磁性元件的磁环，使得变压器初级绕组的引线成为磁性元件的线圈，进而使得变压器和磁性元件通过同一引线连接在一起，物理集成了一个器件，只需要作为一个器件插于PCB板中，变压器和磁性元件不需要在PCB板上利用PCB走线连接在一起，从而提升生产效率，同时使得磁性元件取消了原本需使用粗铜线作为线圈的做法，避免了采用粗铜线而带来的操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题，因此解决了传统的技术方案中存在的生产效率低、操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的示例图；

图3为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的底板示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的示例图；

图5为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的底板示意图；

图6为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的引线示意图；

图7为本实用新型一实施例提供的变压器和磁性元件的集成器件的引线示意图。

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，以下结合附图及实施例，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例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型第一实施例提供的一种变压器和磁性元件的集成器件的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

本实施例中的变压器100和磁性元件200的集成器件，包括变压器100和与变压器100的初级绕组串联的磁性元件200，变压器100的初级绕组的引线300穿过或缠绕于磁性元件200的磁环，成为磁性元件200的线圈。

应理解，磁性元件200可以为电流互感器、电压互感器或者电感等元件，磁性元件200的类型可以为初级绕组线圈匝数低于次级绕组线圈匝数的磁性元件。

应理解，当磁性元件200为电流互感器时，变压器100的初级绕组的引线300穿过或缠绕于电流互感器的磁环，成为电流互感器的初级线圈，即初级绕组线圈；当磁性元件200为电感时，变压器100的初级绕组的引线300穿过或缠绕于电感的磁环，成为电感的线圈。

应理解，当磁性元件200线圈所需圈数为一圈时，则变压器100的初级绕组的引线300穿过磁性元件200的磁环即可；当磁性元件200线圈所需圈数为两圈或以上时，则变压器100的初级绕组的引线300根据圈数缠绕于磁性元件200的磁环。

本实施中的变压器100和磁性元件200的集成器件，通过将变压器100的初级绕组的引线300穿过或缠绕于磁性元件200的磁环，进而使得变压器100初级绕组的引线300成为磁性元件200的线圈，使得变压器100和磁性元件200通过同一引线300连接在一起，物理集成为一个器件，只需要作为一个器件插于PCB板中，变压器100和磁性元件200不需要在PCB板上利用PCB走线连接在一起，从而减小PCB上空间占用率，提升电源功率密度，生产作业时由2个插件位置改为1个插件位置，提升生产效率，同时使得磁性元件200取消了原本需使用粗铜线作为线圈的做法，避免了采用粗铜线而带来的操作难度大、成品率低以及高压隐患大的问题。

请参阅图2和图3，在一个实施例中，磁性元件200为电感，集成器件包括底板11，变压器100和磁性元件200都置于底板11上，底板11上设有多个通孔，包括用以固定变压器100的初级引脚21的第一初级通孔411，用以固定磁性元件200的引脚31的第二初级通孔412，以及用以固定变压器100的次级引脚组41的第一次级通孔组413。

可选的，磁性元件200通过胶固定于底板11上，应理解，胶可以为固定胶、模组胶、电子产品专用胶等。

请参阅图4和图5，在一个实施例中，磁性元件200为电流互感器，集成器件包括底板12，变压器100和磁性元件200都置于底板12上，底板12上设有多个通孔，包括用以固定变压器100的初级引脚22的第一初级通孔421，用以固定磁性元件200的初级引脚32的第二初级通孔422，用以固定变压器100的次级引脚组42的第一次级通孔组423、以及用以固定磁性元件200的次级引脚组52的第二次级通孔组424。可选的，磁性元件200位于变压器100的初级引脚22的一侧。

可选的，磁性元件200通过胶固定于底板12上，应理解，胶可以为固定胶、模组胶、电子产品专用胶等。

可选的，引线300的一个自由端挂接在磁性元件200的初级引脚32上，引线300的另一个自由端挂接在变压器100的初级引脚22上。

可选的，引线300作为电流互感器的初级线圈，引线300比磁性元件200的次级绕组的绕线直径粗。

可选的，第一初级通孔421和第一次级通孔组423之间的距离符合安规要求，变压器100位于底板12上第一次级通孔组423上方，磁性元件200位于底板12上第二次级通孔组424上方。

传统技术方案一般是将电流互感器与变压器100分布在PCB板的不同位置，电流互感器占用了PCB的面积，造成面积大，而本实施例中的变压器100和磁性元件200的集成器件，通过将磁性元件200置于变压器100的底板12上，减小PCB上空间占用率，提升电源功率密度。

在一个实施例中，磁性元件200通过胶固定于变压器100的底板，应理解，在其他实施例中，磁性元件200可以通过其他方式固定于变压器100的底板上。

请参阅图6和图7，在一个实施例中，引线300包括作为变压器100的初级绕组的第一线段301和作为磁性元件200的线圈的第二线段302；

磁性元件200的线圈为一圈时，第二线段302穿过所述磁性元件的磁环，磁性元件200的线圈为至少两圈时，第二线段302缠绕于所述磁性元件的磁环上。

应理解，磁性元件200的线圈为至少两圈时，第二线段302根据线圈数缠绕于所述磁性元件的磁环上。

应理解，磁环指的是磁性元件200中有效的磁性部分，例如当磁性元件200为电流互感器时，磁性元件指的是电流互感器中缠引线圈的磁芯部分，第二线段302作为电流互感器的初级绕组。

请参阅图6，当磁性元件200为电流互感器时，当电流互感器在独立制作时，只需先绕制次绕绕组的细铜线，变压器100在独立制作时，用引线300作为变压器100的初级绕组的引线并留有足够长度穿过或者缠绕磁性元件200，即引线300的第一线段301作为变压器100的初级绕组，引线300的第二线段302作为磁性元件的初级绕组，可以先用第一线段301绕制变压器100，在先烫锡，然后再将引线300的第二线段302穿过或者缠绕磁性元件200，从而避免了因烫锡引起的细线烧断而造成的高压风险。

请参阅图7，当磁性元件200为电感时，用引线300作为变压器100的初级绕组的引线并留有足够长度穿过或者缠绕磁性元件200以作为电感的线圈，即引线300的第一线段301作为变压器100的初级绕组，引线300的第二线段302作为电感的线圈。

在一个实施例中，引线300为漆包线。应理解，漆包线比铜线软，手工容易弯折和传出，漆包线可以是多股漆包线。

本实施例的第二方面提供了一种主功率电路，包括PCB板以及焊接在PCB板上的、如上的集成器件，PCB板设有第一初级焊盘、第二初级焊盘、第一次级焊盘组及第二次级焊盘组，第一初级焊盘和第二初级焊盘分别与引线300的两端电连接，第一次级焊盘组与变压器100的次级绕组电连接，第二次级焊盘组与磁性元件200的次级绕组电连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，包括：

变压器；和

与所述变压器初级绕组串联的磁性元件，所述变压器初级绕组的引线穿过或缠绕于所述磁性元件的磁环，成为所述磁性元件的线圈。

2.如权利要求1所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述磁性元件为电感，所述集成器件包括底板，所述变压器和磁性元件都置于所述底板上，所述底板上设有多个通孔，包括用以固定变压器初级引脚的第一初级通孔，用以固定磁性元件引脚的第二初级通孔，以及用以固定所述变压器次级引脚组的第一次级通孔组。

3.如权利要求1所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述磁性元件为电流互感器，所述集成器件包括底板，所述变压器和磁性元件都置于所述底板上，所述底板上设有多个通孔，包括用以固定变压器初级引脚的第一初级通孔，用以固定磁性元件初级引脚的第二初级通孔，用以固定所述变压器次级引脚组的第一次级通孔组、以及用以固定所述磁性元件的次级引脚组的第二次级通孔组。

4.如权利要求3所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述引线的一个自由端挂接在所述磁性元件初级引脚上，所述引线的另一个自由端挂接在所述变压器初级引脚上。

5.如权利要求3所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述引线作为所述电流互感器的初级线圈，所述引线比所述磁性元件的次级绕组的绕线直径粗。

6.如权利要求3所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述第一初级通孔和第一次级通孔组之间的距离符合安规要求，所述变压器位于所述底板上第一次级通孔组上方，所述磁性元件位于所述底板上第二次级通孔组上方。

7.如权利要求2-6任意一项所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述磁性元件通过胶固定于所述底板上。

8.如权利要求1-6任意一项所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述引线包括作为变压器的初级绕组的第一线段和作为磁性元件的线圈的第二线段；

所述磁性元件的线圈为一圈时，所述第二线段穿过所述磁性元件的磁环，所述磁性元件的线圈为至少两圈时，所述第二线段缠绕于所述磁性元件的磁环上。

9.如权利要求1-6任意一项所述的变压器和磁性元件的集成器件，其特征在于，所述引线为漆包线。

10.一种主功率电路，其特征在于，包括PCB板以及焊接在所述PCB板上的、如权利要求1-9任意一项所述的变压器和磁性元件的集成器件。