CN213583430U - 一种变压器 - Google Patents

Abstract

一种变压器，包括：上磁芯、下磁芯、线圈绕组、转接板、铜钉以及空心线包。上下磁芯之间设置转接板和若干个叠放的线圈绕组，线圈绕组和转接板通过铜钉焊接固定，线圈绕组位于转接板的上侧。线圈绕组为PCB板工艺或LTCC技术制成的多层结构，线圈绕组除了引脚板和加强板部分，其余位置切除，其目的是防止线圈绕组叠放数量较多时焊接困难。线圈绕组的导电层埋入介质层之间，形成加强绝缘。空心线包为三层绝缘自粘线绕制形成的柱状壳体，其中柱状线包和侧边线包形成串联。柱状壳体的空心线包嵌套在线圈绕组上，空心线包的起线和尾线焊接到对应的铜钉上。本申请变压器，解决了对于传统变压器绕制困难，效率低、人工成本高、可靠性差等问题。

Description

一种变压器

技术领域

本申请涉及变压器技术领域，具体涉及一种变压器。

背景技术

高频变压器作为开关电源的重要器件，广泛应用于各个领域、各个行业。例如，开关电源适配器、通讯设备、新能源汽车、家用电器以及智能家居等等。随着人们的安全意识不断提高，行业内的互相竞争，对于传统的变压器而言，即要求成本较低，又具有安全的可靠性是一个很难平衡的问题。目前而言，除了平板变压器，大多数变压器还是以传统方式绕制，传统的方式绕制效率低且风险高，尤其像辅助变压器，绕组多不易绕制，耗费人工，很难实现自动化。

平板变压器与传统变压器区别主要在于线圈绕组。平板变压器的线圈绕组大多数采用的是多层PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)叠绕而成。也有部分平板变压器采用铜箔以及三层绝缘线绕成线饼作为线圈绕组。无论是哪一种线圈绕组，从结构上看，都是在铁芯平面的垂直方向上堆叠。在高度及其限制的平板变压器里，很显然不适合绕组或者匝数较多的变压器，因此，从另一角度，平板变压器具有一定的局限性。虽然目前多层印刷电路板的技术成熟，但在层数达到一定时，成本昂贵，且技术难度加大，这并不适用降低成本的初衷。因此，如何找到一种方式来降低变压器材料成本，生产成本并保持原有的优点是目前各个制造商面临的问题。

实用新型内容

本申请提供一种变压器，其主要目的在于在保持变压器原有优点的同时降低变压器的成本。

一种变压器，包括：上磁芯、下磁芯、线圈绕组、转接板以及空心线包；所述上磁芯和所述下磁芯之间设置所述转接板和若干个叠放的所述线圈绕组，所述线圈绕组和所述转接板焊接固定，所述线圈绕组位于所述转接板的上侧；所述空心线包位于所述上磁芯和所述下磁芯之间，以及所述转接板的上侧，所述空心线包为三层绝缘线绕制形成的柱状壳体，柱状壳体的所述空心线包嵌套在若干个所述线圈绕组的外侧。

一种实施例中，所述线圈绕组为PCB板工艺或低温共烧陶瓷技术制成的多层板结构，包括N+1层的介质层和N层的导电层，每个所述导电层上下均由介质层包覆隔离。

一种实施例中，若干个所述线圈绕组的导电层通过过孔连接形成串联或并联。

一种实施例中，所述线圈绕组的四周任意一侧边缘上设置突出的引脚板或加强板，所述线圈绕组上的引脚板通过铜钉与所述转接板进行焊接固定。

一种实施例中，若干个所述线圈绕组上的引脚板相互重叠或错开分布，若干个所述线圈绕组上的加强板位置相同，堆叠放置，为一柱状结构。

一种实施例中，所述空心线包为三层绝缘自粘线绕制形成，柱状壳体的所述空心线包包括侧边线包和柱状线包，所述柱状线包位于所述侧边线包的内侧，所述柱状线包嵌套在若干个叠放的所述线圈绕组的通孔的内侧，所述侧边线包为嵌套在若干个叠放的所述线圈绕组的外侧。

一种实施例中，所述侧边线包和柱状线包通过跨线过渡绕制形成串联。

一种实施例中，所述侧边线包和所述柱状线包的内侧的侧壁上均固定有芳纶纸。

一种实施例中，所述柱状线包和所述线圈绕组的通孔接触，所述侧边线包和所述线圈绕组的外侧接触。

一种实施例中，所述上磁芯和所述下磁芯均为铁氧体磁芯，所述铁氧体磁芯材质为镍锌或锰锌。

依据上述实施例中的变压器，由于原边采用空心线包，空心线包为三层绝缘线绕制形成的柱状壳体，柱状壳体的空心线包嵌套在若干个线圈绕组的外侧，而不是将空心线包置于线圈绕组的上下两侧进行堆叠。首先，该种结构的空心线包和线圈绕组配合，在保留变压器优点的同时，突破变压器高度方面上的限制，使得变压器内部可以放置更多层的绕组或更多圈的匝数，拓宽变压器的适用范围。其次，如果是目前使用的三层绝缘线线饼，置于线圈绕组的上下两侧，就需要绕制成多个线饼，后期安装将多个线饼分别置于多个绕组的上下两侧；若采用本申请的结构，空心线包生产时根据需求即可一次绕制为一个一体的柱状壳体，使用时嵌套在若干个线圈绕组的外侧即可，故本申请的空心线包结构简单便于加工，也便于后期的零件组装，既降低了生产成本，又降低了加工成本。

附图说明

图1为本申请一种实施例中线圈绕组爆炸结构示意图；

图2为本申请一种实施例中线圈绕组平面结构示意图；

图3为本申请一种实施例中线圈绕组和转接板的结构示意图；

图4为本申请一种实施例中空心线包结构示意图；

图5为本申请一种实施例中变压器结构示意图；

图6为本申请一种实施例中变压器结构示意图。

图中，1.上磁芯、2.下磁芯、3.线圈绕组、31.介质层、32.导电层、33.引脚板、34.加强板、35.通孔、4.转接板、5.铜钉、6.空心线包、61.侧边线包、62.柱状线包、63.跨线、64.芳纶纸。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1-6所示，一种实施例中，变压器，包括：上磁芯1、下磁芯2、线圈绕组3、转接板4以及空心线包6。上磁芯1和下磁芯2之间设置转接板4和若干个叠放的线圈绕组3，线圈绕组3和转接板4焊接固定，线圈绕组3位于转接板4的上侧。空心线包6位于上磁芯1和下磁芯2之间，以及转接板4的上侧，空心线包6为三层绝缘线绕制形成的柱状壳体，柱状壳体的空心线包6嵌套在若干个线圈绕组3的外侧。

变压器通过原边和副边实现高压向低压的转变，通常原边为三层绝缘线绕制的线饼状绕组，类似蚊香盘的结构，副边为线圈绕组，具体为铜片绕组或PCB板绕组等形式。目前常见的结构为线圈绕组的上下两层放置三层绝缘线线饼，即线圈绕组和三层绝缘线线饼在铁芯平面的垂直方向上堆叠。由于变压器内部空间的限制，该结构对于绕组或匝数较多的变压器，显然是不适用的，使得变压器无法适用到绕组或匝数较多的情况下。

本申请上述实施例中的变压器，由于原边采用空心线包6，空心线包6为三层绝缘线绕制形成的柱状壳体，柱状壳体的空心线包6嵌套在若干个线圈绕组3的外侧，而不是将空心线包6置于线圈绕组3的上下两侧进行堆叠。首先，该种结构的空心线包6和线圈绕组3配合，在保留变压器优点的同时，突破变压器高度方面上的限制，使得变压器内部可以放置更多层的绕组或更多圈的匝数，拓宽变压器的适用范围。其次，如果是目前使用的三层绝缘线线饼，置于线圈绕组3的上下两侧，就需要绕制成多个线饼，后期安装将多个线饼分别置于多个绕组的上下两侧；若采用本申请的结构，空心线包6生产时根据需求即可一次绕制为一个一体的柱状壳体，使用时嵌套在若干个线圈绕组3的外侧即可，故本申请的空心线包6结构简单便于生产加工，也便于后期的零件组装，既降低了生产成本，又降低了加工成本。

一种实施例中，线圈绕组3为PCB板工艺或低温共烧陶瓷技术制成的多层板结构，包括N+1层的介质层31和N层的导电层32(N为层数)，每个导电层32上下均由介质层31包覆隔离，防止导电层32间短路或高压击穿，起到加强绝缘作用。例如，如图1所示，为5层结构串联线圈，分别为2个导电层32和3个介质层31，将每个导电层32做成一定圈数的螺旋线圈，再通过串联得到单片的线圈绕组3。

PCB多层板或LTCC(低温共烧陶瓷)技术是一种可以实现绕组高密度集中，厚度很薄的一种厚膜技术，单层线圈绕组3厚度最小可达到0.2mm。此外，由于多层板的特殊工艺，每一个导电层32上下都有介质层31，绝缘性能优异。对要求较高技术规范或应用场所均可满足。

所说的线圈绕组3可采用PCB多层板技术或LTCC技术生产制备。PCB多层板技术与LTCC技术区别在于：PCB多层板采用的是玻璃纤维板与铜压制复合，通过刻蚀，沉铜，镀锡等工艺。而LTCC则是通过流延，印刷导电银浆，切割，烧结，电镀等工艺。两者技术工艺成熟，均可批量化生产线圈绕组3，节约成产成本。

一种实施例中，若干个线圈绕组3的导电层32通过过孔连接形成串联或并联。

一种实施例中，线圈绕组3的四周任意一侧边缘上设置突出的引脚板33，线圈绕组3的四周任意一侧边缘上设置突出的加强板34，引脚板33和加强板34可以在同一侧边缘，也可以不在同一侧边缘，不做具体限制。线圈绕组3上的引脚板33通过铜钉5与转接板4进行焊接固定。

一种实施例中，若干个线圈绕组3上的引脚板33相互重叠或错开分布，若干个线圈绕组3上的加强板34位置相同，堆叠放置，为一柱状结构。

若干个线圈绕组3，线圈绕组3的个数(即层数)根据需要设定，例如可以为3个、5个、16个等等。当线圈绕组3数量较多时，多个线圈绕组3高度方向上相互堆叠，如图3所示，导致多个线圈绕组3的厚度较大，不容易焊接，且焊接可能存在虚焊等风险，因此单层的线圈绕组3应除了本身相应的引出脚外，其余引出脚切除镂空，例如，如图2所示，除了8和9引出脚外，其余引出脚切除，只保留含有引出脚8和9的引脚板33，即一个线圈绕组3只保留一个引脚板33。由于每层线圈绕组3出脚位可能不同，因此，每层线圈绕组3的形状也可能不同，当相邻的两层线圈绕组3的形状相同时，引脚板33在竖直方向上重叠，重叠的引脚板33可以通过铜钉5实现串联或并联，当相邻的两层线圈绕组3的形状不同时，引脚板33在竖直方向上错开，可以保证板间绝缘。最后，再将每层线圈绕组3通过铜钉5与转接板4进行焊接。

更好的，线圈绕组3的四周任意一侧边缘设置加强板34，加强板34可以在原有的线圈绕组3上切割产生，也可以在原有线圈绕组3结构的基础上再焊接或粘合上一部分突出的加强板34，较好的选择切割的方式，更便于加工。若干个线圈绕组3上的加强板34位置相同，堆叠放置，为一柱状结构。侧边线包61和线圈绕组3的边沿接触，对于突出的有引脚板33的部分，和引脚板33的边沿接触，对于突出的有加强板34的部分，和加强板34边沿接触。因为各层线圈绕组3的引脚板33彼此之间可能是错开分布的，故当空心线包6和引脚板33接触时，不能获得很好的支撑力，故将各层线圈绕组3上的加强板34设置在同一位置，各层线圈绕组3上的加强板34堆叠放置，为一柱状结构，可以更好的对空心线包6进行支撑，防止空心线包6散架。

一种实施例中，空心线包6为三层绝缘自粘线绕制形成，柱状壳体的空心线包6包括侧边线包61和柱状线包62，柱状线包62位于侧边线包61的内侧，柱状线包62嵌套在若干个叠放的线圈绕组3的通孔35的内侧，侧边线包61为嵌套在若干个叠放的线圈绕组3的外侧。

一种实施例中，侧边线包61和柱状线包62通过跨线63过渡绕制形成串联。

一种实施例中，侧边线包61和柱状线包62的内侧的侧壁上均固定有芳纶纸64。

一种实施例中，柱状线包62和线圈绕组3的通孔35内侧接触，侧边线包61和线圈绕组3的外侧接触。

如图4所示，空心线包6利用三层绝缘自粘线进行绕制，三层绝缘自粘线是通过热风熔融漆膜表面胶产生自粘，有利于线包成型，不容易散架，同时免去反折高温胶带等繁琐工序。绕制前，采用芳纶纸64打底，芳纶纸64介于空心线包6和模具之间。芳纶纸64主要是为了起到骨架作用，更利于脱模，防止脱模时空心线包6粘合在模具上，或者局部粘合导致空心线包6散架的问题出现，同时增强三层绝缘线与多层线圈绕组3之间的隔离作用，防止三层绝缘线漆膜破损后造成高压放电。空心线包6通过芳纶纸64打底，三层绝缘自粘线绕制，固化后形成结构稳定不易散架的空心线包6。空心线包6根据多层线圈绕组3通孔35内腔与外腔尺寸进行绕制，绕制时可以先绕制柱状线包62，再绕制侧边线包61，侧边线包61和柱状线包62通过跨线63形成串联，空心线包6的上下两侧面为贯通的，即没有上下侧面，只有三层绝缘自粘线所绕制形成的周边侧面。跨线63也为三层绝缘自粘线，即空心线包6的侧边线包61和柱状线包62可以通过一根线一次绕制为一体结构，空心线包6的结构不仅简单，更便于加工生产。若为目前常见的三层绝缘线线饼和线圈绕组配合的结构，则需要采用传统工艺生产，人工成本高且效率低，同时也存在更高风险。

一种实施例中，上磁芯1和下磁芯2均为铁氧体磁芯，铁氧体磁芯材质为镍锌或锰锌。

变压器组装时，先将若干个线圈绕组3进行叠放，在通过铜钉5将线圈绕组3与转接板4焊接形成电气连接，如图3所示。将绕制好的空心线包6嵌套在叠好的多层线圈绕组3的外侧，并将起线和尾线焊接到对应的铜钉5上，装入上下磁芯，点胶烘烤固定或包高温胶带固定，如图6所示。

所设计的变压器，各部分之间更加的集中化，更容易实现轻、薄、平面化。大大降低生产成本，提高生产效率，同时，能够保证产品的一致性，提高品质以及可靠性。相较于目前所使用的变压器，改变原边的位置与结构，将原有由三层绝缘线绕制的多个线饼结构改为由三层绝缘自粘线绕制的一体的柱状壳体，位于副边的外侧(即线圈绕组的外侧)。使得变压器的适用范围更广，变压器内部可以设置更多层的线圈绕组，不会存在高度限制的问题，同时对于目前的部分辅助变压器存在的一些类似问题也可以得到有效解决。对于绕组或匝数较少的变压器，原边可以采用线饼的方式或空心线包6的方式，但对于绕组或匝数较多的变压器，采用空心线包6的结构会更好一些。所采用的线圈绕组3为单层叠加的结构(即一个线圈绕组3为一层)，而不是采用多层板线圈绕组结构，一个线圈绕组所含的层板数越多，加工工艺难度越大，需要通过在板内部设置埋孔实现层板间的串并联，导致零件的成本翻倍似的提高。本申请的线圈绕组3均为单层线圈绕组，首先保留各个线圈绕组3本身的引出脚，其余引出脚切除，即每个线圈绕组3只保留一个引脚板33，这样在焊接时，焊接更加方便，不会存在厚度方面的问题，同时如果需要线圈绕组3间的串并联，将线圈绕组3上的引脚板33正对，即可通过铜钉5实现串并联，不需要设计埋孔结构。本申请的线圈绕组3结构不仅简单，易于加工，提高生产效率，极大的降低成本，还具有更高的耦合系数，更高的可靠性。

以上应用了具体个例对本申请进行阐述，只是用于帮助理解本申请，并不用以限制本申请。对于本申请所属技术领域的技术人员，依据本申请的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于，包括：上磁芯(1)、下磁芯(2)、线圈绕组(3)、转接板(4)以及空心线包(6)；所述上磁芯(1)和所述下磁芯(2)之间设置所述转接板(4)和若干个叠放的所述线圈绕组(3)，所述线圈绕组(3)和所述转接板(4)焊接固定，所述线圈绕组(3)位于所述转接板(4)的上侧；所述空心线包(6)位于所述上磁芯(1)和所述下磁芯(2)之间，以及所述转接板(4)的上侧，所述空心线包(6)为三层绝缘线绕制形成的柱状壳体，柱状壳体的所述空心线包(6)嵌套在若干个所述线圈绕组(3)的外侧。

2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述线圈绕组(3)为PCB板工艺或低温共烧陶瓷技术制成的多层板结构，包括N+1层的介质层(31)和N层的导电层(32)，每个所述导电层(32)上下均由介质层(31)包覆隔离。

3.如权利要求2所述的变压器，其特征在于，若干个所述线圈绕组(3)的导电层(32)通过过孔连接形成串联或并联。

4.如权利要求3所述的变压器，其特征在于，所述线圈绕组(3)的四周任意一侧边缘上设置突出的引脚板(33)或加强板(34)，所述线圈绕组(3)上的引脚板(33)通过铜钉(5)与所述转接板(4)进行焊接固定。

5.如权利要求4所述的变压器，其特征在于，若干个所述线圈绕组(3)上的引脚板(33)相互重叠或错开分布，若干个所述线圈绕组(3)上的加强板(34)位置相同，堆叠放置，为一柱状结构。

6.如权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述空心线包(6)为三层绝缘自粘线绕制形成，柱状壳体的所述空心线包(6)包括侧边线包(61)和柱状线包(62)，所述柱状线包(62)位于所述侧边线包(61)的内侧，所述柱状线包(62)嵌套在若干个叠放的所述线圈绕组(3)的通孔(35)的内侧，所述侧边线包(61)为嵌套在若干个叠放的所述线圈绕组(3)的外侧。

7.如权利要求6所述的变压器，其特征在于，所述侧边线包(61)和柱状线包(62)通过跨线(63)过渡绕制形成串联。

8.如权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述侧边线包(61)和所述柱状线包(62)的内侧的侧壁上均固定有芳纶纸(64)。

9.如权利要求6所述的变压器，其特征在于，所述柱状线包(62)和所述线圈绕组(3)的通孔(35)接触，所述侧边线包(61)和所述线圈绕组(3)的外侧接触。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的变压器，其特征在于，所述上磁芯(1)和所述下磁芯(2)均为铁氧体磁芯，所述铁氧体磁芯材质为镍锌或锰锌。

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