CN215298999U - 一种微型音频变压器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微型音频变压器,包括:圆柱形壳体、“工”型线圈架、T型铁芯以及盖板;圆柱形壳体上端敞口,“工”型线圈架上绕制线圈后设置在圆柱形壳体内,“工”型线圈架的上端布置有若干引线孔,且其上绕制的线圈的引线自引线孔中伸出,T型铁芯通过其竖直部分插装在“工”型线圈架的中心孔内,且T型铁芯的水平部分外侧四周设置有若干引线槽,盖板设置在圆柱形壳体的上端敞口上,且其上布置有若干第一通孔,引线穿过引线槽并从盖板上的第一通孔中伸出;圆柱形壳体自上端敞口灌满环氧树脂将T型铁芯、“工”型线圈架及线圈封装固定。该结构缩小了变压器的体积,又可以有效降低变压器的漏磁以及外磁场对变压器的影响。
Description
技术领域
本实用新型属于音频变压器技术领域,具体涉及一种微型音频变压器。
背景技术
音频变压器的主要作用是将某一量值的阻抗变为另一量值,使两个电路之间实现阻抗匹配,或使得放大器获得最大阻抗。随着电子技术的发展,电路之间的传输功率越来越大,变压器的体积也在增大,变压器的漏磁对电路干扰以及外磁场对变压器的干扰也越来越严重,如何减小变压器的体积和降低变压器的漏磁以及外磁场对变压器的影响将是需要解决的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题,本实用新型提供了一种微型音频变压器。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现:
一种微型音频变压器,包括:圆柱形壳体、“工”型线圈架、T型铁芯以及盖板;所述圆柱形壳体上端敞口,所述“工”型线圈架上绕制线圈后设置在所述圆柱形壳体内,所述“工”型线圈架的上端布置有若干引线孔,且其上绕制的所述线圈的引线自引线孔中伸出,所述T型铁芯通过其竖直部分插装在所述“工”型线圈架的中心孔内,且所述T型铁芯的水平部分外侧四周设置有若干引线槽,所述盖板设置在所述圆柱形壳体的上端敞口上,且其上布置有若干第一通孔,所述引线穿过所述引线槽并从所述盖板上的第一通孔中伸出;所述圆柱形壳体自上端敞口灌满环氧树脂将所述T型铁芯、所述“工”型线圈架及所述线圈封装固定,并使所述盖板通过环氧树脂粘接固定在所述圆柱形壳体的上端敞口上。
进一步地,所述圆柱形壳体底部设置有环形垫片及第二通孔,所述T型铁芯的竖直部分底部穿过所述环形垫片后位于所述第二通孔内。
进一步地,所述T型铁芯上设置有第一缝隙,所述第一缝隙贯通所述T型铁芯的上下端面及外表面且延伸到所述T型铁芯的中心;所述圆柱形壳体上设置有第二缝隙,所述第二缝隙贯通所述圆柱形壳体的内外表面,且与所述第二通孔连通。
进一步地,所述线圈呈多层平排式结构绕制在所述“工”型线圈架上,线圈的不同绕组间通过绝缘材料进行绝缘。
进一步地,所述引线孔、引线槽均沿周向均布且上下对应,所述“工”型线圈架上端外边沿设置有定位槽,所述定位槽与其中一个所述引线槽上下对应。
进一步地,所述变压器表面除引线外均涂覆有保护层。
进一步地,所述圆柱形壳体为高磁导率的铁镍软磁合金壳体;所述T型铁芯为高磁导率的铁镍软磁合金铁芯。
本实用新型的有益效果:
1、该变压器通过将整个结构设置成圆形,铁芯采用截面为圆形的T字型结构,该结构减少了整个变压器的体积,节约了成本;
2、该变压器中的壳体既作为变压器铁芯的一部分来使用,又作为变压器的屏蔽来使用,既缩小了变压器的体积,又可以有效降低变压器的漏磁以及外磁场对变压器的影响;
3、该变压器的铁芯为整体结构,从而使得变压器在装配时很方便,提高了装配效率。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的剖视结构示意图;
图3为本实用新型的爆炸图;
图4为本实用新型另一个方向的爆炸图;
图5为变压器的磁路示意图;
图6~图7为圆柱形壳体的尺寸示意图;
图8~图9为T型铁芯的尺寸示意图。
附图标记说明:
1-圆柱形壳体;2-“工”型线圈架;3-T型铁芯;4-盖板;5-垫片;1-1-第二通孔;1-2-第二缝隙;2-1-线圈;2-2-引线;2-3-定位槽;3-1-引线槽;3-2-第一缝隙;4-1-第一通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
请同时参见图1~图4,本实用新型实施例提供了一种微型音频变压器,用于音频设备间,实现阻抗变换,阻抗匹配,其具体包括:圆柱形壳体1、“工”型线圈架2、T型铁芯3以及盖板4;所述圆柱形壳体1上端敞口,所述“工”型线圈架2上绕制线圈2-1后设置在所述圆柱形壳体1内,所述“工”型线圈架2的上端布置有7个引线孔,且其上绕制的线圈2-1的引线2-2自引线孔中伸出,所述线圈2-1呈多层平排式结构绕制在所述“工”型线圈架2上,线圈2-1的不同绕组间通过绝缘材料进行绝缘。
所述T型铁芯3通过其竖直部分插装在所述“工”型线圈架2的中心孔内,且所述T型铁芯3的水平部分外侧四周设置有8个引线槽3-1,所述盖板4设置在所述圆柱形壳体1的上端敞口上,且其上布置有7个第一通孔4-1,所述引线2-2穿过所述引线槽3-1并从所述盖板4上的第一通孔4-1中伸出;所述圆柱形壳体1自上端敞口灌满环氧树脂将所述T型铁芯3、所述“工”型线圈架2及所述线圈2-1封装固定,并使所述盖板4通过环氧树脂粘接固定在所述圆柱形壳体1的上端敞口上,从而满足变压器防潮、防霉、以及防盐雾的要求。
所述引线孔、引线槽3-1均沿周向均布且上下对应,所述“工”型线圈架2上端外边沿设置有定位槽2-3,该定位槽2-3与其中一个T型铁芯3上的引线槽3-1上下对应,其目的是为了在安装时对引线2-2进行定位,保证引线2-2不会跟T型铁芯3发生接触;安装时,将T型铁芯3上的任意一个引线槽3-1与定位槽2-3对齐,从而使得从“工”型线圈架2中引出的引线2-2始终位于相应的引线槽3-1的中心位置;其次,可以标记与定位槽2-3相邻位置的引脚,从而便于帮助用户识别引脚的电气功能。
所述T型铁芯3和圆柱形壳体1的材质均为高磁导率的铁镍软磁合金,这种合金材料磁导率高、损耗小。
所述盖板4上的第一通孔4-1沿周向均布且所述第一通孔4-1所在的圆的直径小于所述引线孔所在的圆的直径,从而使引线2-2难以从变压器内部脱出。
在盖板4上端中部设置有凸台,使得用户在固定变压器时,方便进行焊接。盖板4的材质为聚碳酸酯。
所述圆柱形壳体1底部中心位置设置有环形垫片5第二通孔1-1,如果圆柱形壳体1的底部厚度较薄,可以在圆柱形壳体1底部设置与所述圆柱形壳体1同样材质的环形垫片5,从而使圆柱形壳体1底部与T型铁芯接触的面积增大,进一步使得变压器在使用时不会出现磁通饱和的现象,避免对变压器造成损坏,所述T型铁芯3的竖直部分底部穿过所述环形垫片5后位于所述第二通孔1-1内;T型铁芯3的竖直部分与第二通孔1-1过渡配合;T型铁芯3的水平部分与圆柱形壳体1的上端过渡配合。
环形垫片5的设计原理具体可以参考图5~图9(图中尺寸的单位均为mm),并结合下列具体例子来进行说明:
对于给定的变压器,工作电压U、工作频率为f,线圈匝数N都是定值,根据U=4.44×B×f×Sc×10-4可以得出,磁通密度B和铁芯的有效面积Sc成反比。
通过图6~图9中的参数,可以计算出变压器磁路中不同位置的导磁面积:
1):圆柱形壳体壁的导磁面积:3.14×12×0.5=18.84mm2;
2):T型铁芯竖直部分的导磁面积:3.14×4.72÷4=17.34mm2;
3):T型铁芯水平部分和圆柱形壳体接触部分的导磁面积:(3.14×11.5-1.7×8)×1.0=22.51mm2;
4):无垫片时T型铁芯垂直部分和圆柱形壳体接触部分的导磁面积:3.14×4.7×0.5=7.38mm2;
5):有垫片时T型铁芯垂直部分和圆柱形壳体接触部分的导磁面积:3.14×4.7×1.3=19.18mm2(垫片厚度为0.8mm);
由此可以得出,无垫片时铁芯(包括T型铁芯和圆柱形壳体)的有效面积为7.38mm2;有垫片时铁芯(包括T型铁芯和圆柱形壳体)的有效面积为17.34mm2。
变压器在设计时,假定工作电压U、工作频率为f,线圈匝数N、绕组线径都是定值,为了减少变压器的尺寸同时增加经济性,变压器中的磁通密度都是按接近磁性材料的饱和点设计,当按圆柱形壳体内有垫片设计变压器时,圆柱形壳体内无垫片时的磁通密度将增大2.35倍,将远超过磁性材料磁通密度的饱和点,则变压器将无法工作;为了保证变压器的正常工作,必须通过增大铁芯的有效面积来减小磁通密度,可以有四种办法:1)直接增大圆柱形壳体底部的厚度,会增加壳体加工难度;2)通过在壳体底部增加垫片,间接增加壳体底部厚度,降低壳体加工难度;3)增大壳体底部孔和T型铁芯竖直部分的直径,因为变压器绕线空间是一定的,增大圆柱形壳体底部孔和T型铁芯竖直部分的直径,同步将会增大变压器的外形尺寸;4)只增大壳体底部孔和孔配合部分的T型铁芯的直径,该方法虽然不会影响变压器的绕线空间和变压器整体的尺寸,但是会增大T型铁芯的加工难度。
由上分析可知,在圆柱形壳体内增加环形垫片是增大铁芯的有效面积最方便也最容易实现的途径。
进一步地,在T型铁芯3上设置有第一缝隙3-2,所述第一缝隙3-2贯通所述T型铁芯3的上下端面及外表面且延伸到所述T型铁芯3的中心;所述第一缝隙3-2为竖直缝隙,所述圆柱形壳体1上设置有第二缝隙1-2,所述第二缝隙1-2贯通所述圆柱形壳体1的内外表面,且与所述第二通孔1-1连通;所述第二缝隙1-2为“L”型缝隙。
整块铁芯处于交变磁场时,都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗,为了减小涡流损耗,在T型铁芯3和圆柱形壳体1垂直于涡流的方向上开设有缝隙,磁通在穿过T型铁芯3和圆柱形壳体1时,虽然产生感应电动势,但是缝隙切断了涡流流经的路线,无法形成回路,不会形成涡流,从而减小了涡流损耗,缝隙的宽度在满足加工条件的前提下,越小越好。
此外,为了保证圆柱形壳体1的强度,在圆柱形壳体1的端部不开缝隙。
进一步地,所述变压器表面除引线2-2外均涂覆有保护层,该保护层为黑色氨基烘漆,其加强了变压器防潮、防雾、防盐雾的效果。
该圆柱形壳体1既作为变压器铁芯的一部分,同时也作为变压器的屏蔽来使用,这样不仅减小了变压器的体积,而且可以有效的降低变压器的漏磁以及外磁场对变压器的影响。
此外,将壳体设计成圆柱形,同时,T型铁芯的截面为圆形,可以使得整个铁芯360°导磁,使得在不减小导磁面积的前提下,缩小了变压器的体积。
将绕制有线圈2-1的所述“工”型线圈架2套装在T型铁芯上,然后将T型铁芯3以及绕制有线圈2-1的所述“工”型线圈架2装入圆柱形壳体1内,定位槽2-3与引线槽3-1对齐,然后将环氧树脂沿着T型铁芯3外侧的引线槽3-1灌入整个圆柱形壳体1内,然后在T型铁芯3表面涂覆环氧树脂,将盖板4与T型铁芯3、圆柱形壳体1的上端进行固定,从而将整个变压器进行封装,然后在变压器表面除引线2-2外涂覆黑色氨基烘漆,完成整个变压器的制造。
在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“若干”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种微型音频变压器,其特征在于,包括:圆柱形壳体、“工”型线圈架、T型铁芯以及盖板;所述圆柱形壳体上端敞口,所述“工”型线圈架上绕制线圈后设置在所述圆柱形壳体内,所述“工”型线圈架的上端布置有若干引线孔,且其上绕制的所述线圈的引线自引线孔中伸出,所述T型铁芯通过其竖直部分插装在所述“工”型线圈架的中心孔内,且所述T型铁芯的水平部分外侧四周设置有若干引线槽,所述盖板设置在所述圆柱形壳体的上端敞口上,且其上布置有若干第一通孔,所述引线穿过所述引线槽并从所述盖板上的第一通孔中伸出;所述圆柱形壳体自上端敞口灌满环氧树脂将所述T型铁芯、所述“工”型线圈架及所述线圈封装固定,并使所述盖板通过环氧树脂粘接固定在所述圆柱形壳体的上端敞口上。
2.根据权利要求1所述的微型音频变压器,其特征在于,所述圆柱形壳体底部设置有环形垫片及第二通孔,所述T型铁芯的竖直部分底部穿过所述环形垫片后位于所述第二通孔内。
3.根据权利要求2所述的微型音频变压器,其特征在于,所述T型铁芯上设置有第一缝隙,所述第一缝隙贯通所述T型铁芯的上下端面及外表面且延伸到所述T型铁芯的中心;所述圆柱形壳体上设置有第二缝隙,所述第二缝隙贯通所述圆柱形壳体的内外表面,且与所述第二通孔连通。
4.根据权利要求1所述的微型音频变压器,其特征在于,所述线圈呈多层平排式结构绕制在所述“工”型线圈架上,线圈的不同绕组间通过绝缘材料进行绝缘。
5.根据权利要求1所述的微型音频变压器,其特征在于,所述引线孔、引线槽均沿周向均布且上下对应,所述“工”型线圈架上端外边沿设置有定位槽,所述定位槽与其中一个所述引线槽上下对应。
6.根据权利要求1所述的微型音频变压器,其特征在于,所述变压器表面除引线外均涂覆有保护层。
7.根据权利要求1所述的微型音频变压器,其特征在于,所述圆柱形壳体为高磁导率的铁镍软磁合金壳体;所述T型铁芯为高磁导率的铁镍软磁合金铁芯。
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