CN215417823U - 一种高频电子变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频电子变压器，包括变压器骨架、磁芯、初级绕组一、初级绕组二、次级绝缘线绕组、绝缘层一和绝缘层二，所述变压器骨架的绕轴上绕设有初级绕组一，所述初级绕组一的外侧绕设有绝缘层一，所述绝缘层一的外侧绕制有次级绝缘线绕组，所述次级绝缘线绕组的外侧设有绝缘层二，所述绝缘层二的外侧绕制有初级绕组二，所述初级绕组一与初级绕组二串联设置。初级绕组一与初级绕组二串联连接，能够有效提高变压器初级绕组与其它绕组组间的耦合系数，降低泄露电感，提高能量传输率。绕线幅宽增加后，各绕组轴向绕制距离增加，组间耦合面积增大，耦合性提高，漏感减小，功率传输率高。

Description

一种高频电子变压器

技术领域

本实用新型属于变压器领域，特别涉及一种高频电子变压器。

背景技术

随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了高频开关式稳压电源，它的效率可达85％以上，稳压范围宽，稳压精度高。

高频开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中，开关电源是通过电路控制开关管进行高速的导通与截止，将直流电转化为高频率的交流电提供给高频电子变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。因为高频开关电源中高频变压器传输的是高频脉冲方波信号，在传输的瞬变过程中，传统结构高频电子变压器中的分布参数过高，如漏感和分布电容会引起浪涌电流和尖峰电压，造成电路损耗及开关器件应力增加。所以低漏感，合理的分布电容及高密度功率容量是现高频电子变压器的优化方向。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种高频电子变压器，其能够降低泄露电感，提高能量传输率。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种高频电子变压器，包括变压器骨架、磁芯、初级绕组一、初级绕组二、次级绝缘线绕组、绝缘层一和绝缘层二，两个所述磁芯对应于磁孔对称设置在变压器骨架的两端，所述变压器骨架的绕轴上绕设有初级绕组一，所述初级绕组一的外侧绕设有绝缘层一，所述绝缘层一的外侧绕制有次级绝缘线绕组，所述次级绝缘线绕组的外侧设有绝缘层二，所述绝缘层二的外侧绕制有初级绕组二，所述初级绕组一与初级绕组二串联设置。

进一步的，所述变压器骨架的绕线线槽两端分别设置有端空距离控制层一，所述初级绕组一绕制在两个所述端空距离控制层一之间，所述端空距离控制层一上包含有沿绕线线槽轴向延伸的过线槽，所述初级绕组一的线束两端分别设置在过线槽内。

进一步的，所述端空距离控制层一的厚度等于初级绕组一的绕制厚度，所述端空距离控制层一为绝缘带，且绝缘带的两端间隙设置并构成过线槽。

进一步的，所述次级绝缘线绕组的绕制幅宽大于初级绕组一的绕制幅宽。

进一步的，所述变压器骨架的PIN针在针座上呈非等间距设置，任意相邻的两个所述PIN针呈A间距或B间距排列设置。

进一步的，所述变压器骨架的两组针座上位于两列PIN针之间分别设置有隔离挡板。

进一步的，所述变压器骨架上绕组的最外侧设置有磁场屏蔽层。

有益效果：本实用新型的初级绕组一与初级绕组二串联连接，从而形成三明治绕法，能够有效提高变压器初级绕组与其它绕组组间的耦合系数，降低泄露电感，提高能量传输率。本实用新型还采用磁芯窗口高度增加的方案，磁芯窗口总面积增加，总体磁芯中柱的截面积增加，变压器功率密度乘积值增加，从而变压器功率容量增加。同时，绕线幅宽增加后，各绕组轴向绕制距离增加，组间耦合面积增大，耦合性提高，漏感减小，功率传输率高。

附图说明

附图1为本实用新型的变压器骨架示意图；

附图2为本实用新型的整体结构爆炸示意图；

附图3为本实用新型的变压器整体结构立体示意图；

附图4为本实用新型的变压器骨架立体示意图；

附图5为本实用新型的变压器整体轴向半剖示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。

如附图1和附图2所示，一种高频电子变压器，包括变压器骨架1、磁芯2、初级绕组一4、初级绕组二15、次级绝缘线绕组12、绝缘层一5和绝缘层二13，所述绝缘层一5、绝缘层二13均为组间绝缘胶带，且为PET薄膜材料，两个所述磁芯2对应于磁孔对称设置在变压器骨架1的两端，所述磁芯为高频铁氧体磁芯，所述变压器骨架1的绕轴上绕设有初级绕组一4，所述初级绕组一4的外侧绕设有绝缘层一5，所述绝缘层一5的外侧绕制有次级绝缘线绕组12，所述次级绝缘线绕组12即为次级绕组，所述次级绝缘线绕组12的外侧设有绝缘层二13，所述绝缘层二13的外侧绕制有初级绕组二15，所述初级绕组一4与初级绕组二15串联设置。本实用新型的初级绕组一4与初级绕组二15串联连接，从而形成“三明治”绕法，能够有效提高变压器初级绕组与其它绕组组间的耦合系数，降低泄露电感，提高能量传输率。

本实用新型还采用磁芯窗口高度增加的方案，增加变压器骨架绕线轴的轴向长度，磁芯窗口总面积Aw增加，总体磁芯中柱的截面积Ae增加，变压器功率密度乘积Ap值增加，从而变压器功率容量增加。

同时，绕线幅宽增加后，各绕组轴向绕制距离增加，组间耦合面积增大，耦合性提高，漏感减小，功率传输率高。

所述变压器骨架1的绕线线槽两端分别设置有端空距离控制层一3，所述初级绕组一4绕制在两个所述端空距离控制层一3之间，所述端空距离控制层一3上包含有沿绕线线槽轴向延伸的过线槽20，所述初级绕组一4的线束两端分别设置在过线槽内，以便初级绕组一的两端线端能够通过过线槽20从变压器骨架的线槽端面引出，以便于连接初级绕组二15，能够保证初级绕组一的绕面等厚。

所述端空距离控制层一3的厚度等于初级绕组一4的绕制厚度，所述端空距离控制层一3为绝缘带，且绝缘带的两端绕制在变压器骨架的绕制上时，其首、尾不相连，间隙设置并构成过线槽20。

所述次级绝缘线绕组12的绕制幅宽大于初级绕组一4的绕制幅宽，绕线幅宽增加后，组间耦合面积增大，耦合性提高，漏感减小，功率传输率高。

所述初级绕组二的两端设置有端空距离控制层三14，用于对初级绕组二的绕制宽度进行限定，所述端空距离控制层一、端空距离控制层二和端空距离控制层三均为无纺布，端空距离控制层三14上也包含有过线槽，以用于容纳初级绕组二的两个线端。

所述次级绝缘线绕组12采用三层绝缘线材，将次级绝缘线绕组12按间隔绕制方式，均匀分布于所述变压器骨架1的线槽内，因三层绝缘线外部自带三层有效绝缘层，从而可以覆盖于整个线槽内。所述次级绝缘线绕组12的外侧还设有外部绝缘胶带16，所述初级绕组二15的外侧或外部绝缘胶带的外侧设置有磁场屏蔽层17，即所述变压器骨架上绕组的最外侧设置有磁场屏蔽层，变压器外部整体采用磁屏蔽技术，以减小高频变压器本体泄露磁场对相邻电磁器件的干扰，提高电源整体EMC能力。

如附图3所示，所述变压器骨架1的PIN针18在针座上呈非等间距设置，任意相邻的两个所述PIN针18呈A间距或B间距排列设置。PIN针引脚采用非对称式分布式结构设计，此防错设计方案可以避免产品安装过程中的引脚位插制错误，避免出现炸机现象。

所述变压器骨架1的两组针座上位于两列PIN针之间分别设置有隔离挡板19，以增加导体部分与磁性体之间的安规爬电距离，满足高压情况下的加强绝缘要求。

如附图4所示，所述变压器骨架1的绕轴上的两端还设置有增强筋21，变压器骨架绕线线槽上下部位与骨架上端及下端部位联结处，采用增强筋结构设计，从而提高骨架整体联结部分强度，可以大幅度降低骨架在运输及绕制过程中出现的破损现象。

本实用新型的具体实施步骤方式：

将变压器骨架1的PIN针脚朝外，插入绕线模具，绕线机逆时针转动，绕线方向呈顺时针方向转动；

将端空距离控制层一3包制于所述变压器骨架1线槽内上、下端两侧位置，包制2圈，所述端空距离控制层一的带体首、尾不接，与初级绕组一4高度保持一致；

将初级绕组一4首层紧密绕制于所述端空距离控制层一3所限制空间内，再将初级绕组一4第二层均匀间隔绕于首层上部，以保持与后续线圈较好的耦合面积；

将绝缘层一5，整体缠绕于所述端空距离控制层一3和初级绕组一4的外部，共紧密包制3层，以满足UL安规要求的穿透距离；

再将芯片供电绕组7、信号反馈绕组10缠绕于骨架上，芯片供电绕组7与信号反馈绕组10之间包制有绝缘层，信号反馈绕组10外部包制绝缘胶带11，在芯片供电绕组7、信号反馈绕组10距离骨架绕线轴两端均包含端部距离控制层四6；

将次级绝缘线绕组12按间隔绕制方式缠绕于绝缘胶带11外侧，均匀分布于所述变压器骨架1的线槽内，因三层绝缘线材自带三层有效绝缘层，从而可以覆盖于整个线槽内，然后包制绝缘层二13于外层；

将端空距离控制层三14包制于所述变压器骨架1线槽内上，下端两侧位置，包制1圈，所述端空距离控制层三的带体首、尾不接，与初级绕组二15绕组高度保持一致，将初级绕组二紧密绕制于端空距离控制层三14所限定空间内；

初级绕组一4与初级绕组二15串联连结，从而形成三明治绕法，能够有效提高变压器初级绕组与其它绕组组间的耦合系数，降低泄露电感，提高能量传输率；

将磁芯2分上、下侧装入所述线架1内部中孔，从而构成闭合磁路，进行有效的能量转换和传递；

将磁场屏蔽层17包制于所述磁芯2整体外围侧，形成闭合环路，从而将变压器泄露磁场有效限制于屏蔽空间内，有效降低变压器本身对外围器件及电路的EMI干扰。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种高频电子变压器，其特征在于：包括变压器骨架(1)、磁芯(2)、初级绕组一(4)、初级绕组二(15)、次级绝缘线绕组(12)、绝缘层一(5)和绝缘层二(13)，两个所述磁芯(2)对应于磁孔对称设置在变压器骨架(1)的两端，所述变压器骨架(1)的绕轴上绕设有初级绕组一(4)，所述初级绕组一(4)的外侧绕设有绝缘层一(5)，所述绝缘层一(5)的外侧绕制有次级绝缘线绕组(12)，所述次级绝缘线绕组(12)的外侧设有绝缘层二(13)，所述绝缘层二(13)的外侧绕制有初级绕组二(15)，所述初级绕组一(4)与初级绕组二(15)串联设置。

2.根据权利要求1所述的一种高频电子变压器，其特征在于：所述变压器骨架(1)的绕线线槽两端分别设置有端空距离控制层一(3)，所述初级绕组一(4)绕制在两个所述端空距离控制层一(3)之间，所述端空距离控制层一(3)上包含有沿绕线线槽轴向延伸的过线槽(20)，所述初级绕组一(4)的线束两端分别设置在过线槽内。

3.根据权利要求2所述的一种高频电子变压器，其特征在于：所述端空距离控制层一(3)的厚度等于初级绕组一(4)的绕制厚度，所述端空距离控制层一(3)为绝缘带，且绝缘带的两端间隙设置并构成过线槽(20)。

4.根据权利要求2所述的一种高频电子变压器，其特征在于：所述次级绝缘线绕组(12)的绕制幅宽大于初级绕组一(4)的绕制幅宽。

5.根据权利要求1所述的一种高频电子变压器，其特征在于：所述变压器骨架(1)的PIN针(18)在针座上呈非等间距设置，任意相邻的两个所述PIN针(18)呈A间距或B间距排列设置。

6.根据权利要求1所述的一种高频电子变压器，其特征在于：所述变压器骨架(1)的两组针座上位于两列PIN针之间分别设置有隔离挡板(19)。

7.根据权利要求1所述的一种高频电子变压器，其特征在于：所述变压器骨架(1)上绕组的最外侧设置有磁场屏蔽层(17)。

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