CN215601204U - 三相llc半桥一体水冷平面变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了三相LLC半桥一体水冷平面变换器，包括初级绕组、变压器磁芯和次级绕组，所述变压器磁芯包括两组相同的铁氧体软磁磁芯，两组所述铁氧体软磁磁芯的表面一体成型有三组磁芯中柱，两组所述铁氧体软磁磁芯相互对接，且对接面使用高温粘接胶进行粘接固定，所述铁氧体软磁磁芯的表面粘接有绝缘膜。本实用通过一体集成化使电源的PCB板更好布局，扁平一体集成化的结构更利于水冷散热，功率密度更高，磁路优化设计使电源效率更高，三相交错120度工作使纹波非常小，大约是传统电源的1/12，谐振电感外置可调使电路更好设计，生产人为因素较少产品一致性更好。

Description

三相LLC半桥一体水冷平面变换器

技术领域

本实用新型涉及软磁性材料与电感技术领域，具体为三相LLC半桥一体水冷平面变换器。

背景技术

随着电子电路，大功率开关电源向高频化、高功率、高可靠性、高集成度发展，输出电压可调，对直流电源提出了更高的要求，高开关频率、低损耗、高功率、模块化、高集成化、低成本是直流电源的发展趋势，而变压器则是电源不可缺少的结构；

一般传统变压器为绕线形式人工参与相对较多，变压器漏感和分布电容，很难控制其批次一致性和安装体积、温升限制，这样就给实际的高功率直流源批产调试带来了很大的难度，另外传统变压器的结构已经不利于散热，所以很难实现高频化、低损耗、高功率密、模块化的发展趋势。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供三相LLC半桥一体水冷平面变换器，将三个变压器集成到一个变压器上，占用PCB的面积更少，所以达到使整个电源的体积做的更小，高度空间合理利用，变压器无骨架绕制，初级绕组和次级绕组紧密结合，这样变压器的漏感可以做到很低，一致性好，效率很高，温升很低，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：三相LLC半桥一体水冷平面变换器，包括初级绕组、变压器磁芯和次级绕组，所述变压器磁芯包括两组相同的铁氧体软磁磁芯，两组所述铁氧体软磁磁芯的表面一体成型有三组磁芯中柱，两组所述铁氧体软磁磁芯相互对接，且对接面使用高温粘接胶进行粘接固定，所述铁氧体软磁磁芯的表面粘接有绝缘膜；

所述初级绕组和次级绕组绕制于磁芯中柱的表面，三组所述磁芯中柱表面的初级绕组之间通过星形接法连接，所述初级绕组设置引出端，所述次级绕组分为三个部分并联起来。

优选的，所述引出端之间通过星形接法连接，所述引出端的表面套接有第一套管，所述初级绕组的一端套接有第二套管。

优选的，所述次级绕组的表面焊接有引针，所述引针设置为圆柱体结构。

优选的，所述铁氧体软磁磁芯的长度设置为138mm～140mm，所述铁氧体软磁磁芯的宽度设置为31.4mm～32.6mm，所述铁氧体软磁磁芯的高度设置为11.3mm～11.7mm。

优选的，所述初级绕组设置为线圈结构，所述初级绕组的外径设置为41mm，所述初级绕组的内径设置为22mm～23mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用通过一体集成化使电源的PCB板更好布局，扁平一体集成化的结构更利于水冷散热，功率密度更高，磁路优化设计使电源效率更高，三相交错120度工作使纹波非常小，大约是传统电源的1/12，谐振电感外置可调使电路更好设计，生产人为因素较少产品一致性更好；

2、本实用的次级铜箔载流能力更强，使电源的功率可以做的更大，无骨架绕制窗口利用率更高，电源功率密度更大，初级绕组和次级绕组紧密结合，漏感很低，效率更高，而且材料全部为环保材料，对环境无污染。

附图说明

图1为本实用新型的正面结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为本实用新型初级绕组的正面结构示意图；

图4为本实用新型次级绕组的正面结构示意图；

图5为本实用新型铁氧体软磁磁芯的正面结构示意图；

图6为本实用新型绝缘膜的正面结构示意图。

图中：1、初级绕组；2、第一套管；3、变压器磁芯；4、次级绕组；5、绝缘膜；6、第二套管；7、引针；8、铁氧体软磁磁芯；9、磁芯中柱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～6，本实用新型提供一种技术方案：三相LLC半桥一体水冷平面变换器，包括初级绕组1、变压器磁芯3和次级绕组4；

变压器磁芯3包括两组相同的铁氧体软磁磁芯8，两组铁氧体软磁磁芯8的表面一体成型有三组磁芯中柱9，两组铁氧体软磁磁芯8相互对接，且对接面使用高温粘接胶进行粘接固定，铁氧体软磁磁芯8的表面粘接有绝缘膜5；

初级绕组1和次级绕组4绕制于磁芯中柱9的表面，三组磁芯中柱9表面的初级绕组1之间通过星形接法连接，初级绕组1设置引出端，次级绕组4分为三个部分并联起来，初级绕组1可以改为加强绝缘漆包线、膜包线或航空线，而次级绕组4能够改为其他类似形状的铜箔或漆包扁铜线或厚铜PCB，初级绕组1和次级绕组4与铁氧体软磁磁芯8之间采用粘接胶进行粘接固定，铁氧体软磁磁芯8采用能工作在20KHz～1MHz的低损耗功率铁氧体磁芯制作，以满足大功率电源20KHz～500KHz的要求，而且可以在更低或更高的温度下工作，能更好的适应更多环境；

引出端之间通过星形接法连接，引出端的表面套接有第一套管2，初级绕组1的一端套接有第二套管6，第一套管2和第二套管6能够起到绝缘的作用，初级绕组1和次级绕组4均采用符合趋肤深度要求的多股三层绝缘线和覆膜铜箔，能够避免由于频率升高，由于趋肤效应增大绕组有效电阻，增加绕组温升，这种绕组能够使绕组在同样的温升下，实现高电流密度，能够适用更高的工作频率；

次级绕组4的表面焊接有引针7，引针7设置为圆柱体结构，次级铜箔或漆包扁铜线或厚铜PCB工艺焊接引针引出，增大了载流能力；

铁氧体软磁磁芯8的长度设置为138mm～140mm，铁氧体软磁磁芯8的宽度设置为31.4mm～32.6mm，铁氧体软磁磁芯8的高度设置为11.3mm～11.7mm，初级绕组1设置为线圈结构，初级绕组1的外径设置为41mm，初级绕组1的内径设置为22mm～23mm，首先按照设计要求，将多股丝包线或多股三层绝缘线绕制在PQ138型的磁芯中柱9上，并将引出线加第二套管6，然后将次级冲压铜片进行覆膜绝缘或扁平漆包铜线分别按照设计的匝数制成次级绕组4，然后将初级绕组1和次级绕组4根据设计要求进行装配，焊接引针7，测试变压器的电感、抗电强度及是否符合要求，如果不符合要求，把铁氧体软磁磁芯8拆下，看是否有异物，去除后重新组装，满足要求后，要将铁氧体软磁磁芯8对接处，使用环氧树脂等粘接胶进行粘接，然后高温烘烤固化最终成型。

结构原理：将三个变压器集成到一个变压器上，工作中磁路不走铁氧体软磁磁芯8边柱直走磁芯中柱9使得部分磁损更小，而且变压器磁芯3的扁平式结构磁路更短，更适合安装散热器，同同时采用水冷散热，散热效果更佳，三个变压器交错120度工作，工作纹波非常小大约是传统变压器的1/12，次级绕组4采用铜箔冲压的方式去实现，方便组装代替复杂的绕制工艺，谐振电感采用外置的放置容易调节合适的感量配合谐振电路正常工作，使得电源效率至少提高1％，符合大功率电源体积更小、功率更大的发展趋势。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.三相LLC半桥一体水冷平面变换器，包括初级绕组(1)、变压器磁芯(3)和次级绕组(4)，其特征在于：所述变压器磁芯(3)包括两组相同的铁氧体软磁磁芯(8)，两组所述铁氧体软磁磁芯(8)的表面一体成型有三组磁芯中柱(9)，两组所述铁氧体软磁磁芯(8)相互对接，且对接面使用高温粘接胶进行粘接固定，所述铁氧体软磁磁芯(8)的表面粘接有绝缘膜(5)；

所述初级绕组(1)和次级绕组(4)绕制于磁芯中柱(9)的表面，三组所述磁芯中柱(9)表面的初级绕组(1)之间通过星形接法连接，所述初级绕组(1)设置引出端，所述次级绕组(4)分为三个部分并联起来。

2.根据权利要求1所述的三相LLC半桥一体水冷平面变换器，其特征在于：所述引出端之间通过星形接法连接，所述引出端的表面套接有第一套管(2)，所述初级绕组(1)的一端套接有第二套管(6)。

3.根据权利要求1所述的三相LLC半桥一体水冷平面变换器，其特征在于：所述次级绕组(4)的表面焊接有引针(7)，所述引针(7)设置为圆柱体结构。

4.根据权利要求1所述的三相LLC半桥一体水冷平面变换器，其特征在于：所述铁氧体软磁磁芯(8)的长度设置为138mm～140mm，所述铁氧体软磁磁芯(8)的宽度设置为31.4mm～32.6mm，所述铁氧体软磁磁芯(8)的高度设置为11.3mm～11.7mm。

5.根据权利要求1所述的三相LLC半桥一体水冷平面变换器，其特征在于：所述初级绕组(1)设置为线圈结构，所述初级绕组(1)的外径设置为41mm，所述初级绕组(1)的内径设置为22mm～23mm。

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