CN216388988U - 变压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变压装置，变压装置包括壳体、变压器、第一导电件、第二导电件以及绝缘导热层，壳体为金属材质；变压器灌封于壳体内，且变压器具有第一负载端和第二负载端；第一导电件与第一负载端连接并与壳体贴合设置；第二导电件与第二负载端连接并与壳体间隔设置；绝缘导热层夹设于第二导电件和壳体之间。本实用新型技术方案能够提高散热效果，减小体积，改善输出电流。

Description

变压装置

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种变压装置。

背景技术

在工业用电源应用领域，如加热、拉丝机退火加工等场合，均需要低压大功率的供电电源。此电源具备通性如下：1、需要隔离变压器，保证输出与电网侧的隔离，保证操作人员人身安全；2、输出电压低，一般为60V及以下；3、输出电流大，一般为几百安培，甚至上千安培。

对于一般变压器而言，其损耗一般由铁芯损耗和绕组的铜线或铜皮损耗组成，而在大电流应用中，变压器的铜皮损耗会比一般变压器大，产生的热量也比一般变压器多。而且，对于大电流的输出，常采用很粗的铜排或铝排，根据各材质的通流能力，设计其截面尺寸。因结构本身存在一定电阻率，铜排或铝排不可避免的会生产损耗，导致变压器本体温升增加，进而会降低材料本身的通流能力，因此，在大电流应用中，铜排或铝排的导流密度会有一定降额使用。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种变压装置，旨在提高散热效果，减小体积，改善输出电流。

为实现上述目的，本实用新型提出的变压装置，所述变压装置包括：

壳体，所述壳体为金属材质；

变压器，所述变压器灌封于所述壳体内，且所述变压器具有第一负载端和第二负载端；

第一导电件，所述第一导电件与所述第一负载端连接并与所述壳体贴合设置；

第二导电件，所述第二导电件与所述第二负载端连接并与所述壳体间隔设置；

绝缘导热层，所述绝缘导热层夹设于所述第二导电件和所述壳体之间。

可选地，所述变压装置还包括：

冷板，所述冷板夹设于所述第二导电件和所述绝缘导热层之间，且所述冷板为金属材质。

可选地，所述变压装置还包括：

紧固件，所述紧固件穿设所述冷板和所述绝缘导热层并与所述壳体连接，且所述紧固件为绝缘材质。

可选地，所述冷板内设有水冷管道，且所述水冷管道的进水端和出水端伸出于所述冷板外；

或者，所述冷板内设有风冷通道，且所述风冷通道的进风口和出风口开设于所述冷板的表面。

可选地，所述第一导电件的数量为一个，所述第二导电件的数量为两个；

所述变压器包括副边绕组，所述副边绕组具有一个第一抽头和两个第二抽头，所述第一抽头与所述第一导电件连接，两个所述第二抽头分别与两个所述第二导电件一一对应连接；

其中，所述第一抽头形成所述第一负载端，所述第二抽头形成所述第二负载端。

可选地，所述变压装置还包括：

两个二极管，两个所述二极管分别与两个所述第二导电件一一对应连接，且两个所述二极管的相同极性一端贴设于所述冷板上。

可选地，所述变压器还包括原边绕组，所述原边绕组具有第一电源端和第二电源端，且所述第一电源端和所述第二电源端伸出于所述壳体外。

可选地，所述壳体的材质为铝或铜。

可选地，所述第一导电件和所述第二导电件为金属转接排或金属导线；

和/或，所述第一导电件与所述第一负载端和所述壳体可拆卸连接，所述第二导电件与所述第二负载端和所述壳体可拆卸连接。

可选地，所述冷板的材质为铝或铜。

本实用新型技术方案中，第一导电件与第一负载端连接并贴合于壳体上，第二导电件与第二负载端连接并通过绝缘导热层贴合于壳体上，由于壳体采用金属材质，具有导电和导热性能，故可将壳体作为导体使用，使壳体带电位，进行大电流的传输，其中，第一导电件将热量传递至壳体，第二导电件将热量通过绝缘导热层传递至壳体，由于壳体本身的面积较大，通过风冷或水冷的方式对壳体散热时，其散热速率较高，散热效果较好，可减少发热对第一导电件和第二导电件的通流能力的影响，从而可选用尺寸和体积较小的第一导电件和第二导电件；由于壳体间隔绝缘导热层与第二导电件紧密贴合，可符合安规要求，且正负极间隔较近，二者之间会形成寄生电容，寄生电容有利于直流输出的滤波效果，对于高频噪声有显著的抑制作用，并且输出正负形成的功率回路面积较小，对于周边的磁场辐射也有很大改进。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型变压装置一实施例的结构示意图；

图2为图1变压装置的分解结构示意图；

图3为常见电源拓扑输出侧整流电路的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种变压装置100。

在本实用新型实施例中，如图1至2所示，该变压装置100包括：壳体10、变压器20、第一导电件30、第二导电件40以及绝缘导热层50，壳体10为金属材质；变压器20灌封于壳体10内，且变压器20具有第一负载端和第二负载端；第一导电件30与第一负载端连接并与壳体10贴合设置；第二导电件40与第二负载端连接并与壳体10间隔设置；绝缘导热层50夹设于第二导电件40和壳体10之间。

需要说明的是，变压器20是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是铁芯以及缠绕在铁芯上的原边绕组和副边绕组。其中，原边指电源侧，副边指负载侧。具体地，原边是指电压的输入侧，副边是指电压经变压器20转换后电压的输出侧。对于降压变压器20来说，原边就是高压侧，副边就是低压侧。

本实用新型实施例中，壳体10内开设有空腔，且壳体10的顶端开设有连通空腔的开口，制作时，先将变压器20灌封成一个胶块，然后再将灌封成型的胶块从壳体10的开口装入壳体10的空腔内。其中，灌封工艺是通过灌封胶热熔和固化实现，灌封胶用于电子元器件的粘接、密封、灌封和涂覆保护，灌封胶在未固化前属于液体状，具有流动性，灌封胶完全固化可以起到防水防潮、防尘、绝缘、导热、保密、防腐蚀、耐温、防震的作用。

利用低压大电流输出的特点，其对安规绝缘等级的要求较低，变压器20灌胶工艺本身可以考虑采用具有绝缘功能的灌封胶水，如此可以很好解决变压器20与壳体10以及变压器20与第一导电件30和第二导电件40之间的安规绝缘问题。

其中，变压器20的副边绕组具有两个输出端，分别为第一负载端和第二负载端，第一负载端和第二负载端的其中一个为正端、另外一个为负端，为便于描述，下文以第一负载端为负端、第二负载端为正端进行示例说明。

本实用新型实施例中，壳体10采用金属材质，金属材料具有导电和导热的双重性能。第一导电件30的一端与变压器20的第一负载端连接，第一导电件30的另一端沿壳体10的外壁延伸并贴设于壳体10的外壁上，如此，可将壳体10作为导体使用，使壳体10带电位，作为输出负端，进行大电流的传输，而且，由于壳体10本身的面积较大，通过风冷或水冷的方式对壳体10散热时，其散热速率较高，散热效果较好，可减少发热对第一导电件30的通流能力的影响，从而可选用尺寸和体积较小的第一导电件30；同时，第二导电件40的一端与变压器20的第二负载端连接，第二导电件40的另一端沿壳体10的外壁延伸并通过绝缘导热层50紧密贴合于壳体10的外壁上，第二导电件40可将热量通过绝缘导热层50传递至壳体10，由壳体10进行散热，有利于提升散热效果，可减少发热对第二导电件40的通流能力的影响，从而可选用尺寸和体积较小的第二导电件40。通过上述设置，既完成了变压器20与第一导电件30和第二导电件40之间的固定，变压器20也可通过第一导电件30和第二导电件40进行散热。

此外，当与第一导电件30连接的壳体10作为输出负端时，其在绝缘导热层50间隔其中的情况下与作为正端的第二导电件40紧密贴合，可符合安规要求，且由于正负极间隔较近，二者之间会形成寄生电容90，寄生电容90有利于直流输出的滤波效果，对于高频噪声有显著的抑制作用，同时，由于正负极间隔较近，输出正负形成的功率回路面积较小，对于周边的磁场辐射也有很大改进。

在一实施例中，请参阅图1至2，变压装置100还包括：冷板60，冷板60夹设于第二导电件40和绝缘导热层50之间，且冷板60为金属材质。

本实施例中，由于冷板60通过绝缘导热层50与壳体10贴合，冷板60可对壳体10进行散热，同时，由于第二导电件40连接冷板60，冷板60还能对第二导电件40进行散热。因此，当通过冷板60进行散热时，第一导电件30和第二导电件40自身的散热问题都能得到解决，从而可选用尺寸体积较小的第一导电件30和第二导电件40。其中，冷板60采用金属材质，可提高热传导的速度，提升散热效果，并且，第二导电件40连接到冷板60上，作为正端输出。

在一实施例中，请参阅图1至2，变压装置100还包括：紧固件70，紧固件70穿设冷板60和绝缘导热层50并与壳体10连接，且紧固件70为绝缘材质。

本实施例中，紧固件70可以为螺栓或螺钉。冷板60和绝缘导热层50上可开设与紧固件70对应的通孔，壳体10上可开设与紧固件70对应的螺孔，安装时，紧固件70的螺杆依次穿过冷板60和绝缘导热层50上的通孔，并与壳体10上的螺孔螺接，紧固件70的头部抵压在冷板60的外壁上，从而将冷板60和绝缘导热层50固定在壳体10上，完成冷板60和绝缘导热层50与壳体10之间的安装。

在一实施例中，请参阅图1至2，冷板60内设有水冷管道，且水冷管道的进水端61和出水端62伸出于冷板60外；或者，冷板60内设有风冷通道，且风冷通道的进风口和出风口开设于冷板60的表面。

本实施例中，冷板60可以采用水冷或风冷的方式进行散热。当冷板60采用水冷时，冷板60内设置水冷管道，水冷管道在冷板60内迂回延伸，且水冷管道的两端可从冷板60的同一侧伸出冷板60外，分别作为进水端61和出水端62，方便进水和出水。冷板60散热时，可通过水泵将外界的低温冷水从进水端61引入水冷管道内，冷水沿水冷管道流经冷板60的各个部位，将冷板60的热量吸收，使冷板60的温度下降，吸热后变成高温的热水，再从出水端62排出，如此循环，最终实现散热效果。

类似地，冷板60采用风冷时，冷板60内设置风冷通道，风冷通道在冷板60内迂回延伸，且风冷通道的两端在冷板60的表面分别形成进风口和出风口，以进行通风。冷板60散热时，可通过气泵将外界的低温冷空气从进风口引入风冷通道内，冷空气沿风冷通道流经冷板60的各个部位，将冷板60的热量吸收，使冷板60的温度下降，吸热后变成高温的热空气，再从出风口排出，如此循环，最终实现散热效果。

在一实施例中，请参阅图1至3，第一导电件30的数量为一个，第二导电件40的数量为两个；变压器20包括副边绕组，副边绕组具有一个第一抽头21和两个第二抽头22，第一抽头21与第一导电件30连接，两个第二抽头22分别与两个第二导电件40一一对应连接；其中，第一抽头21形成第一负载端，所述第二抽头22形成第二负载端。

请参阅图3，图3示出为常见电源拓扑输出侧整流电路的原理图，具体为全波整流电路。全波整流是一种对交流整流的电路，在这种整流电路中，在半个周期内，电流流过一个整流器件(比如二极管80)，而在另一个半周内，电流流经第二个整流器件，并且两个整流器件的连接能使流经它们的电流以同一方向流过负载。全波整流整流前后的波形与半波整流所不同的，是在全波整流中利用了交流的两个半波，这就提高了整流器的效率，并使已整电流易于平滑。无论正半周或负半周，通过负载电阻R的电流方向总是相同的。在应用全波整流器时其电源变压器20必须有中心抽头(如本实施例中的第一抽头21)。

在一实施例中，请参阅图1至3，变压装置100还包括：两个二极管80，两个二极管80分别与两个第二导电件40一一对应连接，且两个二极管80的相同极性一端贴设于冷板60上。

本实施例中，变压器20的第一抽头21通过第一导电件30直接连接到壳体10上，使壳体10带电，作为输出负端进行大电流的传递。变压器20的两个第二抽头22分别通过两个第二导电件40连接到两个二极管80的阳极，两个二极管80的阴极直接贴合在冷板60上，作为输出正端，负载电阻R连接在输出负端和输出正端之间。其中，通过两个二极管80的阴极与冷板60连接，能够保证无论正半周或负半周，通过负载电阻R的电流方向总是相同的。

在一实施例中，请参阅图1至3，变压器20还包括原边绕组，原边绕组具有第一电源端23和第二电源端24，且第一电源端23和第二电源端24伸出于壳体10外。

本实施例中，原边绕组的第一电源端23和第二电源端24从壳体10顶端的开口并排伸出于壳体10外，电源的正极和负极分别连接到变压器20的第一电源端23和第二电源端24，实现电源的输入，经过变压器20的变压作用，可在变压器20的第一负载端和第二负载端形成低压大电流的输出。

在一实施例中，壳体10的材质为铝或铜。

在保证导电的前提下，为了加强壳体10的导热效果，可选择铝或铜作为壳体10的具体材质。其中，铜的价格更为便宜，适合推广使用；而铝的吸热效果更佳，可应用在对散热要求更高的装置上。

在一实施例中，第一导电件30和第二导电件40为金属转接排或金属导线。

在保证导电的前提下，为了加强第一导电件30和第二导电件40的导热效果，可选择铝或铜作为第一导电件30和第二导电件40的具体材质，而第一导电件30和第二导电件40的具体形式可以为金属转接排比如铜排、铝排或金属导线比如铜线、铝线等，金属转接排或金属导线形式的第一导电件30锁在壳体上，金属转接排或金属导线形式的第二导电件40锁在二极管80上。其中，铜的价格更为便宜，适合推广使用；而铝的吸热效果更佳，可应用在对散热要求更高的装置上。

在一实施例中，第一导电件30与第一负载端和壳体10可拆卸连接，第二导电件40与第二负载端和壳体10可拆卸连接。

本实施例中，第一导电件30可通过螺栓或螺钉与第一抽头21固定，并且第一导电件30可通过螺栓或螺钉与壳体10固定，从而实现第一导电件30的可拆卸连接；同样地，第二导电件40可通过螺栓或螺钉与第二抽头22固定，并且第二导电件40可通过螺栓或螺钉与冷板60固定，从而实现第二导电件40的可拆卸连接。通过第一导电件30和第二导电件40的可拆卸连接方式，能够方便安装和更换。

在一实施例中，冷板60的材质为铝或铜。

在保证导电的前提下，为了加强冷板60对壳体10的吸热效果，可选择铝或铜作为冷板60的具体材质。其中，铜的价格更为便宜，适合推广使用；而铝的吸热效果更佳，可应用在对散热要求更高的装置上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压装置，其特征在于，所述变压装置包括：

壳体，所述壳体为金属材质；

变压器，所述变压器灌封于所述壳体内，且所述变压器具有第一负载端和第二负载端；

第一导电件，所述第一导电件与所述第一负载端连接并与所述壳体贴合设置；

第二导电件，所述第二导电件与所述第二负载端连接并与所述壳体间隔设置；

绝缘导热层，所述绝缘导热层夹设于所述第二导电件和所述壳体之间。

2.如权利要求1所述的变压装置，其特征在于，所述变压装置还包括：

冷板，所述冷板夹设于所述第二导电件和所述绝缘导热层之间，且所述冷板为金属材质。

3.如权利要求2所述的变压装置，其特征在于，所述变压装置还包括：

紧固件，所述紧固件穿设所述冷板和所述绝缘导热层并与所述壳体连接，且所述紧固件为绝缘材质。

4.如权利要求2所述的变压装置，其特征在于，所述冷板内设有水冷管道，且所述水冷管道的进水端和出水端伸出于所述冷板外；

或者，所述冷板内设有风冷通道，且所述风冷通道的进风口和出风口开设于所述冷板的表面。

5.如权利要求2所述的变压装置，其特征在于，所述第一导电件的数量为一个，所述第二导电件的数量为两个；

所述变压器包括副边绕组，所述副边绕组具有一个第一抽头和两个第二抽头，所述第一抽头与所述第一导电件连接，两个所述第二抽头分别与两个所述第二导电件一一对应连接；

其中，所述第一抽头形成所述第一负载端，所述第二抽头形成所述第二负载端。

6.如权利要求5所述的变压装置，其特征在于，所述变压装置还包括：

两个二极管，两个所述二极管分别与两个所述第二导电件一一对应连接，且两个所述二极管的相同极性的一端贴设于所述冷板上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的变压装置，其特征在于，所述变压器还包括原边绕组，所述原边绕组具有第一电源端和第二电源端，且所述第一电源端和所述第二电源端伸出于所述壳体外。

8.如权利要求1至6中任一项所述的变压装置，其特征在于，所述壳体的材质为铝或铜。

9.如权利要求1至6中任一项所述的变压装置，其特征在于，所述第一导电件和所述第二导电件为金属转接排或金属导线；

和/或，所述第一导电件与所述第一负载端和所述壳体可拆卸连接，所述第二导电件与所述第二负载端和所述壳体可拆卸连接。

10.如权利要求2至6中任一项所述的变压装置，其特征在于，所述冷板的材质为铝或铜。

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