CN216487620U - 一种用于空气净化设备中的高压包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于空气净化设备中的高压包，包括磁芯、绕线骨架、线圈、整流电路和保护外壳；其中磁芯采用两个U型磁芯，绕线骨架包括两个，分别为初级绕线骨架和次级绕线骨架；两个U型磁芯分别从两端插入初级绕线骨架和次级绕线骨架中构成“口”字形；两个绕线骨架外侧均设有若干绕线槽，初级线圈和次级线圈分别绕制于初级绕线骨架和次级绕线骨架的绕线槽内；整流电路连接于次级线圈的电压输出端；次级绕线骨架及其上绕制的次级线圈处于保护外壳内，保护外壳内同时灌装有环氧树脂。所述高压包在提高绝缘性能、散热性能的前提下，可输出最高15KV的高压，且不再使用倍压包，使得产品成本下降了至少10％，且安全系数更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于空气净化设备中的高压包，属于空气净化技术领域。
背景技术
随着人们对于健康生活的关注，空气净化设备已经成为人们日常生产、生活必不可缺的一款产品，比如家用净化器、新风净化机、中央空调的回风口净化等等。
目前大部分的空气净化设备中采用高压电场进行静电吸附的方式进行空气净化，在电场静电力的吸附作用下，空气中的灰尘等小颗粒污染物被吸附，从而达到净化空气的目的；由此可知，高压电源是空气净化设备中的关键部件，但是现有的空气净化器高压电源，通常采用高频变压器和倍压器组合的方式，即先由高频变压器利用高频振荡电路，将电源的直流电压或低频电压转为高频电压，再由倍压器进行升压以达到相应的高压要求，比如某种用于家用空气净化器中的高压电源，即先用高频变压器将民用220V电压升压到2KV，然后通过4倍压电路达到空气净化器所需的6-8KV的高压；而之所以要利用倍压器实现二次升压，是因为如果只利用高频变压器直接将民用220V电压升压至6-8KV的高压，对变压器的设计要求较高，比如绝缘问题、散热问题以及安全问题。
但是这种高频变压器和倍压器组合的方式一是会导致产品体积较大；二是倍压器所采用的倍压电路材料成本较高；同时现有的一种高频变压器和倍压器组合的方式中，高频变压器的结构采用两个E型磁芯，初级线圈和次级线圈绕制于两个E型磁芯中间的磁柱上，这就导致线圈和磁芯两侧磁柱之间的距离较小，且为了达到线圈和磁芯之间的绝缘目的，会采用外壳将磁芯和线圈封装起来、并在外壳中填充环氧树脂的方式以达到绝缘目的，此种结构下，磁芯整个被环氧树脂包裹，散热问题无法很好的解决；也即此结构下绝缘和散热成为相互矛盾的双方，如果要进一步提高升压倍数，也即只采用高频变压器达到一步升压的目的，只能在原有结构上增加次级线圈的绕线圈数，那么就会导致线圈和磁芯两侧磁柱之间的距离减小，无法满足相应高压的绝缘要求，而且，单单增加绕线圈数也会使得同一绕线槽中最内圈线圈和最外圈线圈之间的电压差变大，进而导致产品使用寿命缩短，安全风险增大。
因此有必要设计一种新型结构的高压电源。
实用新型内容
为了解决散热好、成本高问题，本实用新型提供一种用于空气净化设备中的高压包，该高压包取消了倍压器，通过提供一种新型结构的高压包，在保证绝缘、散热性能的前提下，直接从民用220V电压升压至空气净化设备所需电压值。
本实用新型的一种用于空气净化设备中的高压包，包括磁芯、绕线骨架、线圈、整流电路和保护外壳；
其中磁芯采用两个U型磁芯，绕线骨架包括两个，分别为初级绕线骨架和次级绕线骨架；两个U型磁芯分别从两端插入初级绕线骨架和次级绕线骨架中构成“口”字形；两个绕线骨架外侧均设有若干绕线槽，初级线圈和次级线圈分别绕制于初级绕线骨架和次级绕线骨架的绕线槽内；整流电路连接于次级线圈的电压输出端；
次级绕线骨架及其上绕制的次级线圈灌封在保护外壳内。
在一种实施方式中，所述保护外壳内部设有一个筒状结构，所述筒状结构两端贯穿，绕制有线圈的次级线圈骨架套在所述筒状结构上，两个U型磁芯分别从两端插入所述筒状结构中，绕制有线圈的次级线圈骨架与保护外壳之间灌装有绝缘材料。
在一种实施方式中，所述绕制有线圈的次级线圈骨架与保护外壳之间灌装的绝缘材料为环氧树脂。
在一种实施方式中，所述高压包还包括固定卡箍，所述固定卡箍用于固定两个U型磁芯固定保持“口”字形。
在一种实施方式中，所述初级绕线骨架和次级绕线骨架上每个绕线槽内最内圈线圈和最外圈线圈的电压差在1KV范围内。
在一种实施方式中，所述整流电路采用高压硅堆组成的桥式整流器。
本实用新型的优点：
本实用新型提供的用于空气净化设备中的高压包中，U型磁芯处于初级线圈骨架和次级线圈骨架之外的部分全部裸露于空气中，相较于现有技术中为了绝缘将磁芯整个包裹在环氧树脂中的方案，大大提高了产品的散热性能；本实用新型提供的用于空气净化设备中的高压包结构中，磁芯和次级线圈之间依次设置有筒状结构、次级线圈骨架及环氧树脂三重绝缘保障，从而大大提高了绝缘性能；同时，本实用新型提供的用于空气净化设备中的高压包采用U型磁芯，相较于现有技术采用E型磁芯，相同尺寸下，绕线骨架的设置区域更大，从而可以设置更多绕线槽，且减小了每个绕线槽绕制线圈后最内圈线圈和最外圈线圈的电压差，使得高压包安全系数更高，使用寿命更长，且能够提供为空气净化设备提供更高的电压，从而提高空气净化设备的输出功率，空气净化效果更好。
附图说明
图1为用于空气净化设备中的高压包的构成示意图。
图2为用于空气净化设备中的高压包中的保护外壳的结构示意图。
图3为U型磁芯示意图。
图4为E型磁芯示意图。
具体实施方式
下面是对本实用新型进行具体描述。
实施例1
如图1所示，为本实用新型的用于空气净化设备中的高压包的构成示意图；
所述高压包包括磁芯、绕线骨架、线圈、整流电路和保护外壳；其中磁芯采用两个U型磁芯(如图3所示)，两个U型磁芯分别插入两个绕线骨架中构成“口”字形，绕线骨架外侧设有若干绕线槽，线圈绕制于绕线槽内。
所述高压包还包括固定卡箍，固定卡箍用于固定两个U型磁芯构成“口”字形。
一个U型磁芯呈“匚”放置，另一个U型磁芯与其呈轴对称放置；绕线骨架有两个，分别置于上下两侧，使得两个U型磁芯分别插入绕线骨架中构成“口”字形两个绕线骨架分别为初级线圈骨架和次级线圈骨架。
如图1所示，次级线圈骨架及其上绕制的次级线圈灌封在保护外壳内，保护外壳主要是用于灌封绝缘材料以达到线圈和磁芯绝缘的目的，绝缘材料可采用环氧树脂。
图2为保护外壳的结构示意图，保护外壳为一体化结构，采用绝缘材料制备，内部设有一个两端贯通的筒状结构，绕制有线圈的次级线圈骨架套在该筒状结构上，两个U型磁芯从两端插入该筒状结构中，后续灌装环氧树脂以达到绝缘的目的。由此可知，此结构在磁芯和次级线圈之间依次设置有筒状结构、次级线圈骨架及环氧树脂三重绝缘保障，从而大大提高了绝缘性能。
U型磁芯处于初级线圈骨架和次级线圈骨架之外的部分裸露于空气中，便于散热，相较于现有技术将磁芯整个包裹在环氧树脂的方案，本申请方案大大提高了散热性能。
本申请采用U型磁芯，相较于现有技术采用E型磁芯(如图4所示)，相同尺寸下，绕线骨架的设置区域更大，从而可以设置更多绕线槽；在保证每个绕线槽绕制线圈后最内圈线圈和最外圈线圈的电压差不增加(甚至减小)的情况下，本申请方案不再需要设置倍压器，可直接升压至所需高压；具体的，现有技术方案中采用E型磁芯，初级线圈和次级线圈分别绕制两个E型磁芯中间的磁柱上，次级绕线骨架的长度仅为一个E型磁芯中间磁柱的长度，而本申请方案采用两个U型磁芯形成一个“口”字形，初级线圈和次级线圈分别绕制“口”字形的上下两边，也即次级线圈骨架的长度实际上为两个U型磁芯一侧磁柱长度之和，因此相同尺寸下，本申请可以设置更多的绕线槽。
另外，由于本申请方案大大提高了产品的绝缘性能以及散热性能，因此可实现更高的功率。具体的，现有技术中一种采用高频变压器和倍压器组合的方式将民用220V电压升压至空气净化设备所需的6-8KV的高压，而本申请技术方案可直接将民用220V电压升压至6-8KV的高压。
一种具体实施方式中，本实用新型提供的用于空气净化设备中的高压包中，初级线圈骨架和次级线圈骨架分别设置有2个和8个绕线槽，初级线圈和次级线圈的线圈数分别为115圈和4800圈。由于增加了绕线槽，因而次级线圈骨架上每个绕线槽绕制线圈后最内圈线圈和最外圈线圈的电压差控制在1KV范围内。
需要进行说明的是，由于本申请所提供高压包的结构大大提高了散热性能和绝缘性能，因此，在其他需要更高电压的应用场景下，本申请可进一步增加次级线圈的圈数，最高可输出15KV的高压。
本实用新型的工作原理：
初级线圈输入幅值150V、频率为30kHz的方波，次级线圈侧可获到6-8KV的方波，经过由高压硅堆组成的桥式整流器后，输出直流高压，高压经300兆欧电阻输出电压反馈信号，图2中的地线串联10欧电阻接高压包的GND，在图2中的地线获得输出电流反馈信号。高压包根据上述电压电流的反馈信号，调整方波的频率或者占空比，实现稳定的高压输出。
虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (6)
1.一种用于空气净化设备中的高压包，其特征在于，所述高压包包括磁芯、绕线骨架、线圈、整流电路和保护外壳；
其中磁芯采用两个U型磁芯，绕线骨架包括两个，分别为初级绕线骨架和次级绕线骨架；两个U型磁芯分别从两端插入初级绕线骨架和次级绕线骨架中构成“口”字形；两个绕线骨架外侧均设有若干绕线槽，初级线圈和次级线圈分别绕制于初级绕线骨架和次级绕线骨架的绕线槽内；整流电路连接于次级线圈的电压输出端；
次级绕线骨架及其上绕制的次级线圈灌封在保护外壳内。
2.根据权利要求1所述的用于空气净化设备中的高压包，其特征在于，所述保护外壳内部设有一个筒状结构，所述筒状结构两端贯穿，绕制有线圈的次级线圈骨架套在所述筒状结构上，两个U型磁芯分别从两端插入所述筒状结构中，绕制有线圈的次级线圈骨架与保护外壳之间灌装有绝缘材料。
3.根据权利要求2所述的用于空气净化设备中的高压包，其特征在于，所述绕制有线圈的次级线圈骨架与保护外壳之间灌装的绝缘材料为环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的用于空气净化设备中的高压包，其特征在于，所述高压包还包括固定卡箍，所述固定卡箍用于固定两个U型磁芯固定保持“口”字形。
5.根据权利要求1所述的用于空气净化设备中的高压包，其特征在于，所述初级绕线骨架和次级绕线骨架上每个绕线槽内最内圈线圈和最外圈线圈的电压差在1KV范围内。
6.根据权利要求1所述的用于空气净化设备中的高压包，其特征在于，所述整流电路采用高压硅堆组成的桥式整流器。
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