CN217902872U - 一种高频变压组件及电子变压器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高频变压组件及电子变压器，涉及电子元件技术领域，本申请的高频变压组件，包括外壳、设置于外壳内部的磁芯以及绕设于磁芯的磁臂上的线圈，磁芯为非晶磁芯，线圈为导电线绕制成的螺旋结构，螺旋结构的螺距大于零。本申请提供的高频变压组件，能够在超过300℃的高温环境中正常工作，提高高频变压组件的可靠性和环境适应性。

Description

一种高频变压组件及电子变压器

技术领域

本申请涉及电子元件技术领域，具体而言，涉及一种高频变压组件及电子变压器。

背景技术

电子变压器，具有将市电的交变电压转变为直流后再通过半导体开关器件以及电子元件和高频变压器绕组构成一种高频交流电压输出的电子装置，也是在电子学理论中所讲述的一种交直交逆变电路。简单来说，它主要是由高频变压器磁芯与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置，从一个或两个以上的电回路中，通过交流电力借助电磁感应作用，转变成交流电压及电流。而在高频变压器的输出端，对一个或两个以上的用电回路，供给不同电压等级的高频交流或直流电。

现有技术中的商用电子变压器的工作温度的最大值为85℃，工业上常用的电压器的工作温度的最大值为130℃。现有技术中，电子变压器的磁芯采用合金材料组成，合金材料的居里温度在240℃，当电子变压器的工作温度超过合金材料的居里温度时，合金材料成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变，使得磁芯失效；另外，电子变压器的绕组采用漆包线绕制形成的线圈结构，线圈结构中相邻两圈的漆包线贴合设置，其中，漆包线漆膜耐温等级只有220℃，在高温下漆膜损伤引起线圈短路失效，磁芯和线圈的特性使得现有技术中的电子变压器不能在超过300℃的高温环境中工作，而在特殊装备领域，通常会出现温度超过300℃的高温环境，使得现有技术中的电子变压器不能应用于特殊装备领域。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种高频变压组件及电子变压器，能够在超过300℃的高温环境中正常工作，提高高频变压组件的可靠性和环境适应性。

本申请的实施例一方面提供了一种高频变压组件，包括外壳、设置于外壳内部的磁芯以及绕设于磁芯的磁臂上的线圈，磁芯为非晶磁芯，线圈为导电线绕制成的螺旋结构，螺旋结构的螺距大于零。

作为一种可实施的方式，外壳内部还填充有树脂材料，通过固化的树脂材料固定磁芯以及线圈在外壳内的位置。

作为一种可实施的方式，树脂材料为环氧树脂。

作为一种可实施的方式，线圈包括初级线圈和次级线圈，初级线圈与次级线圈间隔设置，初级线圈和次级线圈分别包括螺旋部、与螺旋部两端连接的引出部以及与引出部连接的端部，端部通过设置在外壳上的出口伸出外壳，端部通过树脂材料固定在出口。

作为一种可实施的方式，导电线包括线状的导电部以及套设在导电部外周的绝缘部。

作为一种可实施的方式，导电部为银线或者铜线。

作为一种可实施的方式，初级线圈与次级线圈的设置形成满足以下任意一种：初级线圈与次级线圈设置于相互平行的磁壁上；初级线圈与次级线圈设置于相互垂直的磁壁上；初级线圈和次级线圈通信设置于同一磁壁上。

作为一种可实施的方式，磁芯为环形磁芯、EE磁芯、EI型磁芯和EIR磁芯中的任意一种。

作为一种可实施的方式，外壳为金属外壳、电木外壳和塑胶外壳中的任意一种。

本申请的实施例另一方面提供了一种电子变压器，包括上述高频变压组件。

本申请实施例的有益效果包括：

本申请提供的高频变压组件，包括外壳、设置与外壳内部的磁芯以及绕设于磁芯的磁臂上的线圈，磁芯为非晶磁芯，非晶磁芯的居里温度较高(大于500℃)，当高频变压组件在高温环境中工作时，磁芯不会因为温度过高而发生磁性退化的现象使得高频变压组件失效，从而使得磁芯能够在高温环境中工作；线圈为导电线绕制成的螺旋结构，螺旋结构的螺距大于零，螺旋结构的螺距大于零使得相邻两圈的导电线之间具有间隙，当高频变压组件在高温环境中工作时，相邻两圈的导电线之间具有间隙而不会接触，从而使得线圈能够在高温环境中工作。本申请提供的高频变压组件能够在超过300℃的高温环境中正常工作，提高高频变压组件的可靠性和环境适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种高频变压组件的结构示意图之一；

图2为本申请实施例提供的一种高频变压组件的结构示意图之二；

图3为本申请实施例提供的一种初级线圈和次级线圈的设置位置示意图；

图4为本申请实施例提供的一种导电线的结构示意图。

图标：100-高频变压组件；110-外壳；120-磁芯；131-初级线圈；132-次级线圈；140-树脂材料；150-导电线；151-导电部；152-绝缘部。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

电子变压器能够实现对电压和电流的转换，相对于传统的变压器，电子变压器具有体积小、质量轻、安装方便、稳定性高，损耗低等等优点，使得电子变压器逐步取代传统的变压器。现有技术中的电子变压器工作环境的温度不能高于130℃，从而限制了电子变压器在特殊装备中的应用，因为特殊装备使用环境的温度有时会达到300℃以上。

本申请提供了一种高频变压组件100，如图1、图2所示，包括外壳110、设置于外壳110内部的磁芯120以及绕设于磁芯120的磁臂上的线圈，磁芯120为非晶磁芯，线圈为导电线150绕制成的螺旋结构，螺旋结构的螺距大于零。

高频变压组件100工作时，线圈包括初级线圈131和次级线圈132，初级线圈131与输入端连接，用于将输入端的交流电流输入至初级线圈131，次级线圈132与输出端连接，用于将变压后的电流输出至输出端。初级线圈131和次级线圈132均绕设于磁芯120的磁臂上，当初级线圈131上输入交流电流时，次级线圈132与初级线圈131利用互感原理使得次级线圈132上形成输出电流。其中，输入交流电流和输出电流的电压值呈一定的比值关系，以实现高频变压组件100的变压功能。

其中，磁芯120为非晶磁芯，采用非晶磁粉压制形成磁芯120，非晶磁粉具有较高的居里温度，居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度，即铁磁体从铁磁相转变成顺磁相的相变温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变；当温度高于居里点温度时，该物质的磁导率会急剧下降。当磁芯120的工作温度超过自身材料的居里温度时，磁芯120的导磁率急剧下降，磁芯的电磁效应已无法起到作用，相应的变压器就不能实现传输能量或信号的功能。本申请实施例磁芯120采用非晶磁芯，非晶磁芯的居里温度大于500℃，使得本申请实施例的磁芯120能够在低于500℃的环境中保持良好的磁性，为初级线圈131和次级线圈132提供稳定的磁场，使得高频变压组件100正常工作。

需要说明的是，本申请实施例的非晶磁芯的居里温度大于500℃，使得磁芯120能够在低于500℃的环境中保持良好的磁性，相对于现有技术中的高频变压组件100的最高工作温度130℃提高了最高工作温度。

另外，线圈为导电线150绕制成的螺旋结构，螺旋结构的螺距大于零，使得相邻两圈的导电线150之间具有间隙，高频变压组件100在高温环境中工作时，相邻两圈的导电线150之间不会因为接触导通而失效，使得线圈能够在高温环境中正常工作。

需要说明的是，本申请实施例对磁芯120的具体的形状不做限制，可以是环形，I型、O型等等；对于绕设在磁芯120上的线圈的个数本申请实施例也不做限制，本领域技术人员应当知晓，高频变压组件包括至少两个线圈，其中一个作为初级线圈131、另外的线圈作为次级线圈132，示例的，可以设置一个初级线圈131，一个次级线圈132；或者一个初级线圈131，两个次级线圈132；或者，一个初级线圈131，三个次级线圈132，也可以包含某些辅助线圈，本领域技术人员根据实际情况进行设置即可。

本申请提供的高频变压组件100，包括外壳110、设置与外壳110内部的磁芯120以及绕设于磁芯120的磁臂上的线圈，磁芯120为非晶磁芯，非晶磁芯的居里温度较高(大于500℃)，当高频变压组件100在高温环境中工作时，磁芯120不会因为温度过高而发生磁性退化的现象使得高频变压组件100失效，从而使得磁芯120能够在高温环境中工作；线圈为导电线150绕制成的螺旋结构，螺旋结构的螺距大于零，螺旋结构的螺距大于零使得相邻两圈的导电线150之间具有间隙，当高频变压组件100在高温环境中工作时，相邻两圈的导电线150之间具有间隙而不会接触，从而使得线圈能够在高温环境中工作。本申请提供的高频变压组件100能够在超过300℃的高温环境中正常工作，提高高频变压组件100的可靠性和环境适应性。

可选的，线圈包括初级线圈131和次级线圈132，初级线圈131与次级线圈132间隔设置，初级线圈131和次级线圈132分别包括螺旋部、与螺旋部两端连接的引出部以及与引出部连接的端部，端部通过设置在外壳上的出口伸出外壳110，端部通过树脂材料140固定在出口。

端部固定在出口，使得端部的位置确定，使得将高频变压组件100安装于PCB板上形成电子变压器时，便于实现高频变压组件100的自动安装。

可选的，如图4所示，导电线150包括线状的导电部151以及套设在导电部151外周的绝缘部152。为了避免导电部151在运输或者绕制成螺旋结构时损坏导电部151，在导电部151外周的外周套设绝缘部152。

本申请实施例的一种可实现的方式中，导电部151为银线或者铜线。铜线采用铜材料制成，银线采用银材料制成，铜材料和银材料具有较高的导电率，能够提高传输电流的效率，在电流传输的过程中损耗较小，能够降低在电流传输过程中产生的热量，而且铜材料的价格较为便宜，能够降低高频变压组件100的成本。

本申请实施例的一种可实现的方式中，磁芯120为环形磁芯120、EE磁芯120、EI型磁芯120和EIR磁芯120中的任意一种。

根据实际需要在环形磁芯120、EE磁芯120、EI型磁芯120和EIR磁芯120中选取一种磁芯120作为高频变压组件100的磁芯120。

可选的，外壳110为金属外壳、电木外壳和塑胶外壳中的任意一种。

外壳110能够对内部的磁芯120和线圈提供支撑，用于保护外壳110内部的磁芯120和线圈。金属材料、电木材料以及塑料材料均具有较高的熔点，在高温环境中不易融化，能够对内部的磁芯120和线圈提供持续支撑，使得外壳110能够应用于高温环境，从而使得高频变压组件100能够稳定在高温环境中工作，提高高频变压组件100的可靠性。

另外，上述的外壳110形式只是本申请实施例的列举，并不是对外壳110形式的限制，本领域技术人员可以根据实际情况对外壳110形式进行设置，只要能够使得外壳110能够在高温环境中对磁芯120和线圈提供可靠的支撑即可。

可选的，在外壳110内部还填充有树脂材料140，通过固化的树脂材料140固定磁芯120以及线圈在外壳110内的位置。

为了固定磁芯120以及线圈在外壳110内的位置，避免磁芯120以及线圈在外壳110内晃动导致线圈贴合影响线圈的正常工作，本申请实施例在外壳110内部填充树脂材料140，树脂材料140熔融状态时浇筑到外壳110内部，使得熔融状态的树脂材料140包裹线圈以及磁芯120，待树脂材料140固化后即可完成对磁芯120以及线圈的固定。

另外，为了避免在树脂材料140填充时，树脂材料140流动造成线圈的移位，可以设置合适的工装，工装包括底座以及设置于底座正上方的悬挂臂，将外壳110设置与悬挂臂与底座之间，将线圈的两端分别与悬挂臂连接以将线圈固定在特定的位置，然后将树脂材料140浇筑到外壳110的内部，使得树脂材料140包裹线圈和磁芯120，待树脂材料140固化后即可完成对磁芯120以及线圈的固定。

树脂材料140具有较好的绝缘性，当树脂材料140浇筑到外壳110内部时，填充了相邻两个导电线150之间的缝隙，从而提高的相邻两个导电线150之间的绝缘性。

其中，树脂材料140的具体材料以及对应的固化方式本申请实施例不做限制，可以采用热固化的方式，也可以采用自然固化的方式。

本申请实施例的一种可实现的方式中，树脂材料140为环氧树脂。环氧树脂的固化方式比较简单易行，而且，环氧树脂具有较好的耐高温性，使得树脂材料140能够在高温环境中保持一定的支撑力，从而使得高频变压组件100应用于高温环境。

可选的，初级线圈131与次级线圈132的设置形成满足以下任意一种：

如图3所示，初级线圈131与次级线圈132设置于相互平行的磁壁上；

初级线圈131与次级线圈132设置于相互垂直的磁壁上；

初级线圈131和次级线圈132通信设置于同一磁壁上。

高频变压组件100实际应用，输入端和输出端的位置并不固定，本申请实施例根据输入端与输出端的位置，将初级线圈131和次级线圈132的设置形式设置为上述三种。

本申请实施例还公开了一种电子变压器，包括如上任意一项的高频变压组件100，该电子变压器包含与前述实施例中的高频变压组件100相同的结构和有益效果。高频变压组件100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频变压组件，其特征在于，包括外壳、设置于外壳内部的磁芯，以及绕设于所述磁芯的磁臂上的线圈，所述磁芯为非晶磁芯，所述线圈为导电线绕制成的螺旋结构，所述螺旋结构的螺距大于零。

2.根据权利要求1所述的高频变压组件，其特征在于，所述外壳内部还填充有树脂材料，通过固化的所述树脂材料固定所述磁芯以及所述线圈在所述外壳内的位置。

3.根据权利要求2所述的高频变压组件，其特征在于，所述树脂材料为环氧树脂。

4.根据权利要求2所述的高频变压组件，其特征在于，所述线圈包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈与所述次级线圈间隔设置，所述初级线圈和所述次级线圈均包括螺旋部、与所述螺旋部两端连接的引出部以及与所述引出部连接的端部，所述端部通过设置在所述外壳上的出口伸出所述外壳，所述端部通过树脂材料固定在所述出口。

5.根据权利要求1所述的高频变压组件，其特征在于，所述导电线包括线状的导电部以及套设在所述导电部外周的绝缘部。

6.根据权利要求5所述的高频变压组件，其特征在于，所述导电部为银线或铜线。

7.根据权利要求4所述的高频变压组件，其特征在于，所述初级线圈与所述次级线圈的设置形式满足以下任意一种：

所述初级线圈与所述次级线圈设置于相互平行的磁臂上；

所述初级线圈与所述次级线圈设置于相互垂直的磁臂上；

所述初级线圈与所述次级线圈同心设置于同一磁臂上。

8.根据权利要求1所述的高频变压组件，其特征在于，所述磁芯为环形磁芯、EE型磁芯、EI型磁芯和EIR型磁芯中的任意一种。

9.根据权利要求1所述的高频变压组件，其特征在于，所述外壳为金属外壳、电木外壳和塑胶外壳中的任意一种。

10.一种电子电压器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的高频变压组件。

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