CN218996503U - 扁平线圈及适用于低压大电流的超薄llc变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扁平线圈及适用于低压大电流的超薄LLC变压器，扁平线圈包括第一扁平铜片、第二扁平铜片和中部开孔的绝缘膜，在第一扁平铜片和第二扁平铜片的底面和顶面分别设置绝缘膜后叠放在一起且它们的中部开孔对齐，第一扁平铜片和第二扁平铜片各出脚方向相同，第一扁平铜片和第二扁平铜片上的条形孔延伸方向不同使得其中一个扁平铜片的左出脚和另一个扁平铜片的右出脚叠合且在对齐的插槽内插接有同一个副边引脚形成中间抽头，而该两个扁平铜片的另一个出脚则作为线圈的两个出脚。本实用新型克服了扁平线圈工艺设计中厚度和宽度的比例限制问题，使得相同厚度的扁平线圈可以做得更宽，过电流能力更大，更适合用于超薄类变压器。

Description

扁平线圈及适用于低压大电流的超薄LLC变压器

技术领域

本实用新型涉及一种扁平线圈和使用该扁平线圈的适用于低压大电流的超薄LLC变压器。

背景技术

随着电子技术的发展，电源一直朝着高功率密度，小体积的方向发展，除此之外，市面上特别有一些应用场合，除了高功率密度，小体积之外，还对电源高度有严格要求，受系统尺寸限制，要求使用超薄电源设计，特别针对低压大流的大功率产品，就对电源内部的核心器件—变压器提出了更高的设计要求，目前市面上针对超薄电源产品，主要采用以下方案：

⑴集成漏感设计，左右分槽的骨架式电感，副边采用利兹线的方式，其优势是集成漏感设计，成本低，而劣势是大电流应用场合，利兹线太粗，挂脚难，吃锡难。

⑵采用2个或更多的变压器，绕组原边串联，副边并联的方式，其优势是可减少单个变压器设计线材和尺寸，而劣势是：①低压大电流应用场合，依旧存在利兹线太粗，挂脚难，吃锡难的问题。②多个变压器设计，成本无优势，且占体积空间更大。

另外，扁平线圈作为变压器内部的核心器件，其工艺和设计方式对变压器整体设计起到至关重要的影响。目前市面上常见的扁平线圈33自带绝缘漆，一绕到底，如图1所示。其优势是扁平化设计，在一定程度上可以优化变压器体积；劣势是：1.受到目前工艺水平的限制，宽度和厚度的比例一般不超过20：1，超过此比例，则在绕组出脚35弯折的地方容易起折痕34，造成自身绝缘漆的破损，容易形成短路，无法加工；2.在扁平线圈厚度相同的条件下，线圈最大宽度受到限制，制约了线圈的过电流能力；3.使得扁平线圈在超薄变压器的设计上受到限制。

因此，针对大功率、低压大电流场合的超薄变压器设计，扁平线圈的工艺和设计方式显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种扁平线圈。

本实用新型的第一个目的通过以下技术措施来实现：一种扁平线圈，包括第一扁平铜片、第二扁平铜片和中部开孔的绝缘膜，在所述第一扁平铜片和第二扁平铜片的底面和顶面分别设置绝缘膜后叠放在一起且它们的中部开孔对齐，所述第一扁平铜片和第二扁平铜片各出脚方向相同，其特征在于，所述第一扁平铜片和第二扁平铜片上的条形孔延伸方向不同使得其中一个扁平铜片的左出脚和另一个扁平铜片的右出脚叠合且在对齐的插槽内插接有同一个副边引脚形成中间抽头，而该两个扁平铜片的另一个出脚则作为所述扁平线圈的两个出脚。

本实用新型通过两个覆膜铜片采用副边引脚铜柱铆接的方式连接，形成一个2圈的扁平线圈，作为一个变压器的绕组，克服了扁平线圈工艺设计中厚度和宽度的比例限制问题，使得相同厚度的扁平线圈可以做得更宽，过电流能力更大，更适合用于超薄类变压器。

本实用新型所述扁平铜片的宽度与厚度之比大于20：1。

本实用新型的第二个目的在于提供一种超薄、装配简单、提高生产效率的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，既解决了在大电流条件下，利兹线太粗、挂角难、吃锡难的技术问题，同时又集成漏感设计，降低成本和优化空间。

本实用新型的第二个目的通过以下技术措施来实现：一种使用上述扁平线圈的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于，包括变压器磁芯、原边绕组、原边骨架、采用所述扁平线圈的副边绕组、副边骨架和副边引脚，所述原边骨架包括绕线圆筒、位于绕线圆筒上端的上挡板和位于绕线圆筒下端的下挡板，所述下挡板一侧向下弯折成用于供原边绕组出线挂脚的挂脚挡板，所述副边骨架包括第一挡板、第二挡板和用于供原边绕组出线挂脚的挂脚挡板，所述挂脚挡板由所述下挡板一侧向下弯折而成，所述下挡板的一端连接所述第一挡板，另一端连接所述第二挡板，所述第一挡板和第二挡板的一端分别与所述挂脚挡板连接，另一端分别设有副边出线槽；所述变压器磁芯由扁平的磁芯筒体和设于其内的中柱组成，所述中柱穿过绕线圆筒并使扁平磁芯筒体安装在原边骨架和副边骨架上，所述原边绕组绕设在绕线圆筒上，所述副边绕组安装在下挡板下方的磁芯中且通过中部开孔套设在中柱上，所述副边绕组的出脚伸出副边骨架连接副边引脚。

本实用新型的磁芯整体高度很薄，整个磁芯呈扁平状，使得本实用新型整体高度较小，因而降低了变压器的整体高度，特别适用于对高度要求比较严格的产品，而且解决了低压大电流输出条件下，因利兹线较粗，挂脚难，吃锡难的技术问题。另外，本实用新型装配简单，提高了生产效率，同时又集成漏感设计，优化了成本和空间。

本实用新型所述超薄LLC变压器包括起到增加安规距离作用的L型隔离安规挡板，所述L型隔离安规挡板的一侧板体插入所述挂脚挡板和副边绕组之间，另一侧板体的两端分别开有用于将该挡板点胶固定用的点胶槽。

本实用新型所述副边绕组为副边铜片或者扁片线，所述副边引脚是副边引脚铜柱，所述副边引脚铜柱插入所述副边铜片或者扁平线的开槽中并焊接固定。

本实用新型所述上挡板的两侧设有磁芯挡板形成与磁芯筒体相适配的卡槽，所述第一挡板和第二挡板中部设有与磁芯筒体相适配的凹槽。

本实用新型所述原边绕组为多股三层绝缘线，采用C型绕法绕线在绕线圆筒上。

本实用新型所述副边绕组的扁平铜片结构相同，所述扁平铜片翻转180度与未翻转的扁平铜片作为Ns1和Ns2交错叠放，各扁平铜片的插槽对齐以便插入副边引脚。

本实用新型所述副边引脚的下端设有用于插入PCB板的缺口，有利于生产时副边引脚过炉吃锡良好。

本实用新型所述变压器磁芯包括上磁芯和下磁芯，所述上磁芯和下磁芯均由底柱、位于底柱两侧的侧壁和位于底柱中部的中柱组成，所述上磁芯在原边骨架的上方向下和下磁芯于副边骨架的下方向上对接组装成变压器磁芯。

与现有技术相比，本实用新型具有以下显著的技术效果：

⑴本实用新型的线圈通过两个覆膜铜片采用副边引脚铜柱铆接的方式连接，形成一个2圈的扁平线圈，作为一个变压器的绕组，克服了扁平线圈工艺设计中厚度和宽度的比例限制问题，使得相同厚度的扁平线圈可以做得的更宽，过电流能力更大，更适合用于超薄类变压器。

⑵本实用新型变压器降低了整体高度，特别适用于对高度要求比较严格的产品。

⑶本实用新型解决了低压大电流输出条件下，因利兹线较粗，挂脚难，吃锡难的技术问题。

⑷本实用新型装配简单，提高了生产效率。

⑸本实用新型集成漏感设计，优化了成本和空间。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是现有带绝缘漆的扁平线圈；

图2是本实用新型扁平线圈的整体结构示意图；

图3是本实用新型第一扁平铜片和绝缘膜装配图；

图4是本实用新型第二扁平铜片和绝缘膜装配图；

图5是本实用新型变压器整体结构示意图；

图6是本实用新型变压器的装配图；

图7是本实用新型变压器的骨架结构示意图之一；

图8是本实用新型变压器的骨架结构示意图之二；

图9是本实用新型变压器的副边铜片结构示意图；

图10是本实用新型变压器的变压器磁芯结构示意图(显示下磁芯)；

图11是本实用新型变压器的副边引脚铜柱结构示意图；

图12是本实用新型变压器的隔离安规挡板结构示意图。

具体实施方式

如图2～4所示，是本实用新型一种扁平线圈，包括第一扁平铜片36、第二扁平铜片37和中部开孔的绝缘膜38，第一扁平铜片36和第二扁平铜片37均包括铜片本体，铜片本体的中部开孔39并通过条形孔40延伸至边沿形成断口，在断口两侧是伸出的左出脚41和右出脚42，左出脚41和右出脚42上开有插槽43。扁平铜片的宽度与厚度之比大于20：1。在第一扁平铜片36和第二扁平铜片37的底面和顶面分别设置绝缘膜38后叠放在一起且它们的中部开孔对齐，第一扁平铜片36和第二扁平铜片37各出脚方向相同，第一扁平铜片36和第二扁平铜片37的条形孔40延伸方向不同使得第一扁平铜片36的左出脚和第二扁平铜片37的右出脚叠合且在对齐的插槽内插接有同一个副边引脚形成中间抽头，而第一扁平铜片36的右出脚和第二扁平铜片37的左出脚则作为线圈的两个出脚，从而形成一个2圈的扁平线圈，作为一个变压器的绕组。

如图5～12所示，一种使用上述线圈的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，它包括变压器磁芯、原边绕组、原边骨架、采用上述线圈的副边绕组、副边骨架、副边引脚和L型隔离安规挡板31，如图7所示，原边骨架包括绕线圆筒1、位于绕线圆筒1上端的上挡板2和位于绕线圆筒1下端的下挡板3，如图8所示，副边骨架包括第一挡板7、第二挡板8和用于供原边绕组出线挂脚的挂脚挡板4，挂脚挡板4由原边骨架的下挡板3一侧向下弯折而成，下挡板3的一端连接第一挡板7，另一端连接第二挡板8，第一挡板7和第二挡板8的一端分别与挂脚挡板4连接，另一端分别设有副边出线槽9、10。

如图10所示，变压器磁芯由扁平的磁芯筒体和设于其内的中柱组成，具体的，变压器磁芯包括上磁芯24和下磁芯25，上磁芯24和下磁芯25均由底柱11、位于底柱11两侧的侧壁12和位于底柱11中部的半中柱14组成，上磁芯在原边骨架的上方向下和下磁芯于副边骨架的下方向上(即磁芯从上下方向插入)对接组装成变压器磁芯。磁芯的整体高度很薄，整个磁芯呈扁平状。中柱穿过绕线圆筒1并使扁平磁芯筒体安装在原边骨架和副边骨架上，具体的，上挡板2的两侧设有磁芯挡板5、6，于二者之间形成与磁芯筒体相适配的卡槽，第一挡板7和第二挡板8中部设有与磁芯筒体相适配的凹槽。磁芯筒体与卡槽、凹槽相对应的部分卡合于其中。

原边绕组为多股三层绝缘线，采用C型绕法绕线在绕线圆筒1上。

副边绕组安装在下挡板3下方的磁芯中且通过中部开孔套设在中柱上，副边绕组的出脚伸出副边骨架连接副边引脚。具体的，副边绕组包含副边绕组Ns1和Ns2，采用覆模铜片设计，Ns1和Ns2的铜片交错叠放后，铜片超出骨架部分的开槽32刚好重合。副边绕组也可以采用扁片线，副边引脚是副边引脚铜柱15，如图11所示，副边引脚铜柱15的下端设有用于插入PCB板的缺口18，三个副边引脚铜柱15结构完全一致，副边引脚铜柱15插入副边铜片(扁平铜片)或者扁平线的开槽中并焊接固定，参见图9。副边绕组的扁平铜片结构相同，扁平铜片翻转180度与未翻转的扁平铜片作为Ns1和Ns2交错叠放，各扁平铜片的插槽对齐以便插入副边引脚。

如图12所示，L型隔离安规挡板31的一侧板体20插入挂脚挡板4和副边绕组之间，另一侧板体21的两端分别开有用于将该挡板点胶固定用的点胶槽22、23，板体21向副边铜片一侧弯折。

如图6所示，本实用新型的组装过程如下：原边绕组绕在原边骨架的绕线圆筒1上，沿着挡板4方向出线挂脚，副边铜片绕组交错叠放在副边骨架内，磁芯沿上下方向插入骨架绕组，L型安规挡板插入挡板4和副边绕组之间，副边铜柱插入副边铜片开槽位置，固定后，形成一个完整的变压器。

本实用新型的实施方式不限于此，根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种扁平线圈，包括第一扁平铜片、第二扁平铜片和中部开孔的绝缘膜，在所述第一扁平铜片和第二扁平铜片的底面和顶面分别设置绝缘膜后叠放在一起且它们的中部开孔对齐，所述第一扁平铜片和第二扁平铜片各出脚方向相同，其特征在于：所述第一扁平铜片和第二扁平铜片上的条形孔延伸方向不同使得其中一个扁平铜片的左出脚和另一个扁平铜片的右出脚叠合且在对齐的插槽内插接有同一个副边引脚形成中间抽头，而该两个扁平铜片的另一个出脚则作为所述扁平线圈的两个出脚。

2.根据权利要求1所述的扁平线圈，其特征在于：所述扁平铜片的宽度与厚度之比大于20：1。

3.一种使用权利要求1或2所述扁平线圈的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：包括变压器磁芯、原边绕组、原边骨架、采用所述扁平线圈的副边绕组、副边骨架和副边引脚，所述原边骨架包括绕线圆筒、位于绕线圆筒上端的上挡板和位于绕线圆筒下端的下挡板，所述副边骨架包括第一挡板、第二挡板和用于供原边绕组出线挂脚的挂脚挡板，所述挂脚挡板由所述下挡板一侧向下弯折而成，所述下挡板的一端连接所述第一挡板，另一端连接所述第二挡板，所述第一挡板和第二挡板的一端分别与所述挂脚挡板连接，另一端分别设有副边出线槽；所述变压器磁芯由扁平的磁芯筒体和设于其内的中柱组成，所述中柱穿过绕线圆筒并使扁平磁芯筒体安装在原边骨架和副边骨架上，所述原边绕组绕设在绕线圆筒上，所述副边绕组安装在下挡板下方的磁芯中且通过中部开孔套设在中柱上，所述副边绕组的出脚伸出副边骨架连接副边引脚。

4.根据权利要求3所述的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：所述超薄LLC变压器包括L型隔离安规挡板，所述L型隔离安规挡板的一侧板体插入所述挂脚挡板和副边绕组之间，另一侧板体的两端分别开有用于将该挡板点胶固定用的点胶槽。

5.根据权利要求4所述的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：所述上挡板的两侧设有磁芯挡板形成与磁芯筒体相适配的卡槽，所述第一挡板和第二挡板中部设有与磁芯筒体相适配的凹槽。

6.根据权利要求5所述的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：所述原边绕组为多股三层绝缘线，采用C型绕法绕线在绕线圆筒上。

7.根据权利要求6所述的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：所述副边绕组的扁平铜片结构相同，所述扁平铜片翻转180度与未翻转的扁平铜片作为Ns1和Ns2交错叠放，各扁平铜片的插槽对齐以便插入副边引脚。

8.根据权利要求7所述的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：所述副边引脚的下端设有用于插入PCB板的缺口。

9.根据权利要求3～8任一项所述的适用于低压大电流的超薄LLC变压器，其特征在于：所述变压器磁芯包括上磁芯和下磁芯，所述上磁芯和下磁芯均由底柱、位于底柱两侧的侧壁和位于底柱中部的中柱组成，所述上磁芯在原边骨架的上方向下和下磁芯于副边骨架的下方向上对接组装成变压器磁芯。

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