CN219610193U - 一种谐振变压器 - Google Patents

Abstract

一种谐振变压器，涉及高频变压器技术领域，包括两个带有缺口的圆柱形磁芯和绕组组件，缺口从圆柱形磁芯的顶面延伸至底面，圆柱形磁芯的顶面设置有轴线与圆柱形磁芯重合的圆柱凹槽，圆柱凹槽的中心设置有中心柱，圆柱凹槽的内壁与中心柱之间设置有柱体；两个圆柱形磁芯的圆柱凹槽相向设置以共同围成容纳绕组组件的安装腔，绕组组件的输出接头和输入接头通过缺口伸出安装腔，并且两个圆柱形磁芯中的柱体之间具有气隙。本实用新型能够方便的调节漏磁和漏感，同时漏感一致性容易控制，降低了材料及生产成本，设计简单明了，可使变压器生产工艺大大简化。

Description

一种谐振变压器

技术领域

本实用新型涉及高频变压器技术领域，具体而言，涉及一种谐振变压器。

背景技术

高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。

经发明人研究发现，在高频开关电源电路中，特别是桥式拓扑电路中的LLC谐振网络，包括变压器的励磁电感Lm、漏感Lk和谐振电容Cr。常用的设计方法一是使用1个传统的变压器加1个独立的谐振电感，这样占用PCB空间大，电源成本高；二是在一个双槽的骨架上分别绕制初级线圈和次级线圈，通过调整线圈圈数和初次级绕线槽间的距离大小来调节漏感，会造成变压器体积加大、漏磁大、效率低，而且在一定条件限制下,其漏感能够增加的范围十分有限。三是在初次级线圈中间增加磁分路，增加初次级间的漏感，但现有的方法结构复杂，主磁芯与磁分路磁芯作为2个磁芯装配，漏感一致性很难控制且材料及生产成本也很高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种谐振变压器，其能够方便的调节漏磁和漏感，同时漏感一致性容易控制，降低了材料及生产成本，设计简单明了，可使变压器生产工艺大大简化。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种谐振变压器，包括：

两个带有缺口的圆柱形磁芯和绕组组件，所述缺口从所述圆柱形磁芯的顶面延伸至底面，所述圆柱形磁芯的顶面设置有轴线与所述圆柱形磁芯重合的圆柱凹槽，所述圆柱凹槽的中心设置有中心柱，所述圆柱凹槽的内壁与所述中心柱之间设置有柱体；

两个所述圆柱形磁芯的圆柱凹槽相向设置以共同围成容纳所述绕组组件的安装腔，所述绕组组件的输出接头和输入接头通过所述缺口伸出所述安装腔，并且两个所述圆柱形磁芯中的所述柱体之间具有气隙。

在可选的实施方式中，所述柱体设置有多个，多个所述柱体位于同一个圆周上且绕所述中心柱的轴线均匀间隔设置。

在可选的实施方式中，三个所述柱体的截面积之和占所述中心柱的截面积的60％～100％。

在可选的实施方式中，所述柱体的截面形状为弧形，所述弧形的圆心角为80°～100°。

在可选的实施方式中，所述绕组组件包括第一支撑骨架、初级绕组、第二支撑骨架和次级绕组，所述初级绕组缠绕在所述第一支撑骨架上，所述第一支撑骨架设置在所述中心柱与所述柱体之间；

所述次级绕组缠绕在所述第二支撑骨架上，所述第二支撑骨架设置在所述圆柱凹槽的边缘与所述柱体之间。

在可选的实施方式中，所述第一支撑骨架的外围设置有三个凸键，三个所述凸键一一对应的卡在三个所述柱体之间的间隙处。

在可选的实施方式中，所述第二支撑骨架的内壁上设置有三条凸筋；

所述凸键的中间设置有卡槽，三条所述凸筋一一对应的嵌合在三个所述卡槽内。

在可选的实施方式中，所述第二支撑骨架上设置有端子座体，所述端子座体位于所述圆柱形磁芯的扇形缺口处。

在可选的实施方式中，所述圆柱形磁芯顶面的边缘的截面积占所述中心柱截面积的100％～150％。

在可选的实施方式中，所述缺口为扇形缺口且圆心角在20°～40°。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型提供一种谐振变压器，包括两个带有缺口的圆柱形磁芯和绕组组件，缺口从圆柱形磁芯的顶面延伸至底面，圆柱形磁芯的顶面设置有轴线与圆柱形磁芯重合的圆柱凹槽，圆柱凹槽的中心设置有中心柱，圆柱凹槽的内壁与中心柱之间设置有柱体；两个圆柱形磁芯的圆柱凹槽相向设置以共同围成容纳绕组组件的安装腔，绕组组件的输出接头和输入接头通过缺口伸出安装腔，并且两个圆柱形磁芯中的柱体之间具有气隙。本实用新型中在圆柱凹槽的边缘与中心柱之间设置至少一个柱体作为漏磁调节分路，可以通过调节柱体的大小来调节漏磁。在两个圆柱形磁芯中间的柱体的对接处开有气隙，改变气隙大小就可以改变变压器漏感大小，改变了以往调节线圈圈数和绕线槽间的距离大小来调节漏感。该结构漏感一致性容易控制，降低了材料及生产成本，设计简单明了，可使变压器生产工艺大大简化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的谐振变压器示意图；

图2为本实用新型实施例提供的谐振变压器爆炸示意图；

图3为本实用新型实施例提供的圆柱形磁芯示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一支撑骨架示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第二支撑骨架示意图。

图标:

10-谐振变压器；100-圆柱形磁芯；110-圆柱凹槽；120-中心柱；130-柱体；200-第一支撑骨架；210-凸键；211-卡槽；300-初级绕组；400-第二支撑骨架；410-凸筋；420-端子座体；500-次级绕组。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1、图2和图3所示，本实施例提供一种谐振变压器10，包括两个带有缺口的圆柱形磁芯100和绕组组件，缺口从圆柱形磁芯100的顶面延伸至底面，圆柱形磁芯100的顶面设置有轴线与圆柱形磁芯100重合的圆柱凹槽110，圆柱凹槽110的中心设置有中心柱120，圆柱凹槽110的内壁与中心柱120之间设置有柱体130；两个圆柱形磁芯100的圆柱凹槽110相向设置以共同围成容纳绕组组件的安装腔，绕组组件的输出接头和输入接头通过缺口伸出安装腔，并且两个圆柱形磁芯100中的柱体之间具有气隙。

本实施例中在圆柱凹槽110的边缘与中心柱120之间设置至少一个柱体130做为漏磁调节分路，可以通过调节柱体130的大小和个数来进行减小或者增大漏磁。另外，在两个圆柱形磁芯100中间的柱体130对接处开有气隙，可以理解的是，变压器留气隙是为了防止在工作中产生磁饱和。本实施例的气隙是柱体130在交合处留的缝隙，和绕线无关。有了气隙虽然增加了磁阻，但却是有益的。气隙的作用是减小磁导率，使线圈特性较少地依赖于磁芯材料的起始磁导率。气隙可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，更好地控制电感量，除此之外，气隙还可以增加圆柱形磁芯100的温度、磁场的稳定性。

因此，本实施例可以通过改变气隙大小来改变变压器漏感大小，改变了以往调节线圈圈数和绕线槽间的距离大小来调节漏感。该结构漏感一致性容易控制，降低了材料及生产成本，设计简单明了，可使变压器生产工艺大大简化。

具体的，柱体130设置有多个，多个柱体130位于同一个圆周上且绕中心柱120的轴线均匀间隔设置。详细的，柱体130设置的个数可以有不同的选择，在本实施例中，为了方便安装以及对于漏磁的考虑，柱体130设置为三个，可以理解的是，三个柱体130之间均匀的分布在同一个圆周上，因此，三个柱体130之间留有间隙，而在圆柱形磁芯100的内部设置有多个零部件，这些零部件可以通过间隙使自身固定或限位在圆柱形磁芯100的内部。

需要说明的是，在本实施例中，柱体130设置为三个，但是不限于此，在其他实施例中，柱体130的个数还可以为2个、4个等，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本实施例的保护范围内。

进一步地，三个柱体130的截面积之和占中心柱120的截面积的60％～100％。可以理解的是，根据实际情况以及经验得知，柱体130的截面积之和大于中心柱120的截面积之和的一半可以增强磁场内部的稳定性，而在本实施例当中，三个柱体130的截面积之和占中心柱120的截面积的80％，当然，在其他实施例中，三个柱体130的截面积之与中心柱120的截面积的关系可为60％～100％中的任意值，具体数值视情况而定。

具体的，柱体130的截面形状为弧形，弧形的圆心角为80°～100°。详细的，上述中说到本实施例中的柱体130的设置个数为三个，并且三个柱体130均匀的设置在同一个圆周上，因此每个柱体所在区域的圆心角为120°，而本实施例中的弧形的圆心角为80°～100°，则相邻两个柱体130的空隙的圆心角为20°～40°，由于相邻两个柱体130之间的空隙用于使圆柱形磁芯100内部零件的自身固定或限位，因此本实施例将弧形的圆心角设置为90°，而相邻两个柱体130之间的空隙的圆心角为30°。

需要说明的是，在本实施例中，柱体130的圆心角为90°，但是不限于此，在其他实施例中，柱体130的圆心角可以为80°～100°的任意值，与本实施例等同的方案，能够达到本实施例的效果的，均在本实施例的保护范围内。

如图2所示，本实施例提供的绕组组件包括第一支撑骨架200、初级绕组300、第二支撑骨架400和次级绕组500，初级绕组300缠绕在第一支撑骨架200上，第一支撑骨架200设置在中心柱120与柱体130之间；次级绕组500缠绕在第二支撑骨架400上，第二支撑骨架400设置在圆柱凹槽110的边缘与柱体130之间。

详细的，在第一支撑骨架200和第二支撑骨架400的外周壁上均设置有绕组槽，初级绕组300和次级绕组500通过绕组槽分别设置在第一支撑骨架200和第二支撑骨架400上，另外，第一支撑骨架200和第二支撑骨架400均为中空的圆柱体130，第一支撑骨架200套设在中心柱120的外围，而第二支撑骨架400套设在柱体130的外围，并且第一支撑骨架200和第二支撑骨架400均通过三个柱体130之间的间隙在罐体磁芯内进行限位或固定。

具体的，如图4所示，第一支撑骨架200的外围设置有三个凸键210，三个凸键210一一对应的卡在三个柱体130之间的间隙处。详细的，由于三个柱体130是均匀分布在同一个圆周上的，因此三个凸键210同样均匀的分布在第一支撑骨架200的外围上，第一支撑骨架200通过凸键210与柱体130之间的间隙的配合限位在罐体磁芯的内部。

进一步地，如图5所示，第二支撑骨架400的内壁上设置有三条凸筋410；凸键210的中间设置有卡槽211，三条凸筋410一一对应的嵌合在三个卡槽211内。可以理解的是，三条凸筋410均匀的分布在第二支撑骨架400的内壁上，凸筋410嵌合在卡槽211内以限位第二支撑骨架400在罐体磁芯的内部，另外，本实施例中的凸筋410的数量是根据凸键210的数量和位置所设定，二者之间一一对应设置。

进一步地，第二支撑骨架400上设置有端子座体420，端子座体420位于圆柱形磁芯100的扇形缺口处。可以理解的是，初级绕组300和次级绕组500的接线头均设置在端子座体420上。

本实施例中圆柱形磁芯100顶面的边缘的截面积占中心柱120截面积的100％～150％。详细的，在实际生产当中，本实施例中的圆柱形磁芯100顶面的边缘的截面积占中心柱120截面积的120％，可以理解的是，本实施例中圆柱形磁芯100顶面的边缘的截面积与中心柱120截面积的关系的设定在实际生产中有利于生产制造的效率，同时圆柱形磁芯100顶面的边缘厚度增加有利于圆柱形磁芯100内部的磁场稳定。

具体的，缺口为扇形缺口且圆心角在20°～40°。详细的，本实施例中的扇形缺口的圆心角与柱体130之间的间隙的圆心角相同。

本实施例提供的一种谐振变压器10具有以下优点：

本实施例中在圆柱凹槽110的边缘与中心柱120之间设置至少一个柱体130作为漏磁调节分路，可以通过调节柱体130的大小来调节漏磁。在两个圆柱形磁芯100中间的3个扇形柱体130对接处开有气隙，改变气隙大小就可以改变变压器漏感大小，改变了以往调节线圈圈数和绕线槽间的距离大小来调节漏感。该结构漏感一致性容易控制，降低了材料及生产成本，设计简单明了，可使变压器生产工艺大大简化。

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

Claims (10)

1.一种谐振变压器，其特征在于，包括：

两个带有缺口的圆柱形磁芯和绕组组件，所述缺口从所述圆柱形磁芯的顶面延伸至底面，所述圆柱形磁芯的顶面设置有轴线与所述圆柱形磁芯重合的圆柱凹槽，所述圆柱凹槽的中心设置有中心柱，所述圆柱凹槽的内壁与所述中心柱之间设置有柱体；

两个所述圆柱形磁芯的圆柱凹槽相向设置以共同围成容纳所述绕组组件的安装腔，所述绕组组件的输出接头和输入接头通过所述缺口伸出所述安装腔，并且两个所述圆柱形磁芯中的所述柱体之间具有气隙。

2.根据权利要求1所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述柱体设置有多个，多个所述柱体位于同一个圆周上且绕所述中心柱的轴线均匀间隔设置。

3.根据权利要求2所述的一种谐振变压器，其特征在于，三个所述柱体的截面积之和占所述中心柱的截面积的60％～100％。

4.根据权利要求2所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述柱体的截面形状为弧形，所述弧形的圆心角为80°～100°。

5.根据权利要求2所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述绕组组件包括第一支撑骨架、初级绕组、第二支撑骨架和次级绕组，所述初级绕组缠绕在所述第一支撑骨架上，所述第一支撑骨架设置在所述中心柱与所述柱体之间；

所述次级绕组缠绕在所述第二支撑骨架上，所述第二支撑骨架设置在所述圆柱凹槽的边缘与所述柱体之间。

6.根据权利要求5所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述第一支撑骨架的外围设置有三个凸键，三个所述凸键一一对应的卡在三个所述柱体之间的间隙处。

7.根据权利要求6所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述第二支撑骨架的内壁上设置有三条凸筋；

所述凸键的中间设置有卡槽，三条所述凸筋一一对应的嵌合在三个所述卡槽内。

8.根据权利要求7所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述第二支撑骨架上设置有端子座体，所述端子座体位于所述圆柱形磁芯的扇形缺口处。

9.根据权利要求1所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述圆柱形磁芯顶面的边缘的截面积占所述中心柱截面积的100％～150％。

10.根据权利要求1所述的一种谐振变压器，其特征在于，所述缺口为扇形缺口且圆心角在20°～40°。