CN2574192Y - 改进的变压器铁心 - Google Patents

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CN2574192Y CN 02252015 CN02252015U CN2574192Y CN 2574192 Y CN2574192 Y CN 2574192Y CN 02252015 CN02252015 CN 02252015 CN 02252015 U CN02252015 U CN 02252015U CN 2574192 Y CN2574192 Y CN 2574192Y
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张顺德
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Abstract

一种改进的变压器铁心,其是在铁心的一水平部两侧分别形成相对的侧部,并于内顶面中央处形成一中央部,而令铁心截面概呈一山字形;该水平部的截面积是小于侧部的截面积,借以令中央部至水平部表面间具有较短的热传导路径,以利于散热。本实用新型可降低铁心高度,同时在等体积条件下,具有较大的截面积(Ae),可有效减少变压器绕组的圈数,以利于缩小体积,减少线圈损耗。

Description

改进的变压器铁心
技术领域
本实用新型涉及一种变压器,尤其涉及一种在等体积条件下具有较大截面积(Ae)而可减少线圈圈数、并增进热传导的改进的变压器铁心。
背景技术
变压器是电源转换器(Adapter)中主要且重要的组件,由于涉及电力的转换处理,在安全规格方面的要求很是严格,然而,变压器因线圈通电时会升高温度,以致温升问题经常成为申请安规的最大障碍。故变压器的构造经常引起讨论,相关的改良设计亦不断的提出。此处提出讨论变压器构造是关于其铁心部分:
早期的变压器是采用环形铁心,由于该环形铁心具有:1.铁心中央的铜窗面积未完全利用;2.一次只能绕制一个线圈等两大缺点,即由内铁式改为外铁式,因而出现了所谓的壶形(pot)铁心70,如图5所示。但壶形铁心70仍因内部线圈的热量不易传导到外部,易造成温升过高。为解决此一问题,乃将壶形铁心70的外圆切去一部分而形成开口71,以利于散热。而属于前述壶形铁心70具有相同特性者即包括有:RM形铁心、E形铁心、PQ形铁心、EC形铁心、ETD形铁心等等。
以图6所示的PQ形铁心80为例,就形状而言,其是在一水平部81的两侧分别形成一侧部82,并于内顶面中央处形成一圆柱状的中央部83;如一般所知,变压器的特性关系式如下式所示:
N×B×Ae=L×I其中
N:线圈圈数 B:磁通密度 Ae:截面积
L:电感值   I:电流值
由此可见,截面积Ae与线圈圈数具有相对关系,截面积Ae愈大,线圈圈数可相对愈少;反之,截面积Ae愈小,线圈圈数则相对愈多。
以前述PQ形铁心80为例,所谓截面积Ae是指其中央部83截面积加上两侧部82截面积及水平部81截面积的总和。如前所述,截面积Ae愈大,则线圈圈数可以相对减少,因而可减少线圈损耗,但截面积Ae的增加却可能直接造成铁心体积的扩大,间接造成变压器体积的加大,故如何可以在等体积条件下,增加截面积Ae是进一步探讨的问题。
包括前述的PQ形铁心80,现有的铁心的水平部81截面积大致等于侧部82的截面积,在此状况下,造成水平部81厚度较厚,如图7所示,然而,铁心的热量是集中于绕设线圈的中央部83,并由中央部83传导至水平部81的外表面,故一般电源转换器会在变压器对应铁心的表面位置设一散热片。换言之,水平部81厚度愈薄,热能传导的路径愈短,厚度愈厚则热能传导路径愈长,亦即散热效率愈不理想,换言之,如能缩小水平部81的厚度,即可提高变压器的散热效率,但前提是不能影响铁心的截面积。
由此可知,铁心的形状与规格与各项电气特性存在密不可分且相互牵制的关系,故如何在不相互掣肘的前提下,通过铁心构造的改进,有效提高变压器的各项电气特性,是有待进一步思考与研究的。
实用新型内容
为了克服现有的变压器铁心存在增加铁心截面积会使铁心体积增大,从而导致变压器体积增大的缺点,本实用新型提供一种改进的变压器铁心,其具有较大截面积(Ae)而可减少线圈圈数、并可提高热传导效率的优点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种改进的变压器铁心,是在一水平部两侧分别形成相对的侧部,并于内顶面中央处形成一中央部,铁心截面概呈一山字形;其特征在于:所述水平部是呈矩形,其平行于侧部的截面面积小于侧部的横截面面积,令中央部至水平部表面间具有较短的热传导路径。
前述改进的变压器铁心,其中水平部上的中央部呈椭圆柱状。
本实用新型的有益效果是,其具有较大截面积(Ae)而可减少线圈圈数、并可提高热传导效率的优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的外观示意图。
图2是本实用新型的平面示意图。
图3是本实用新型的组合平面示意图。
图4是本实用新型的使用状态参考图。
图5是现有壶形铁心的外观示意图。
图6是现有PQ型铁心的外观示意图。
图7是现有PQ型铁心的剖视图。
图中标号说明:10铁心                   11水平部12侧部                   13中央部20线包框架70壶形铁心               71开口80PQ形铁心               81水平部82侧部                   83中央部
具体实施方式
有关本实用新型的结构部分,首先请参阅图1所示,该铁心10是在一水平部11的相对两侧分别形成一侧部12,其内顶面中央处形成一中央部13,而令铁心10截面概呈一山字形;其中:
该水平部11内顶面上的中央部13是呈椭圆柱状;
又,水平部11是呈矩形状,就散热效果而言,其具有最大的有效散热面积;另水平部11平行于侧部12的截面面积小于侧部12的横截面面积,在此状况下,水平部11厚度将较薄请参阅图2所示,故由中央部13传导至水平部11表面散热路径将相对较短,而利于散热。
再者,由于水平部11厚度变小,亦使两铁心10在相对组合后如图3所示,降低了整体的高度,此一现象有助于缩小变压器的体积。
以前述的铁心设计,主要功效是依靠在等体积条件下,具有较大的截面积(Ae),如以本实用新型与市面上现有的壶形铁心比较,可看出此一优点:
    铁心类型   截面积(Ae)CM2     体积(Ve)mm2
    本实用新型   2.0     21987
    RM12   1.46     20546
以本实用新型与RM12型铁心比较,体积相差约6.5%,但截面积(Ae)增加幅度为27%。
而在N×B×Ae=L×I的关系式下,则具有较大的截面积(Ae),变压器线圈的圈数即可相对减少,由于线圈圈数减少,线圈损耗自可相对降低,进而可有效提升变压器的工作效率。
又,前述铁心10亦具有防止磁漏的效果,如图4所示,是由两铁心10相对包覆于线包框架20外,由于铁心10具有较大的表面积,其几乎将线包框架20完全包覆,故可有效减少磁漏,使EMI更易于达到。
由上述说明可知,本实用新型在等体积下,具有较大的截面积(Ae),可有效减少变压器绕组的圈数,以利于缩小体积,减少线圈损耗;其同时可缩短热能传导路径,有效提升散热效率,亦可缩小铁心高度,利于变压器缩小体积,由此可见,本实用新型确已具备显著的实用性与进步性,符合新型专利要件,故依法提出申请。

Claims (2)

1.一种改进的变压器铁心,是在一水平部两侧分别形成相对的侧部,并于内顶面中央处形成一中央部,铁心截面概呈一山字形;其特征在于:
所述水平部是呈矩形,其平行于侧部的截面面积小于侧部的横截面面积。
2.根据权利要求1所述改进的变压器铁心,其特征在于所述水平部上的中央部呈椭圆柱状。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102543378A (zh) * 2012-03-05 2012-07-04 鸿康磁业电子(昆山)有限公司 一种led节能灯磁芯

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