CN201489982U - 一种平板变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平板变压器，包括第一磁芯、第二磁芯、原边绕组、副边绕组，所述原边绕组为PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈，所述副边绕组为PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈，所述原边绕组和副边绕组叠放在所述第一磁芯和第二磁芯之间，其特征在于，所述PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈设置有由其自身直接延伸出的引脚。本实用新型的平板变压器结构简单，散热良好，用利于提高变压器的功率密度，以及提高变压器适应恶劣环境的能力。

Description

一种平板变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，更具体地说，涉及一种平板变压器。

背景技术

随着电源产品向高功率密度和高设计密度方向发展，平板变压器以其自身的诸多优点被作为DC/DC模块广泛使用，同时也逐渐应用到大电流和高功率的AC/DC、AC/AC变换器上。

平板变压器作为一种大电流高功率的变换器，发热量较大，因此散热问题是平板变压器设计中需要考虑的一个很重要的问题。散热问题不仅需要考虑如何将平板变压器产生的热量带走，还要考虑到设备所处的环境对散热的影响。

随着通信技术和电气设备的发展与普及，设备的安装环境也在发生变化，由严格的空调机房外迁，有可能安装在粉尘、盐雾浓度较高的潮湿环境中。在恶劣的环境中运行，电子电气设备的电路板容易因离子污染出现电气绝缘下降和电路板、器件腐蚀，影响设备的正常运行。试验研究表明，在高盐度污染、高相对湿度的环境中，电路板会快速腐蚀，使电路板板不能正常工作。下面以最常见的NaCl(氯化钠)污染为例来说明湿度对电路板的影响。

干净的电路板在相对湿度大于85％RH的高相对湿度环境下才会发生凝露，而在受NaCl高污染的电路板上，由于毛细管效应，即使环境相对湿度小于60％RH也会产生目视可见的凝露；当相对湿度大于75％RH时，所有污染度的电路板表面都会产生目视可见的凝露；而当相对湿度小于30％RH时，电路板一般不会发生腐蚀。

要增强设备在恶劣环境下的适应性，就要设法降低设备内部电路板表面的相对湿度及粉尘度。根据焓湿图，当电路板板温升(相对外界环境温度)为10～15摄氏度时，电路板表面的相对湿度可以显著降低至安全范围。

电子产品，特别是电源变换器产品，由于发热量比较大，冷却方式通常采用大功率的风扇强迫风冷电路板，这种冷却方式对电路板有两方面的影响：一方面使电路板(或设备、器件)局部温升较低处，电路板表面的湿度与外界湿度相当，甚至更低；另一方面，由于风扇长期运行，会导致大量粉尘等污染物沉积在电路板上。

如果降低风量或无风环境，利用平板变压器这类电源变换器产生的热量使电路板保证一定温升，可以增强产品的电气绝缘性能和防腐蚀性能，提高产品的适应能力。但微风或无风环境，平板变压器必须要有良好的散热设计，使产生的热量能及时的被带走，防止器件温度过高。

中国专利ZL200720152577.X和ZL2007201074798.7分别公开了两种平板变压器，这两平板变压器采用复杂的制造工艺如多层厚铜板、骨架等，而且变压器采用焊接金属引脚占用过多的空间；风冷条件下，其磁芯和绕组的散热面重叠，散热效率不高，这些结构难以适应处于无风或微风条件下的变压器散热。

平板变压器设计中还需要考虑的一个重要问题是感量精度。平板变压器的磁芯一般由两片独立磁芯通过胶结、金属箍、胶带组合而成，最常见而实用的工艺是采用磁芯端面粘接工艺。如图1所示，第一磁芯10与第二磁芯11的接触面涂胶水粘接在一起，这样会在第一磁芯10与第二磁芯11之间引入胶水层12，增大气隙(gap)的长度，根据气隙长度与电感的关系式(1)，磁芯粘接固化后，变压器感量相对没有引入胶水层12之前的感量会下降，并且，由于胶水的厚度难以精确控制，这也使得磁芯粘接固化后，感量范围变宽，精度下降，这种磁芯粘接方式难以适应高功率密度下高精度感量的变压器设计要求。

$L_{\mathrm{gap}}=\frac{{\mathrm{\μ}}_0{N}^2{A}_e}{L_{\mathrm{out}}}---\left(1\right)$

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述平板变压器的结构散热不良的缺陷，提供一种散热良好的具有直接引脚的平板变压器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种平板变压器，包括第一磁芯、第二磁芯、原边绕组、副边绕组，所述原边绕组为PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈，所述副边绕组为PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈，所述原边绕组和副边绕组叠放在所述第一磁芯和第二磁芯之间，其特征在于，所述PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈设置有由其自身直接延伸出的引脚。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述原边绕组和副边绕组中相邻的绕组紧贴在一起。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述原边绕组和副边绕组中相邻的绕组之间间隔一定的间隙。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述间隙为0.2～1mm。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述间歇为0.5mm。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述第一磁芯和第二磁芯的交接处的侧面设置有用于将第一磁芯和第二磁芯粘接在一起的固定胶。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述第一磁芯和第二磁芯二者的交接面为经过抛光的平整面。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述第一磁芯和第二磁芯的交接面设置有快干胶层。

在本实用新型所述的平板变压器中，还包括设置在所述第一磁芯和靠近第一磁芯内表面的绕组之间以及所述第二磁芯和靠近第二磁芯内表面的绕组之间的导热介质。

在本实用新型所述的平板变压器中，所述固定胶为环氧胶。

实施本实用新型的平板变压器，具有以下有益效果：

1、原边绕组和副边绕组直接引出引脚，结构简化，有利减小变压体积，实现变压器的高功率密度设计，也有利于平板变压器向母板PCB散热。

2、原边绕组和副边绕组中相邻绕组之间间隔一定间隙，有利于空气流通，大大增大了散热面积。

3、第一磁芯和第二磁芯交接处侧面粘接，避免或减少在交接面引入胶水层，有效减小了引入的气隙，提高了感量精度。

4、第一磁芯和第二磁芯两者的交接面为经过抛光的平整面，更有利于减小磁芯之间的气隙长度，有效控制了感量偏差。

5、磁芯内表面和靠近磁芯内表面的绕组板之间设置有导热介质，有利于热传导。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是现有技术的磁芯粘接结构示意图；

图2是本实用新型平板变压器的第一实施例分解示意图；

图3是本实用新型平板变压器的第一实施例装配示意图；

图4是本实用新型平板变压器的散热示意图；

图5是本实用新型平板变压器的一种磁芯粘接结构示意图；

图6是本实用新型平板变压器的另一种磁芯粘接结构示意图。

具体实施方式

如图2和图3所示，在本实用新型平板变压器第一实施例中，包括第一磁芯10、第二磁芯11、原边绕组、副边绕组，还包括设置在第一磁芯10与第二磁芯11交接处13的侧面用于将第一磁芯10和第二磁芯11粘接在一起的固定胶(未示出)。第一磁芯10和第二磁芯11都为E型磁芯，两磁芯相对叠放在一起，组成原边绕组和副边绕组的PCB板绕组20、三层绝缘线平板线圈30和铜皮线圈40叠放在一起后放入第一磁芯10和第二磁芯11之间。

组成原边绕组和副边绕组的PCB板绕组20、三层绝缘线平板线圈30和铜皮线圈40直接延伸出引脚，参看图2和图3，PCB板绕组20直接延伸出引脚21，三层绝缘线平板线圈30直接引出绝缘线做为引脚(未示出)，铜皮线圈40直接延伸出引脚41，相对焊接引脚的平板变压器，本实用新型的变压器结构简单，所占体积小。原边绕组和副绕组中相邻绕组紧贴在一起，原边绕组、副边绕组直接引出的引脚可以通过通孔回流焊或波峰焊等焊接工艺与母板实现电气连接，绕组与母板之间距离更近，有利于将变压器产生的热量导入到母板上。

本实用新型平板变压器第一实施例中，PCB板绕组采用2层PCB板，可以直接采用芯板，相对四层或更多层的PCB板，更加简单，成本也更为低廉。

本实用新型平板变压器的第二实施例的平板变压器，为了更好的散热，组成原边绕组和副边绕组的各绕组中相邻两绕组之间留有一定的间隙，间隙在0.2mm～1mm之间，在本实用新型第二实施例中，间隙为0.5mm。本实用新型第二实施例的平板变压器的其他结构与第一实施例的平板变压器相同。

变压器的热源主要由磁芯和绕组产生，在强风冷却条件下，本实用新型的平板变压器具有良好的风道，相邻两绕组之间的间隙有利于空气流通，大大增加了平板变压器的散热面积，具有较优的散热特性。如果在微风或自然冷却条下，可以在磁芯与靠近磁芯内表面的绕组之间增加导热介质，使磁芯产生的热导到绕组板上。也可以进一步通过导热介质将磁芯T面和绕组板B面的热通过导热介质传导到金属外壳(或外加散热器上)，参看图4，平板变压器1产生的热量，可以通过导热介质2传导到金属外壳5上，图中，3为平板变压器绕组直接引出的引脚，4为母板。

在本实用新型平板变压器的各实施例中，第一磁芯10和第二磁芯11也可以根据需要选择其他形状的磁芯组合。

参看图5，本实用新型的平板变压器的一种磁芯粘接结构中，第一磁芯10为I型磁芯，第二磁芯11为E型磁芯，第一磁芯10和第二磁芯11交接处侧面设置有固定胶12，用于将第一磁芯10和第二磁芯11粘接在一起。装配时，需要用夹具将第一磁芯和第二磁芯压紧在一起，然后在二者交接处的侧面点固定胶，点胶之后要保持至固定胶固化之后才能撤掉夹具。

参看图6，本实用新型的平板变压器的另一种磁芯粘接结构中，第一磁芯10和第二磁芯11交接面设置有快干胶层13，所用快干胶为厌氧胶，要求胶的浓度很低，该胶快速固化后产生的胶水层13厚度极薄，在10μm以下，对变压器的感量影响较小，适于感量精度要求不太高的情况下使用。快干胶固化后，在进行侧面点胶，保证两磁芯之间最终粘接是非常可靠的。设置快干胶层13是为了快速将第一磁芯与第二磁芯粘接起来，然后在侧面点固定胶。

第一磁芯10和第二磁芯11交接处侧面点胶粘接固定，避免在两磁芯交接面引入胶水层而导致的磁芯气隙变大，有利于提高感量精度，增大感量。当磁芯感量范围控制要求较高时，优选将两磁芯的交接面抛光处理，并提高磁芯的一致性，这样使感量控制在更精确的范围。

在本实用新型的平板变压中，所用的快干胶，如厌氧胶，可以在高温下，例如120度的环境中长期工作，但可靠性较差，优点是固化快，能在2～5秒内迅速固化，操作也比较简单。

在本实用新型的平板变压器中，所用的固定胶，优选环氧胶，可以在高温下稳定工作，但需要在高温下固化，一般在高温120度环境中固化2个小时。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (10)

1.一种平板变压器，包括第一磁芯、第二磁芯、原边绕组、副边绕组，所述原边绕组为PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈，所述副边绕组为PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈，所述原边绕组和副边绕组叠放在所述第一磁芯和第二磁芯之间，其特征在于，所述PCB绕组板、铜皮线圈或三层绝缘线平板线圈设置有由其自身直接延伸出的引脚。

2.根据权利要求1所述的平板变压器，其特征在于，所述原边绕组和副边绕组中相邻的绕组紧贴在一起。

3.根据权利要求1所述的平板变压器，其特征在于，所述原边绕组和副边绕组中相邻的绕组之间间隔一定的间隙。

4.根据权利要求3所述的平板变压器，其特征在于，所述间隙为0.2～1mm。

5.根据权利要求3所述的平板变压器，其特征在于，所述间歇为0.5mm。

6.根据权利要求1至4任一项所述的平板变压器，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯的交接处的侧面设置有用于将第一磁芯和第二磁芯粘接在一起的固定胶。

7.根据权利要求6所述的平板变压器，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯二者的交接面为经过抛光的平整面。

8.根据权利要求6所述的平板变压器，其特征在于，所述第一磁芯和第二磁芯的交接面设置有快干胶层。

9.根据权利要求6所述的平板变压器，其特征在于，还包括设置在所述第一磁芯和靠近第一磁芯内表面的绕组之间以及所述第二磁芯和靠近第二磁芯内表面的绕组之间的导热介质。

10.更具权利要求6所述的平板变压器，其特征在于，所述固定胶为环氧胶。

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