CN205789444U - 一种电源变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电源变压器，包括变压器底板；开口对接且横向设于变压器底板的第一U型磁芯和第二U型磁芯；缠绕第一U型磁芯底臂的第一磁芯绝缘胶带和缠绕第二U型磁芯底臂的第二磁芯绝缘胶带；绕制于第一磁芯绝缘胶带的第一N1绕组和绕制于第二磁芯绝缘胶带的第二N1绕组；包裹第一N1绕组的第一N1绝缘胶带和包裹第二N1绕组的第二N1绝缘胶带；包裹N5绕组的N5绝缘胶带；绕制于第一N1绝缘胶带两端穿出变压器底板的N5绕组；包裹N6绕组的N6绝缘胶带，绕制于第二N1绝缘胶带两端穿出变压器底板的N6绕组；用于包裹电源变压器***表面的***胶带。采用无骨架设计，体积更小；优选例中，具有高效率传输和高转换效率的优点。

Description

一种电源变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，具体的涉及一种电源变压器。

背景技术

随着电子产品的小型化，要求电源变压器的体积不断随之小型化。传统的电源变压器通常为采用各种骨架型号制成的立式变压器或卧式变压器，用传统骨架制作成的符合各种标准的安规变压器，其体积一般都比较大，制作工艺非常复杂，并且传输功率低，一方面不能满足小型化电子产品对变压器体积的使用要求，另一方面，也不能满足小型化电子产品对变压器高功率传输及高转换效率的要求。

实用新型内容

为了克服现有技术中在传输同等较大功率时(约1200W)电源变压器体积普遍较大的缺陷，本实用新型提供一种在传输同等较大功率的条件下相对体积更小的电源变压器。

为了解决上述技术问题，本实用新型揭示了一种电源变压器，其包括：

变压器底板；

第一U型磁芯和第二U型磁芯，二者开口对接且横向固接于变压器底板上；

第一磁芯绝缘胶带和第二磁芯绝缘胶带；第一磁芯绝缘胶带缠绕于第一U型磁芯的底臂，第二磁芯绝缘胶带缠绕于第二U型磁芯的底臂；

第一N1绕组和第二N1绕组；第一N1绕组绕制于第一磁芯绝缘胶带外表层，第二N1绕组绕制于第二磁芯绝缘胶带的外表层；

第一N1绝缘胶带和第二N1绝缘胶带；第一N1绝缘胶带包裹第一N1绕组，第二N1绝缘胶带包裹第二N1绕组；

N5绕组和N5绝缘胶带；N5绝缘胶带包裹N5绕组，N5绕组绕制于第一N1绝缘胶带外表层，其两端穿出变压器底板；

N6绕组和N6绝缘胶带；N6绝缘胶带包裹N6绕组，N6绕组绕制于第二N1绝缘胶带外表层，其两端穿出变压器底板；

***胶带，其位于电源变压器最***，用于包裹电源变压器的***表面。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器还包括：

N2绕组，其绕制于第一U型磁芯的其中一支臂；

N3绕组，其绕制于第二U型磁芯的其中一支臂，并与N2绕组同端，N2绕组及N3绕组还位于第一U型磁芯和第二U型磁芯的开口对接处；

N4绕组，其绕制于第一U型磁芯和第二U型磁芯的开口对接处，并与N2绕组及N3绕组正对。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器还包括：

第一气隙胶垫及第二气隙胶垫；

第一气隙胶垫设置于第一U型磁芯其中一支臂与第二U型磁芯对应支臂对接时的交接面上，将第一U型磁芯的其中一支臂与第二U型磁芯对应的支臂隔离；

第二气隙胶垫设置于第一U型磁芯另一支臂与第二U型磁芯对应另一支臂对接时的交接面上，将第一U型磁芯的另一支臂与第二U型磁芯对应的另一支臂隔离。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器还包括：

第三磁芯绝缘胶带，其设于第一U型磁芯与第一磁芯绝缘胶带之间，用于包覆第一U型磁芯外表面。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器还包括：

第四磁芯绝缘胶带，其设于第二U型磁芯与第二磁芯绝缘胶带之间，用于包覆第二U型磁芯外表面。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器还包括：

横截面呈L型的N7屏蔽铜箔，其靠近N4绕组；N7屏蔽铜箔其中一底面部分覆盖第二U型磁芯一支臂的外表面，另一底面部分覆盖第二U型磁芯底臂的外表面。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器中：

N5绕组及N6绕组均为铜箔绕制而成，铜箔的宽度为10mm，厚度为0.1mm。

根据本实用新型的一实施方式，上述电源变压器中：第一U型磁芯和第二U型磁芯均采用PC95材料制成。

与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：本实用新型中的电源变压器采用无骨架设计，作为电源变压器初级绕组的第一N1绕组和第二N1绕组直接绕制在磁芯上面，使电源变压器体积相对传统电源变压器体积更小，更适用于要求小体积电源变压器的应用场合；并且，本实用新型的电源变压器的结构相对传统电源变压器更为简单，更利于标准化生产，从而提高生产效率。而优选方案中，作为电源变压器次级绕组的N5绕组和N6绕组为使用绝缘胶带包裹的宽铜箔绕制1圈(铜箔宽10mm，厚0.4mm)，简化了线圈结构，进一步缩小了电源变压器的体积，并加强了散热效果，简化了作业方式，从而提高生产效率。

附图说明

图1为电源变压器的立体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的仰视图；

图4为电源变压器内部立体结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为电源变压器的分解示意图；

图7为电源变压器的工作原理图。

附图标记说明：1、变压器底板；2、第一U型磁芯；3、第二U型磁芯；4、第一磁芯绝缘胶带；5、第二磁芯绝缘胶带；6、第一N1绕组；7、第二N1绕组；8、第一N1绝缘胶带；9、第二N1绝缘胶带；10、N5绕组；11、N5绝缘胶带；12、N6绕组；13、N6绝缘胶带；14、***胶带；15、N2绕组；16、N3绕组；17、N4绕组；18、第三磁芯绝缘胶带；19、第四磁芯绝缘胶带；20、N7屏蔽铜箔；21、条形孔位；22、磁芯固定胶；23、第一气隙胶垫；24、第二气隙胶垫。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

关于本文中所使用之“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。

本实用新型为有关于一种电源变压器的设计，本电源变压器可应用于多类型小型化电子产品中，如小型DVD、通讯设备及GPS导航等。为使更于理解，以下实施方式将进一步说明电源变压器的结构及其所带来的好处。

结合图1-6，电源变压器包括：变压器底板1以及设于变压器底板1上的变压器本体。变压器本体包括：第一U型磁芯2、第二U型磁芯3、第一磁芯绝缘胶带4、第二磁芯绝缘胶带5、初级绕组、次级绕组及***胶带14。其中，初级绕组包括第一N1绕组6、第二N1绕组7、第一N1绝缘胶带8和第二N1绝缘胶带9。次级绕组包括N5绕组10、N5绝缘胶带11、N6绕组12及N6绝缘胶带13。

第一U型磁芯2及第二U型磁芯3二者开口对接，横向固接于变压器底板1上，具体分别通过磁芯固定胶22固定在变压器底板1上。第一磁芯绝缘胶带4缠绕于第一U型磁芯2的底臂，第二磁芯绝缘胶带5缠绕于第二U型磁芯3的底臂；第一N1绕组6绕制于第一磁芯绝缘胶带4外表层，第二N1绕组7绕制于第二磁芯绝缘胶带5的外表层，其中，第一磁芯绝缘胶带4使第一U型磁芯2与第一N1绕组6绝缘隔离，第二磁芯绝缘胶带5使第二U型磁芯3与第二N1绕组7绝缘隔离。第一N1绝缘胶带8包裹第一N1绕组6，第二N1绝缘胶带9包裹第二N1绕组7。N5绝缘胶带11包裹N5绕组10，N5绕组10绕制于第一N1绝缘胶带8外表层，其两端穿出变压器底板1；N6绝缘胶带13包裹N6绕组12，N6绕组12绕制于第二N1绝缘胶带9外表层，其两端穿出变压器底板1。***胶带14位于电源变压器最***，用于包裹电源变压器的***表面。如图3，在变压器底板1上的对应位置，开设有四个条形孔位21，N5绕组10及N6绕组12分别通过对应位置的条形孔位21穿过变压器底板1。

本例中，电源变压器采用无骨架设计，作为电源变压器初级绕组的第一N1绕组6和第二N1绕组7直接绕制在磁芯上面，使得在传输同等较大的功率(约1200W)的情况下，电源变压器体积相对传统电源变压器体积更小，更适用于要求小体积电源变压器的应用场合；而且本实用新型的电源变压器的结构相对传统电源变压器更为简单，更利于标准化生产，从而提高生产效率。

具体例中，第一U型磁芯2和第二U型磁芯3形状大小相同，二者均采用PC95材料制成，并且均采用扁平式设计，此外，还分别在第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的外表面喷涂一层绝缘漆。采用扁平设计更有利于缩小电源变压器的尺寸，本例中第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的截面积比传统电源变压器中采用的磁芯截面积大50％以上，因此可以大幅提高其功率传输功效，并且能充分利用较大的磁芯表面进行散热，使得电源变压器温升较低，从而可以长时间稳定工作；第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的外表面喷涂绝缘漆，增加了二者的绝缘效果，使其性能更稳定，使用寿命更长。而采用PC95材料制成的磁芯具有如下特性优势：

(1)初始磁导率(x10-6)：3300±25％；

(2)相对损耗因数：＜4；

(3)饱和磁通密度(mT)：530(25℃)；

(4)剩磁(mT)：80(25℃)；

(5)矫顽力(A/m)：9.5(25℃)；

(6)磁芯损耗Pc：350(kW/m3)(25℃)；300(kW/m3)(100℃)；

(7)居里温度(℃)：＞215；

(8)电阻率(Ω.m)：6.5；

(9)密度(kg/m3x103)：4.8。

上述PC95材料所具有的优越性能，进一步使得制成的电源变压器在传输效率及转换效率上都明显优于传统电源变压器。

此外，另一实例中，N5绕组10及N6绕组12均为铜箔绕制而成，铜箔的宽度为10mm，厚度为0.1mm。这样不但简化了线圈结构，缩小了电源变压器体积，还加强了散热效果，简化了作业方式，从而提高生产效率。

进一步地，如图1及6，电源变压器中，变压器本体还包括辅助绕组，辅助绕组包括：N2绕组15、N3绕组16及N4绕组17。N2绕组15绕制于第一U型磁芯2的其中一支臂；N3绕组16绕制于第二U型磁芯3的其中一支臂，并与N2绕组15同端，N2绕组15及N3绕组16还位于第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的开口对接处；N4绕组17绕制于第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的开口对接处，并与N2绕组15及N3绕组16正对。辅助绕组用于检测电压，并调节电压平衡。

更进一步地，如图6所示，电源变压器中，变压器本体还包括：第一气隙胶垫23及第二气隙胶垫24，二者均为绝缘气隙胶垫；第一气隙胶垫23设置于第一U型磁芯2其中一支臂与第二U型磁芯3对应支臂对接时的交接面上，将第一U型磁芯2的其中一支臂与第二U型磁芯3对应的支臂隔离；第二气隙胶垫24设置于第一U型磁芯2另一支臂与第二U型磁芯3对应另一支臂对接时的交接面上，将第一U型磁芯2的另一支臂与第二U型磁芯3对应的另一支臂隔离。第一气隙胶垫23及第二气隙胶垫24贴合面的面积与第一U型磁芯2的支臂及第二U型磁芯3的支臂的交接面面积相同。第一气隙胶垫23及第二气隙胶垫24用于调节电源变压器电感量的大小。

如图6，电源变压器中，变压器本体还包括第三磁芯绝缘胶带18和第四磁芯绝缘胶带19，第三磁芯绝缘胶带18设于第一U型磁芯2与第一磁芯绝缘胶带4之间，用于包覆第一U型磁芯2外表面；第四磁芯绝缘胶带19设于第二U型磁芯3与第二磁芯绝缘胶带5之间，用于包覆第二U型磁芯3外表面。第三磁芯绝缘胶带18和第四磁芯绝缘胶带19能起到进一步绝缘作用，防止安全隐患。

另一优选例中，如图6，横截面呈L型的N7屏蔽铜箔20，其靠近N4绕组17；N7屏蔽铜箔20其中一底面部分覆盖第二U型磁芯3一支臂的外表面，另一底面部分覆盖第二U型磁芯3底臂的外表面。N7屏蔽铜箔20能够有效抑制电磁干扰。

本例中，电源变压器的具体制作工序如下：

(1)将第三磁芯绝缘胶带18包于第一U型磁芯2上，覆盖第一U型磁芯2的外表面，再将第一磁芯绝缘胶带4包裹第一U型磁芯2的底臂，并覆盖住第三磁芯绝缘胶带18中位于第一U型磁芯2底臂外表面的部分；

(2)将第四磁芯绝缘胶带19包于第二U型磁芯3上，覆盖第二U型磁芯3的外表面，再将第二磁芯绝缘胶带5包裹第二U型磁芯3的底臂，并覆盖住第四磁芯绝缘胶带19中位于第二U型磁芯3底臂外表面的部分；

(3)将第一气隙胶垫23贴于第一U型磁芯2其中一支臂的截面上，将第二气隙胶垫24贴于第一U型磁芯2另一支臂的截面上，然后在第二U型磁芯3的两个支臂的截面上分别点胶，将第二U型磁芯3的两个支臂及贴附有两个气隙胶垫的第一U型磁芯2的两个支臂对应固定，使二者开口对接；本工序中，第一气隙胶垫23还可以贴于第二U型磁芯3其中一支臂的截面上，第二气隙胶垫24则贴于第二U型磁芯3另一支臂的截面上，然后在第一U型磁芯2的两个支臂的截面上分别点胶，将第一U型磁芯2及第二U型磁芯3的两个支臂分别固定，使二者开口对接，本实施例中不作限定；此时，第一气隙胶垫23及第二气隙胶垫24分别位于第一U型磁芯2与第二U型磁芯3对应的支臂之间，将支臂隔离；

(4)在第一磁芯绝缘胶带4的外表层绕制第一N1绕组6，在第一N1绕组6的外表面缠绕第一N1绝缘胶带8；

(5)在第二磁芯绝缘胶带5的外表层绕制第二N1绕组7，在第二N1绕组7的外表面缠绕第二N1绝缘胶带9；

(6)在N5绕组10的线圈上缠绕N5绝缘胶带11，再将包有N5绝缘胶带11的N5绕组10绕制于第一N1绝缘胶带8的外表面；

(7)在N6绕组12的线圈上缠绕N6绝缘胶带13，再将包有N6绝缘胶带13的N6绕组12绕制于第二N1绝缘胶带9的外表面；

(8)在第一U型磁芯2的其中一支臂绕制N2绕组15，在第二U型磁芯3的其中一支臂绕制N3绕组16，N2绕组15与N3绕组16二者位于第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的开口对接处；

(9)第一U型磁芯2和第二U型磁芯3的开口对接处绕制N4绕组17，N4绕组17与N2绕组15及N3绕组16正对；

(10)将第一U型磁芯2和第二U型磁芯3通过磁芯固定胶22横向固定于变压器底板1上，其中N5绕组10及N6绕组12的两端分别穿过变压器底板1上的条形孔位21，将磁芯固定胶22烤干后，将N7屏蔽铜箔20安装在第二U型磁芯3上，N7屏蔽铜箔20靠近N4绕组17，其其中一底面部分覆盖第二U型磁芯3一支臂的外表面，另一底面部分覆盖第二U型磁芯3底臂的外表面；

(11)在电源变压器的最***缠上***胶带14，以包裹电源变压器的***表面。

上述制作工序中，还可以根据实际情况进行适当调整，比如：还可以依次按照(1)、(2)、(3)、(4)、(6)、(5)、(7)、(8)、(9)、(10)、(11)的顺序进行，或按照(1)、(2)、(3)、(8)、(9)、(4)、(6)、(5)、(7)、(10)、(11)的顺序进行，或按照(1)、(2)、(3)、(8)、(9)、(4)、(5)、(6)、(7)、(10)、(11)的顺序进行，具体不做限定。

对于本实施例中的电源变压器，其工作原理如图7所示。其中，各绕组及绝缘胶带的绕制方式如下表1所示：

表1

本实施例中制成的电源变压器的电气特性如下：

1、电感量：

L(A-B)：1200uH±10％at 1KHz，0.3V

2、漏感：

LK(A-B)：30uH MAX at 60KHz，1V，短路1，2，3，4端子引脚

3、耐高压：

HI-POT TEST：PRI-SEC 3.0KV AC 60Hz 5mA 60S

SEC-CORE 3.0KV AC 60Hz 5mA 60S

PRI-CORE 1.5KV AC 60Hz 5mA 60S

本实施例中，电源变压器在传输同等较大的功率(约1200W)的情况下，体积相对传统电源变压器体积更小；磁芯采用PC95材料制成并为扁平结构，初级绕组、次级绕组、辅助绕组以及各绝缘胶带的整体绕制设计，还能大幅提高电源变压器功率转换效率。

上所述仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，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理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种电源变压器，其特征在于，包括：

变压器底板(1)；

第一U型磁芯(2)和第二U型磁芯(3)，二者开口对接且横向固接于变压器底板(1)上；

第一磁芯绝缘胶带(4)和第二磁芯绝缘胶带(5)；第一磁芯绝缘胶带(4)缠绕于第一U型磁芯(2)的底臂，第二磁芯绝缘胶带(5)缠绕于第二U型磁芯(3)的底臂；

第一N1绕组(6)和第二N1绕组(7)；第一N1绕组(6)绕制于第一磁芯绝缘胶带(4)外表层，第二N1绕组(7)绕制于第二磁芯绝缘胶带(5)的外表层；

第一N1绝缘胶带(8)和第二N1绝缘胶带(9)；第一N1绝缘胶带(8)包裹第一N1绕组(6)，第二N1绝缘胶带(9)包裹第二N1绕组(7)；

N5绕组(10)和N5绝缘胶带(11)；N5绝缘胶带(11)包裹N5绕组(10)，N5绕组(10)绕制于第一N1绝缘胶带(8)外表层，其两端穿出变压器底板(1)；

N6绕组(12)和N6绝缘胶带(13)；N6绝缘胶带(13)包裹N6绕组(12)，N6绕组(12)绕制于第二N1绝缘胶带(9)外表层，其两端穿出变压器底板(1)；

***胶带(14)，其位于电源变压器最***，用于包裹电源变压器的***表面。

2.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，还包括：

N2绕组(15)，其绕制于第一U型磁芯(2)的其中一支臂；

N3绕组(16)，其绕制于第二U型磁芯(3)的其中一支臂，并与N2绕组(15)同端，N2绕组(15)及N3绕组(16)还位于第一U型磁芯(2)和第二U型磁芯(3)的开口对接处；

N4绕组(17)，其绕制于第一U型磁芯(2)和第二U型磁芯(3)的开口对接处，并与N2绕组(15)及N3绕组(16)正对。

3.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，还包括：

第一气隙胶垫(23)及第二气隙胶垫(24)；

第一气隙胶垫(23)设置于第一U型磁芯(2)其中一支臂与第二U型磁芯(3)对应支臂对接时的交接面上，将第一U型磁芯(2)的其中一支臂与第二U型磁芯(3)对应的支臂隔离；

第二气隙胶垫(24)设置于第一U型磁芯(2)另一支臂与第二U型磁芯(3)对应另一支臂对接时的交接面上，将第一U型磁芯(2)的另一支臂与第二U型磁芯(3)对应的另一支臂隔离。

4.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，还包括：

第三磁芯绝缘胶带(18)，其设于第一U型磁芯(2)与第一磁芯绝缘胶带(4)之间，用于包覆第一U型磁芯(2)外表面。

5.根据权利要求1所述的电源变压器，其特征在于，还包括：

第四磁芯绝缘胶带(19)，其设于第二U型磁芯(3)与第二磁芯绝缘胶带(5)之间，用于包覆第二U型磁芯(3)外表面。

6.根据权利要求2所述的电源变压器，其特征在于，还包括：

横截面呈L型的N7屏蔽铜箔(20)，其靠近N4绕组(17)；N7屏蔽铜箔(20)其中一底面部分覆盖第二U型磁芯(3)一支臂的外表面，另一底面部分覆盖第二U型磁芯(3)底臂的外表面。

7.根据权利要求1-6任一所述的电源变压器，其特征在于：N5绕组(10)及N6绕组(12)均为铜箔绕制而成，铜箔的宽度为10mm，厚度为0.1mm。

8.根据权利要求1-6任一所述的电源变压器，其特征在于：第一U型磁芯(2)和第二U型磁芯(3)均采用PC95材料制成。