高頻高壓變壓器的製作方法

2023-04-25 19:17:17

本發明涉及高頻變壓器技術領域，尤其涉及一種高頻高壓變壓器。

背景技術：

目前，高頻高壓變壓器多為繞線式結構，初級線圈多採用銅箔或勵磁線繞制而成，次級線圈多採用超細線分層繞制而成或分槽繞制而成。因此，繞組之間和繞組層間絕緣的一致性不能保證，且高頻高壓變壓器體積很大，洩漏電感和寄生電容等參數過大，使得高頻高壓變壓器的性能不能完全發揮出來。

技術實現要素：

本發明的主要目的在於提供一種高頻高壓平面變壓器，以解決現有技術中繞組之間一致性不好和繞組層間絕緣不一致，且現有的高頻高壓變壓器體積很大，因此洩漏電感和寄生電容等參數過大，從而使得高頻高壓變壓器的性能不能完全發揮出來的問題。

為了達到上述目的，本發明提供了一種高頻高壓變壓器，其特徵在於，包括上u型磁芯、下u型磁芯、第一氣隙墊片、第二氣隙墊片、初級線圈和多層由上至下依次設置的pcb板；

所述上u型磁芯包括第一上臂、第二上臂和上連接部，該上連接部一體成型於所述第一上臂和所述第二上臂之間；

所述下u型磁芯包括第一下臂、第二下臂和下連接部，該下連接部一體成型於所述第一下臂和所述第二下臂之間；

所述第一上臂與所述第一下臂之間彼此正對，所述第二上臂與所述第二下臂之間彼此正對；

所述第一上臂和所述第一下臂之間通過所述第一氣隙墊片隔開，所述第二上臂和所述第二下臂之間通過第二氣隙墊片隔開；

所述第一上臂和所述第一下臂組成第一磁芯柱，所述第二上臂和所述第二下臂組成第二磁芯柱；

所述初級線圈卷繞於所述第一磁芯柱上；

所述多層pcb板的中心位置都設置有通孔；所述第二磁芯柱穿過所述多層pcb板包括的通孔；

各層所述pcb板上分別印製有繞於其上設置的通孔的次級繞組；

每一層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭與相鄰下一層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭電連接，以形成次級線圈；

每兩層相鄰的所述pcb板之間形成有空氣間隙。

實施時，所述上u型磁芯和所述下u型磁芯都為鐵氧體磁芯。

實施時，所述第一氣隙墊片和所述第二氣隙墊片都由非磁性絕緣材料製成。

實施時，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由內向外設置，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由外向內設置；或者，

偶數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由內向外設置，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由外向內設置。

實施時，每兩層相鄰的所述pcb板通過隔墊柱隔開，以使得每兩層相鄰的所述pcb板之間形成空氣間隙。

實施時，所述隔墊柱由非導體絕緣材料製成。

實施時，本發明所述的高頻高壓變壓器，其特徵在於，還包括n層第一絕緣層和m層第二絕緣層；n和m都為正整數；

所述第一絕緣層設置於所述初級線圈和所述第一磁芯柱之間；

所述第二絕緣層圍繞著所述初級線圈背向所述第一絕緣層的一面設置。

實施時，n和m都大於或等於10。

實施時，所述初級線圈包括由40股0.1毫米的導線繞制而成的5圈繞組。

與現有技術相比，本發明所述的高頻高壓變壓器採用了新型的平面pcb(printedcircuitboard，印製電路板)變壓器技術，運用該技術設計而成的高頻高壓變壓器，能有效解決繞組之間絕緣一致性不好和繞組層間絕緣不一致的瓶頸；同時pcb板疊層串聯的結構使得繞組間耦合更好，極大的減小了寄生電感和寄生電容等參數，可以最大限度的發揮出高頻高壓變壓器的性能；高頻高壓變壓器的體積也可以進一步減小。

附圖說明

圖1是本發明所述的高頻高壓變壓器的一具體實施例的側視圖；

圖2是本發明所述的高頻高壓平面變壓器的該具體實施例的俯視圖；

圖3是本發明所述的高頻高壓平面變壓器的該具體實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

本發明實施例所述的高頻高壓平面變壓器包括上u型磁芯、下u型磁芯、第一氣隙墊片、第二氣隙墊片、初級線圈和多層由上至下依次設置的pcb板；

所述上u型磁芯包括第一上臂、第二上臂和上連接部，該上連接部一體成型於所述第一上臂和所述第二上臂之間；

所述下u型磁芯包括第一下臂、第二下臂和下連接部，該下連接部一體成型於所述第一下臂和所述第二下臂之間；

所述第一上臂與所述第一下臂之間彼此正對，所述第二上臂與所述第二下臂之間彼此正對；

所述第一上臂和所述第一下臂之間通過所述第一氣隙墊片隔開，所述第二上臂和所述第二下臂之間通過第二氣隙墊片隔開；

所述第一上臂和所述第一下臂組成第一磁芯柱，所述第二上臂和所述第二下臂組成第二磁芯柱；

所述初級線圈卷繞於所述第一磁芯柱上；

所述多層pcb板的中心位置都設置有通孔；所述第二磁芯柱穿過所述多層pcb板包括的通孔；

各層所述pcb板上分別印製有繞於其上設置的通孔的次級繞組；

每一層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭與相鄰下一層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭電連接，以形成次級線圈；

每兩層相鄰的所述pcb板之間形成有空氣間隙。

在實際操作時，頂層pcb板上印製的次級繞組的起頭、底層pcb板上印製的次級繞組的尾頭分別是本發明實施例所述的高頻高壓變壓器包括的次級線圈的兩端。

本發明實施例所述的高頻高壓變壓器採用了新型的平面pcb(printedcircuitboard，印製電路板)變壓器技術，運用該技術設計而成的高頻高壓變壓器，能有效解決繞組之間絕緣一致性不好和繞組層間絕緣不一致的瓶頸；同時pcb板疊層串聯的結構使得繞組間耦合更好，極大的減小了寄生電感和寄生電容等參數，可以最大限度的發揮出高頻高壓變壓器的性能；高頻高壓變壓器的體積也可以進一步減小。

且該新型的平面pcb變壓器技術能夠實現兼容性的功能，多種不同的繞組比例關係及多種磁路形狀的結構和磁路氣隙的組合，能將高頻高壓變壓器的性能最大限度的發揮出來。

具體的，所述上u型磁芯和所述下u型磁芯可以都為鐵氧體磁芯。

在實際操作時，所述第一氣隙墊片和所述第二氣隙墊片都由非磁性絕緣材料製成，以在兩u型磁芯之間形成磁路氣隙。

根據一種具體實施方式，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由可以內向外設置，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔可以由外向內設置；也即，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭靠近該層pcb板上的通孔，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭離該通孔較遠，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭靠近該層pcb板上的通孔，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭離該通孔較遠，以使得每一層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭與相鄰下一層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭之間的距離較近，相互連接時比較方便。

根據另一種具體實施方式，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由內向外設置，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組繞著相應通孔由外向內設置。也即，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭靠近該層pcb板上的通孔，奇數層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭離該通孔較遠，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭靠近該層pcb板上的通孔，偶數層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭離該通孔較遠，以使得每一層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭與相鄰下一層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭之間的距離較近，相互連接時比較方便。

在實際操作時，每兩層相鄰的所述pcb板通過隔墊柱隔開，以使得每兩層相鄰的所述pcb板之間形成空氣間隙。

具體的，所述隔墊柱可以由非導體絕緣材料製成。

實際操作時，本發明實施例所述的高頻高壓變壓器還包括n層第一絕緣層和m層第二絕緣層，以保證初級線圈的絕緣性；n和m都為正整數；

所述第一絕緣層設置於所述初級線圈和所述第一磁芯柱之間；

所述第二絕緣層圍繞著所述初級線圈背向所述第一絕緣層的一面設置。

也即，在本發明實施例所述的高頻高壓變壓器中，所述第一絕緣層圍繞著所述第一磁芯柱設置，所述第二絕緣層也圍繞著所述第一磁芯柱設置，所述第一絕緣層離所述第一磁芯柱較近，所述第二絕緣層離所述第一磁芯柱較遠，所述初級線圈設置於所述第一絕緣層和所述第二絕緣層之間。

在具體實施時，第一絕緣層為多層，第二絕緣層也為多層。每一層所述第一絕緣層的厚度可以在0.3mm至0.8mm之間，每一層所述第二絕緣層的厚度可以在0.3mm至0.8mm之間。

優選的，n和m都大於或等於10，這樣初級線圈的絕緣性較好。

在實際操作時，所述初級線圈可以包括由40股0.1毫米的導線繞制而成的5圈繞組，以上初級線圈的結構僅用於舉例，並非對初級線圈的結構進行限定，初級線圈的結構可以根據實際情況而定。

下面通過一具體實施例來說明本發明所述的高頻高壓變壓器。

如圖1(圖1是本發明所述的高頻高壓平面變壓器的一具體實施例的側視圖)、圖2(圖2是本發明所述的高頻高壓平面變壓器的該具體實施例的俯視圖)、圖3(圖3是本發明所述的高頻高壓平面變壓器的該具體實施例的結構示意圖)所示，本發明所述的高頻高壓平面變壓器的一具體實施例包括上u型磁芯11、下u型磁芯12、第一氣隙墊片13、第二氣隙墊片(圖1、圖2、圖3中未示出)、初級線圈14、10層第一絕緣層15(在實際操作時，每一層所述第一絕緣層15的厚度可以在0.5mm(毫米)左右，由於每一層第一絕緣層的厚度較小，因此在圖1、圖2中未繪製出10層，僅用以示意)、10層第二絕緣層16(在實際操作時，每一層所述第二絕緣層16的厚度可以在0.5mm(毫米)左右，由於每一層第二絕緣層的厚度較小，因此在圖1、圖2中未繪製出10層，僅用以示意)和由上至下依次設置的14層pcb板；

所述上u型磁芯包括第一上臂、第二上臂和上連接部，該上連接部一體成型於所述第一上臂和所述第二上臂之間；

所述下u型磁芯包括第一下臂、第二下臂和下連接部，該下連接部一體成型於所述第一下臂和所述第二下臂之間；

所述第一上臂與所述第一下臂之間彼此正對，所述第二上臂與所述第二下臂之間彼此正對；

所述第一上臂和所述第一下臂之間通過所述第一氣隙墊片13隔開，所述第二上臂和所述第二下臂之間通過第二氣隙墊片(圖1、圖2、圖3中未示出)隔開；所述第一氣隙墊片13和所述第二氣隙墊片都由非磁性絕緣材料製成；

所述第一上臂和所述第一下臂組成第一磁芯柱，所述第二上臂和所述第二下臂組成第二磁芯柱；

所述初級線圈14卷繞於所述第一磁芯柱上；

所述第一絕緣層15設置於所述初級線圈14和所述第一磁芯柱之間；

所述第二絕緣層16圍繞著所述初級線圈14背向所述第一絕緣層15的一面設置；也即，所述初級線圈14設置於所述第一絕緣層15和所述第二絕緣層16之間(在圖3中，僅示出了離所述第一磁芯柱最遠的第二絕緣層16)；

所述多層pcb板的中心位置都設置有通孔；所述第二磁芯柱穿過所述14層pcb板各自包括的通孔；

各層所述pcb板上分別印製有繞於其上設置的通孔的次級繞組；

每一層所述pcb板上印製的次級繞組的尾頭與相鄰下一層所述pcb板上印製的次級繞組的起頭電連接，以形成次級線圈；

每兩層相鄰的所述pcb板通過隔墊柱隔開，以使得每兩層相鄰的所述pcb板之間形成空氣間隙；所述隔墊柱由非導體絕緣材料製成。

在該具體實施例中，所述初級線圈可以包括由40股0.1毫米的導線繞制而成的5圈繞組。

在圖1、圖3中，標示為pcb1、pcb2、pcb3、pcb4、pcb5、pcb6、pcb7、pcb8、pcb9、pcb10、pcb11、pcb12、pcb13、pcb14的分別為第一層pcb板、第二層pcb板、第三層pcb板、第四層pcb板、第五層pcb板、第六層pcb板、第七層pcb板、第八層pcb板、第九層pcb板、第十層pcb板、第十一層pcb板、第十二層pcb板、第十三層pcb板、第十四層pcb板；

在圖3中，標示為g1、g2、g3、g4、g5、g6、g7、g8、g9、g10、g11、g12、g13的分別為第一隔墊柱、第二隔墊柱、第三隔墊柱、第四隔墊柱、第五隔墊柱、第六隔墊柱、第七隔墊柱、第八隔墊柱、第九隔墊柱、第十隔墊柱、第十一隔墊柱、第十二隔墊柱、第十三隔墊柱(在圖1中未示出以上隔墊柱)；例如，如圖1、圖3所示，在pcb2和pcb3之間形成有空氣間隙10；

在本發明所述的高頻高壓平面變壓器的具體實施例中，奇數層所述pcb板(也即pcb1、pcb3、pcb5、pcb7、pcb9、pcb11、pcb13)上印製的次級繞組繞著相應通孔由內向外設置，偶數層所述pcb板(也即pcb2、pcb4、pcb6、pcb8、pcb10、pcb12、pcb14)上印製的次級繞組繞著相應通孔由外向內設置；

pcb1上印製的次級繞組的尾頭與pcb2上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb2上印製的次級繞組的尾頭與pcb3上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb3上印製的次級繞組的尾頭與pcb4上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb4上印製的次級繞組的尾頭與pcb5上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb5上印製的次級繞組的尾頭與pcb6上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb6上印製的次級繞組的尾頭與pcb7上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb7上印製的次級繞組的尾頭與pcb8上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb8上印製的次級繞組的尾頭與pcb9上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb9上印製的次級繞組的尾頭與pcb10上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb10上印製的次級繞組的尾頭與pcb11上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb11上印製的次級繞組的尾頭與pcb12上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb12上印製的次級繞組的尾頭與pcb13上印製的次級繞組的起頭電連接，pcb13上印製的次級繞組的尾頭與pcb14上印製的次級繞組的起頭電連接，以形成次級線圈；

pcb1和pcb2之間通過g1隔開，以使得pcb1和pcb2之間形成空氣間隙；pcb2和pcb3之間通過g2隔開，以使得pcb2和pcb3之間形成空氣間隙；pcb3和pcb4之間通過g3隔開，以使得pcb3和pcb4之間形成空氣間隙；pcb4和pcb5之間通過g4隔開，以使得pcb4和pcb5之間形成空氣間隙；pcb5和pcb6之間通過g5隔開，以使得pcb5和pcb6之間形成空氣間隙；pcb6和pcb7之間通過g6隔開，以使得pcb6和pcb7之間形成空氣間隙；pcb7和pcb8之間通過g7隔開，以使得pcb7和pcb8之間形成空氣間隙；pcb8和pcb9之間通過g8隔開，以使得pcb8和pcb9之間形成空氣間隙；pcb9和pcb10之間通過g9隔開，以使得pcb9和pcb10之間形成空氣間隙；pcb10和pcb11之間通過g10隔開，以使得pcb10和pcb11之間形成空氣間隙；pcb11和pcb12之間通過g11隔開，以使得pcb11和pcb12之間形成空氣間隙；pcb12和pcb13之間通過g12隔開，以使得pcb12和pcb3之間形成空氣間隙；pcb13和pcb14之間通過g13隔開，以使得pcb13和pcb4之間形成空氣間隙。

在圖1、圖2、圖3所示的本發明所述的高頻高壓平面變壓器的具體實施例中，各個隔墊柱的尺寸可以是固定的，以保證相鄰兩層pcb板之間的空氣間隙更加穩定，第一層pcb板上和第十四層pcb板上可以設置有凹槽，通過金屬卡簧固定，使得次級線圈的穩定性和牢固性更好。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。