一種高壓變壓器及其製作方法

2023-05-29 22:35:36

一種高壓變壓器及其製作方法
【專利摘要】一種高壓變壓器及其製作方法，涉及變壓器【技術領域】，其結構包括UU型磁芯、初級繞組和次級繞組，由於採用通常用於製作電感的UU型磁芯，可將實現高壓的次級繞組和實現低壓的初級繞組分開，次級繞組與初級繞組之間填充固定膠，可起到很好的分隔作用，有效地將次級繞組和初級繞組（即初級和次級）隔開，有效避免高壓不良，使得產品的整體性能更好；通過設置針腳，用戶使用變壓器時，可直接插接，與現有技術僅使用引線來焊接相比，使用起來更加方便；由於設置有外殼，可起到防水的作用，且可避免觸碰到高壓端；也可增大與其它電子元件之間的爬電距離，可挨近其它電子元件設置，實現縮小電路板的目的，進而滿足電子產品的小型化的需求。
【專利說明】一種高壓變壓器及其製作方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及變壓器【技術領域】，特別是涉及一種高壓變壓器及其製作方法。

【背景技術】
[0002] 變壓器（Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件 是初級線圈、次級線圈、骨架和磁芯。
[0003] 在目前的電子技術中，變壓器是不可缺少的元器件。變壓器常用的有降壓變壓器 和升壓變壓器。在變壓器中，繞制變壓器時，各個繞組線圈的導線和各種絕緣材料的總截面 積與鐵心口字形窗口的面積之比稱為窗口利用率，窗口利用率越大越好，然而，窗口利用率 受磁體形狀、繞線規格和骨架尺寸等的限制，往往不能達到很高，而骨架作為一種磁體支撐 和繞組定型的裝置，理論上對器件的電磁特性沒有任何作用，但卻佔用了一定的窗口面積， 減小了繞組的繞制面積，因此，為了提高窗口利用率，專利號為ZL200910143871.8的中國 發明專利公開了一種高壓變壓器及其加工方法，其結構包括：磁芯、繞組、絕緣膠帶，磁芯 是由兩塊磁體構成，兩塊磁體的外側對接面用膠體固定，繞組繞制在兩塊磁體的中柱面上， 絕緣膠帶纏繞在繞組的表面；其方法是（a)用膠體將磁芯固定，所述磁芯是由兩塊磁體構 成；（b)在所述兩塊磁體的中柱外側面墊上薄板；（c)將繞組和絕緣膠帶繞制在墊有所述薄 板的所述兩塊磁體的中柱上；（d)抽出所述薄板。
[0004] 以上的高壓變壓器存在如下問題：（1)採用的是EE型的磁芯，繞組全部繞制在所 述兩塊磁體的中柱上，初、次級之間會有一定的影響，如果做成高壓變壓器，初、次級之間將 會產生高壓不良；（2)-般現有技術的無骨架變壓器，一般是繞組的漆包線直接出線或者 接引出線來作為焊接腳，焊接時很不方便；（3)該變壓器不能防水；4)該變壓器與其它電子 元件需要有足夠的距離才行。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在於避免現有技術中的不足之處而提供一種高壓變壓器及其製作 方法，該高壓變壓器的窗口利用率高，降低成本，整體性能好，可降低對繞線的要求，可方便 用戶使用，可實現防水以及增大與其它電子元件之間的爬電距離；該高壓變壓器的製作方 法簡單，製作要求低，對材料的要求也低。
[0006] 本發明的目的通過以下技術方案實現： 提供一種高壓變壓器，其特徵在於：包括互相對接的第一 U型磁芯和第二U型磁芯、夕卜 殼和引腳，所述第一 U型磁芯和第二U型磁芯均包括兩個磁條，所述第一 U型磁芯的第一個 磁條與所述第二U型磁芯的第一個磁條對接形成高壓磁條，所述第一 U型磁芯的第二個磁 條與所述第二U型磁芯的第二個磁條對接形成低壓磁條； 所述外殼包括帶腔殼體和底板，所述底板封閉所述帶腔殼體的開口；所述變壓器還包 括次級繞組、初級繞組和固定膠； 所述高壓磁條置於所述次級繞組中間，所述低壓磁條置於所述初級繞組中間，所述次 級繞組包括多層細繞線和第一絕緣膜，所述第一絕緣膜位於相鄰的兩層細繞線之間；所述 初級繞組包括多層粗繞線和第二絕緣膜，所述第二絕緣膜位於相鄰的兩層粗繞線之間； 所述次級繞組的匝數大於所述初級繞組的匝數； 所述高壓磁條、低壓磁條、次級繞組和初級繞組均置於所述帶腔殼體； 所述次級繞組和初級繞組均有引線； 所述底板設有與所述引線數量相同的針腳，其中一根針腳的一端與其中一根引線連 接，所述一根針腳的另一端外露於所述外殼； 所述固定膠位於帶腔殼體內的空隙。
[0007] 其中，所述針腳固定於所述底板的周緣。
[0008] 其中，所述底板設有供所述針腳穿過的通孔，一根針腳固定於一個通孔。
[0009] 其中，所述細繞線的直徑為0· 12mm±0. 02臟，所述粗繞線的直徑為 0. 40mm±0. 02mm。
[0010] 其中，所述絕緣膜設為聚酯薄膜。
[0011] 其中，所述帶腔殼體包括上部和下部，所述上部的水平橫截面為橢圓形，所述下部 包括兩個並排的圓形柱腔。
[0012] 其中，所述次級繞組和所述初級繞組分別位於所述兩個並排的圓形柱腔。
[0013] 其中，所述第一 U型磁芯的水平部位於所述帶腔殼體的上部。
[0014] 其中，還包括有高壓輸出線，所述高壓輸出線從所述次級繞組引出。
[0015] 一種製作以上的高壓變壓器的方法，包括如下步驟： 第一、製作材料： (1) 、製作繞組： A、 在治具上繞制次級繞組：先在治具上包一層絕緣膜，在治具上密繞一層細繞線後加 一層絕緣膜，如此循環得到次級繞組； B、 將所述次級繞組從治具上取下； C、 使用如步驟A和B的方法得到初級繞組； (2) 、製作引線：在所述次級繞組和所述初級繞組上引出引線，在所述次級繞組上引出 高壓輸出線； (3) 、製作帶腔殼體：注塑帶腔殼體，使得帶腔殼體包括上部和下部，所述上部的水平橫 截面為橢圓形，所述下部包括兩個並排的圓形柱腔； (4) 、製作底板：製作與所述帶腔殼體的形狀相匹配的底板； (5) 、製作針腳：在所述底板上固定針腳，所述針腳的數量與所述引線的數量相同，所述 針腳的一端位於所述底板的一側，所述針腳的另一端位於所述底板的另一側； 第二，裝配變壓器： (1 )、將次級繞組和初級繞組分別置於第一 U型磁芯的兩個磁條；； (2) 、將第二U型磁芯與第一 U型磁芯對接固定； (3) 、將由第一 U型磁芯、次級繞組、初級繞組和第二U型磁芯構成的整體放入帶腔殼 體； (4) 、將針腳與引線一一對應焊接； (5) 、在帶腔殼體內灌固定膠，使固定膠充滿帶腔殼體內的所有空隙； (6) 、將底板壓緊； (7) 、用固定膠將底板包覆。
[0016] 本發明的有益效果： 第一：由於採用通常用於製作電感的UU型磁芯（即兩個U型磁芯對接)，因此，可將實現 高壓的次級繞組和實現低壓的初級繞組分開，次級繞組與初級繞組之間填充固定膠，可起 到很好的分隔作用，有效地將次級繞組和初級繞組（即初級和次級）隔開，有效避免高壓不 良，使得產品的整體性能更好。
[0017] 第二：通過設置針腳，用戶使用變壓器時，可直接插接，與現有技術僅使用引線來 焊接相比，使用起來更加方便。
[0018] 第三：由於設置有外殼，與現有技術的變壓器基本都不設外殼相比，可起到防水的 作用，且可避免觸碰到高壓端。
[0019] 第四：由於設置有外殼，與現有技術的變壓器基本都不設外殼相比，可增大與其它 電子元件之間的爬電距離，可挨近其它電子元件設置，實現縮小電路板的目的，進而滿足電 子產品的小型化的需求。
[0020] 第五：常規的次級繞組（即高壓輸出部分）是一層繞制完成，這樣變壓器內部的電 壓差較大，不利於產品的使用，同時對繞線的要求也較高。而本實施例分多層繞制，同層的 電壓差較小，不同層之間有絕緣層，用來隔離不同層，對繞線的要求也不必那麼高。
[0021] 第六：由於去掉骨架，可增大窗口的利用率，降低成本。
[0022] 第七：本發明的製作方法製作簡單，製作要求低，對材料的要求也低，只需要使用 普通的漆包線作為繞組的繞線和選用普通的聚酯薄膜作為絕緣膜即可，繞線也可使用現有 的繞線設備，無需增加製作成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 利用附圖對發明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發明的任何限制， 對於本領域的普通技術人員，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據以下附圖獲得其 它的附圖。
[0024] 圖1是本發明的一種高壓變壓器的第一個視角的整體結構示意圖。
[0025] 圖2是本發明的一種高壓變壓器的第二個視角的整體結構示意圖。
[0026] 圖3是本發明的一種高壓變壓器的第三個視角的整體結構示意圖。
[0027] 圖4是本發明的一種高壓變壓器的一個截面示意圖。
[0028] 圖5是本發明的一種高壓變壓器的初級繞組的結構示意圖。
[0029] 圖6是本發明的一種高壓變壓器的次級繞組的結構示意圖。
[0030] 圖中包括有： 1- -第一 u型磁芯； 2- -第二U型磁芯； 3- -外殼、31--帶腔殼體、311--上部、312--下部、3 2--底板； 4- -高壓磁條； 5-低壓磁條； 6--次級繞組； 7- 初級繞組； 8- -固定膠； 9- -第一絕緣膜； 10- -第二絕緣膜； 11 針腳； 12 聞壓輸出線。

【具體實施方式】
[0031] 結合以下實施例對本發明作進一步描述。
[0032] 實施例1。
[0033] 本實施例的一種高壓變壓器，如圖1至圖4所示，包括互相對接的第一 U型磁芯1 和第二U型磁芯2、外殼3和引腳，所述第一 U型磁芯1和第二U型磁芯2均包括兩個磁條， 所述第一 U型磁芯1的第一個磁條與所述第二U型磁芯2的第一個磁條對接形成高壓磁條 4,所述第一 U型磁芯1的第二個磁條與所述第二U型磁芯2的第二個磁條對接形成低壓磁 條5 ; 所述外殼3包括帶腔殼體31和底板32,所述底板32封閉所述帶腔殼體31的開口；所 述變壓器還包括次級繞組6、初級繞組7和固定膠8 ; 所述高壓磁條4置於所述次級繞組6中間，所述低壓磁條5置於所述初級繞組7中間， 如圖5所示，所述次級繞組6包括多層細漆包線和第一絕緣膜9,所述第一絕緣膜9位於相 鄰的兩層細漆包線之間；如圖6所示，所述初級繞組7包括多層粗漆包線和第二絕緣膜10， 所述第二絕緣膜10位於相鄰的兩層粗漆包線之間； 所述次級繞組6的匝數大於所述初級繞組7的匝數； 所述高壓磁條4、低壓磁條5、次級繞組6和初級繞組7均置於所述帶腔殼體31 ; 所述次級繞組6和初級繞組7均有引線； 所述底板32設有與所述引線數量相同的針腳11，一根所述針腳11的一端與一根所述 引線連接，所述針腳11的另一端外露於所述外殼3 ; 所述固定膠8位於帶腔殼體31內的空隙。
[0034] 本高壓變壓器可輸出12000V以上的高壓。
[0035] 本發明的高壓變壓器，具有以下的有益效果： 第一：由於採用通常用於製作電感的UU型磁芯（即兩個U型磁芯對接)，因此，可將實現 高壓的次級繞組6和實現低壓的初級繞組7分開，次級繞組6與初級繞組7之間填充固定 膠8,可起到很好的分隔作用，有效地將次級繞組6和初級繞組7 (即初級和次級）隔開，有 效避免高壓不良，使得產品的整體性能更好；第二：通過設置針腳11，用戶使用變壓器時， 可直接插接，與現有技術僅使用引線來焊接，使用起來更加方便；第三：由於設置有外殼3， 與現有技術的變壓器基本都不設外殼3相比，可起到防水的作用，且可避免觸碰到高壓端； 第四：由於設置有外殼3,與現有技術的變壓器基本都不設外殼3相比，可增大與其它電子 元件之間的爬電距離，可挨近其它電子元件設置，實現縮小電路板的目的，進而滿足電子產 品的小型化的需求；第五：常規的次級繞組6 (即高壓輸出部分)是一層繞制完成，這樣變壓 器內部的電壓差較大，不利於產品的使用，同時對漆包線的要求也較高。而本實施例分多層 繞制，同層的電壓差較小，不同層之前有絕緣層，用來隔離不同層，對漆包線的要求也不必 那麼高；第六：由於去掉骨架，可增大窗口的利用率，降低成本。
[0036] 具體的，如圖3和圖4所不，所述針腳11固定於所述底板32的周緣，可卡緊於底 板32和帶腔殼體31之間，使得針腳11不易晃動。
[0037] 具體的，所述細漆包線的直徑為0. 12mm (誤差範圍在0. 02mm左右)，所述粗漆包線 的直徑為〇. 40mm (誤差範圍在0. 02mm左右)，採用細漆包線可繞制更多的圈數，進而形成高 壓；採用粗漆包線可繞制的圈數少，可形成低壓，在此，漆包線的細與粗是在同一個高壓變 壓器的相對概念。
[0038] 具體的，所述絕緣膜設為聚酯薄膜，聚酯薄膜的絕緣效果比其它的絕緣材料的效 果好。
[0039] 具體的，所述帶腔殼體31包括上部311和下部312,所述上部311的水平橫截面 為橢圓形，所述下部312包括兩個並排的圓形柱腔，這種結構更加緊湊，使得變壓器更加小 巧，佔用空間小。
[0040] 具體的，所述次級繞組6和所述初級繞組7分別位於所述兩個並排的圓形柱腔，使 用圓形柱腔來固定次級繞組6和初級繞組7,可防止次級繞組6和初級繞組7在灌膠之前輕 易移動，可確保次級繞組6和初級繞組7與U型磁芯的距離。
[0041] 具體的，所述第一U型磁芯1的水平部位於所述帶腔殼體31的上部311，可很好地 固定第一 U型磁芯1，由於第二U型磁芯2與第一個U型磁芯對接固定，因此，也同時固定了 第二U型磁芯2的位置。
[0042] 具體的，還包括有高壓輸出線12,所述高壓輸出線12從所述次級繞組6引出，同 時，高壓輸出線12外露於外殼3,用於與高壓設備連接。
[0043] 實施例2。
[0044] 本實施例的一種高壓變壓器，本實施例的其他結構與實施例1相同，不同之處在 於：所述底板32設有供所述針腳11穿過的通孔，一根所述針腳11固定於一個所述通孔，這 樣底板32與帶腔殼體31之間就不會有縫隙，外觀更加美觀。
[0045] 實施例2。
[0046] 本實施例的製作實施例1或者實施例2的高壓變壓器的方法，包括如下步驟： 第一、製作材料： (1) 、製作繞組： A、 在治具上繞制次級繞組6 :先在治具上包一層絕緣膜，在治具上密繞一層細漆包線 後加一層絕緣膜，如此循環得到次級繞組6 ; B、 將所述次級繞組6從治具上取下； C、 使用如步驟A和B的方法得到初級繞組7 ; (2) 、製作引線：在所述次級繞組6和所述初級繞組7上引出引線，在所述次級繞組6上 引出商壓輸出線12 ; (3) 、製作帶腔殼體31 :注塑帶腔殼體31，使得帶腔殼體31包括上部311和下部312， 所述上部311的水平橫截面為橢圓形，所述下部312包括兩個並排的圓形柱腔； (4) 、製作底板32 :製作與所述帶腔殼體31的形狀相匹配的底板32 ; (5) 、製作針腳11 :在所述底板32上固定針腳11，所述針腳11的數量與所述引線的數 量相同，所述針腳11的一端位於所述底板32的一側，所述針腳11的另一端位於所述底板 32的另一側； 第二，裝配變壓器： (1 )、將次級繞組6和初級繞組7分別置於第一 U型磁芯1的兩個磁條；； (2) 、將第二U型磁芯2與第一 U型磁芯1對接固定； (3) 、將由第一 U型磁芯1、次級繞組6、初級繞組7和第二U型磁芯2構成的整體放入 帶腔殼體31 ; (4) 、將針腳22與引線一一對應焊接； (5) 、在帶腔殼體31內灌固定膠8,使固定膠8充滿帶腔殼體31內的所有空隙； (6) 、將底板32壓緊； (7) 、用固定膠8將底板32包覆。
[0047] 本製作方法製作簡單，製作要求低，對材料的要求也低，只需要使用普通的漆包線 作為繞組的繞線和選用普通的聚酯薄膜作為絕緣膜即可，繞線也可使用現有的繞線設備， 無需增加製作成本。
[0048] 最後應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對本發明保 護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應 當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實 質和範圍。
【權利要求】
1. 一種高壓變壓器，其特徵在於：包括互相對接的第一 U型磁芯和第二U型磁芯、夕卜殼 和引腳，所述第一 u型磁芯和第二U型磁芯均包括兩個磁條，所述第一 U型磁芯的第一個磁 條與所述第二U型磁芯的第一個磁條對接形成高壓磁條，所述第一 U型磁芯的第二個磁條 與所述第二U型磁芯的第二個磁條對接形成低壓磁條； 所述外殼包括帶腔殼體和底板，所述底板封閉所述帶腔殼體的開口；所述變壓器還包 括次級繞組、初級繞組和固定膠； 所述高壓磁條置於所述次級繞組中間，所述低壓磁條置於所述初級繞組中間，所述次 級繞組包括多層細繞線和第一絕緣膜，所述第一絕緣膜位於相鄰的兩層細繞線之間；所述 初級繞組包括多層粗繞線和第二絕緣膜，所述第二絕緣膜位於相鄰的兩層粗繞線之間； 所述次級繞組的匝數大於所述初級繞組的匝數； 所述高壓磁條、低壓磁條、次級繞組和初級繞組均置於所述帶腔殼體； 所述次級繞組和初級繞組均有引線； 所述底板設有與所述引線數量相同的針腳，其中一根針腳的一端與其中一根引線連 接，所述一根針腳的另一端外露於所述外殼； 所述固定膠位於帶腔殼體內的空隙。
2. 如權利要求1所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述針腳固定於所述底板的周 緣。
3. 如權利要求1所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述底板設有供所述針腳穿過 的通孔，一根針腳固定於一個通孔。
4. 如權利要求1所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述細繞線的直徑為 0. 12mm±0. 02mm，所述粗繞線的直徑為 0. 40mm±0. 02mm。
5. 如權利要求1所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述絕緣膜設為聚酯薄膜。
6. 如權利要求1所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述帶腔殼體包括上部和下部， 所述上部的水平橫截面為橢圓形，所述下部包括兩個並排的圓形柱腔。
7. 如權利要求6所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述次級繞組和所述初級繞組 分別位於所述兩個並排的圓形柱腔。
8. 如權利要求6所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：所述第一 U型磁芯的水平部位 於所述帶腔殼體的上部。
9. 如權利要求1所述的一種高壓變壓器，其特徵在於：還包括有高壓輸出線，所述高壓 輸出線從所述次級繞組引出。
10. 權利要求1至9任一項所述的一種高壓變壓器的製造方法，其特徵在於：包括如下 步驟： 第一、製作材料： (1) 、製作繞組： A、 在治具上繞制次級繞組：先在治具上包一層絕緣膜，在治具上密繞一層細繞線後加 一層絕緣膜，如此循環得到次級繞組； B、 將所述次級繞組從治具上取下； C、 使用如步驟A和B的方法得到初級繞組； (2) 、製作引線：在所述次級繞組和所述初級繞組上引出引線，在所述次級繞組上引出 高壓輸出線； (3) 、製作帶腔殼體：注塑帶腔殼體，使得帶腔殼體包括上部和下部，所述上部的水平橫 截面為橢圓形，所述下部包括兩個並排的圓形柱腔； (4) 、製作底板：製作與所述帶腔殼體的形狀相匹配的底板； (5) 、製作針腳：在所述底板上固定針腳，所述針腳的數量與所述引線的數量相同，所述 針腳的一端位於所述底板的一側，所述針腳的另一端位於所述底板的另一側； 第二，裝配變壓器： (1 )、將次級繞組和初級繞組分別置於第一 U型磁芯的兩個磁條；； (2) 、將第二U型磁芯與第一 U型磁芯對接固定； (3) 、將由第一 U型磁芯、次級繞組、初級繞組和第二U型磁芯構成的整體放入帶腔殼 體； (4) 、將針腳與引線一一對應焊接； (5) 、在帶腔殼體內灌固定膠，使固定膠充滿帶腔殼體內的所有空隙； (6) 、將底板壓緊； (7) 、用固定膠將底板包覆。
【文檔編號】H01F27/02GK104157412SQ201410429918
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】曹洪武, 李正中 申請人:東莞市大忠電子有限公司