專利名稱：大功率平板變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種平板變壓器，尤其涉及一種交流變直流的初、次級(jí) 線圈交叉層疊式結(jié)構(gòu)的大功率平板變壓器，屬于交流變直流的大功率平板變 壓器的生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在電子產(chǎn)業(yè)中，變壓器的應(yīng)用非常廣泛，幾乎所有的電子產(chǎn)品都會(huì)應(yīng)用 到，尤其是交流變直流的變壓器。這是因?yàn)槲覀兯苡玫倪B續(xù)式不間斷電源
均為交流電源(如包括中國在內(nèi)的世界上很多國家所用的220V交流電源以 及部分國家所用的IIOV交流電源等)，其它直流電源如干電池為易耗、需經(jīng) 常更換的電源(部分可充電的干電池也需用交流電源充電)，所以使用成本 高；蓄電池為可以反復(fù)充電、重復(fù)使用的直流電源，但也需要用交流電源充 電。由于絕大部分電子產(chǎn)品需用直流電源作為供電電源，所以，在電子產(chǎn)品 中，用變壓器將交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娫闯蔀椴豢苫蛉钡囊徊糠帧?br> 由于人們對電子產(chǎn)品的易攜帶性及美觀性提出了更高的要求，所以近年 電子產(chǎn)業(yè)對電子產(chǎn)品的小型化提出更高的要求，如手機(jī)、電腦等產(chǎn)品，人們 都在追求以更小的高度和體積實(shí)現(xiàn)更多的功能。作為電子產(chǎn)品的部件之一， 變壓器往往會(huì)占據(jù)整個(gè)電子產(chǎn)品的較大比例的體積(因?yàn)殡娐凡糠蛛S著芯片 技術(shù)的不斷微型化而不斷減小)，所以，電子產(chǎn)業(yè)對變壓器的高度和體積小 型化的要求越來越強(qiáng)烈。近年的平板變壓器就是為了使變壓器的高度和體積 更小的一種新型變壓器，其改變了傳統(tǒng)變壓器的電線繞組+磁芯的結(jié)構(gòu)，采 用(或部分采用)銅片作為繞組作為低電壓、大電流的繞組，使繞組的排列
更加緊密，尤其能有效地降低變壓器的高度，適應(yīng)更多薄型電子產(chǎn)品的要求。
在交流變直流的大功率變壓器中，由于對各線圈之間的絕緣要求較高， 所以，若采用全銅片的平板變壓器，則需要在每層線圈之間加裝絕緣層才能 滿足絕緣要求，這樣無疑會(huì)增大變壓器的高度和體積，不能達(dá)到產(chǎn)品小型化 的最佳效果；若采用全電線繞組式平板變壓器，因?yàn)槠浣^緣電線(由于絕緣 要求較高，所以一般采用有多層絕緣層的電線)較大的直徑會(huì)使產(chǎn)品的高度 和體積較大，所以也不能達(dá)到盡量小型化的要求。
另外，為了滿足線圈與磁芯柱之間的絕緣要求，在以往的交流變直流的 大功率變壓器中，其絕緣上蓋與絕緣下蓋中心的軸向絕緣片之間往往采用互 插式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)雖然使線圈與磁芯柱之間的直通距離(即沒有絕緣材料 的通道的長度)較大，滿足了絕緣要求，但其雙層式結(jié)構(gòu)使產(chǎn)品的體積變大， 也不利于產(chǎn)品的極度小型化。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種交流變直流的 初、次級(jí)線圈交叉層疊式結(jié)構(gòu)的大功率平板變壓器，這種變壓器可使產(chǎn)品的 體積達(dá)到最佳小型化要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案
本實(shí)用新型包括交流初級(jí)線圈、直流次級(jí)線圈、絕緣上蓋、絕緣下蓋和 磁芯，其中，交流初級(jí)線圈和直流次級(jí)線圈均由多層繞組相互串聯(lián)而成，磁 芯包括位于中心位置的磁芯柱，所述交流初級(jí)線圈的每一層繞組均由內(nèi)外螺 旋排列的數(shù)匝三層絕緣電線繞制而成，所述直流次級(jí)線圈的每一層繞組均由 一匝銅片繞制而成；所述交流初級(jí)線圈的各層繞組之間通過外接頭焊接連 接，所述直流次級(jí)線圈的各層繞組之間通過外接頭焊接連接；所述交流初級(jí)線圈的每一層繞組與所述直流次級(jí)線圈的每一層繞組之間為層疊式間隔分 布結(jié)構(gòu)，即每一層交流初級(jí)線圈的繞組均與直流次級(jí)線圈的繞組相鄰，每一
層直流次級(jí)線圈的繞組均與交流初級(jí)線圈的繞組相鄰。
在應(yīng)用中，因?yàn)樽儔浩鞯某跫?jí)線圈和次級(jí)線圈的功率要保持恒定，所以
相對來說，交流初級(jí)線圈的電壓較高(由供電電壓決定，如220V或110V 等)、電流較小，直流次級(jí)線圈的電壓較低(由需求決定，通過初、次級(jí)線 圈的匝數(shù)比改變)、電流較大。所以，交流初級(jí)線圈采用三層絕緣電線(在 電線外分別包有三層絕緣材料)繞制而成，每層繞組采用由內(nèi)而外的螺旋形 狀繞制，其總匝數(shù)較多，三層絕緣電線直徑較小；直流次級(jí)線圈采用銅片繞 制而成，其總匝數(shù)少，銅片寬度大、高度小。由于每兩層銅片之間均間隔設(shè) 置有三層絕緣電線繞組，增加了距離，達(dá)到了銅片繞組之間的安全絕緣距離 要求，所以本實(shí)用新型充分利用了三層絕緣電線的高絕緣性和銅片的低高度 特性，不在各線圈之間增加其它絕緣介質(zhì)，使本實(shí)用新型在滿足各層線圈之 間的安全絕緣距離要求的前提下，實(shí)現(xiàn)了高度和體積的最小化
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的中心軸向絕 緣片均為單層結(jié)構(gòu)，所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的中心軸向絕緣片之間直接對 接；在所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的中心軸向絕緣片與線圈繞組之間安裝有絕 緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層的高度略小于所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的高度之和； 在所述磁芯柱的表面貼有絕緣層，所述絕緣層的高度略小于所述磁芯柱的高 度。上述絕緣介質(zhì)層和絕緣層的設(shè)置能在盡可能少增加體積的前提下增大線 圈與磁芯柱之間的直通距離(即沒有絕緣材料的通道的長度)，使其達(dá)到安 全絕緣距離要求。
作為本實(shí)用新型在上述進(jìn)一步改進(jìn)中的最佳具體結(jié)構(gòu)，所述絕緣介質(zhì)層
為獨(dú)立的硬質(zhì)薄層絕緣體。這種結(jié)構(gòu)的絕緣介質(zhì)層可以獨(dú)立加工，安裝方便。
所述絕緣介質(zhì)層的上、下兩端的部分向外彎曲90° 。這種結(jié)構(gòu)主要用于進(jìn)一 步增加線圈與磁芯柱之間的直通距離，由該變壓器的具體安全絕緣距離及線 圈的整體高度來決定是否需要使絕緣介質(zhì)層的上、下兩端的部分向外彎曲及 彎曲部分的長度。
所述絕緣層為絕緣膠帶。直接貼合在磁芯柱的外表面就可以了。 所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的中心軸向絕緣片的高度相同。這樣無論從哪 個(gè)角度計(jì)算，線圈與磁芯柱之間的直通距離都一樣，實(shí)現(xiàn)了最佳效果。
本實(shí)用新型的有益效果在于
綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了交流變直流的大功率平板變壓器的高度和 體積的最小化，從而進(jìn)一步減小了使用本實(shí)用新型的電子產(chǎn)品的整體高度和 體積，有利于電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)超薄化和微型化，使其更適應(yīng)于現(xiàn)代社會(huì)的需求。


圖l是本實(shí)用新型的俯視圖； 圖2是圖1中的A-A剖視圖； 圖3是圖2中B的放大圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步具體說明
如圖1所示，本實(shí)用新型包括交流初級(jí)線圈8、直流次級(jí)線圈3、絕緣 蓋1和磁芯2，圖中的5和6分別表示交流初級(jí)線圈8和直流次級(jí)線圈3的 接線端，用于外接交流電源和直流輸出。如圖2所示，交流初級(jí)線圈8由3 層繞組相互串聯(lián)而成，直流次級(jí)線圈3由2層繞組相互串聯(lián)而成(交流初級(jí) 線圈8和直流次級(jí)線圈3的層數(shù)根據(jù)實(shí)際需要確定，串聯(lián)結(jié)構(gòu)在圖中不可
視)。如圖2所示，磁芯2包括位于中心位置的磁芯柱15，交流初級(jí)線圈8 的每一層繞組均由內(nèi)外螺旋排列的數(shù)匝三層絕緣電線繞制而成，直流次級(jí)線 圈3的每一層繞組均由一匝銅片繞制而成；交流初級(jí)線圈8的各層繞組之間 通過外接頭焊接連接，直流次級(jí)線圈3的各層繞組之間通過外接頭焊接連接； 交流初級(jí)線圈8的每一層繞組與直流次級(jí)線圈3的每一層繞組之間為層疊式 間隔分布結(jié)構(gòu)，即每一層交流初級(jí)線圈8的繞組均與直流次級(jí)線圈3的繞組 相鄰，每一層直流次級(jí)線圈3的繞組均與交流初級(jí)線圈8的繞組相鄰。圖2 中的絕緣上蓋9和絕緣下蓋10用于分隔線圈和磁芯柱15，以及固定整個(gè)產(chǎn) 品的各部件。
結(jié)合圖1和圖2，在應(yīng)用中，因?yàn)樽儔浩鞯慕涣鞒跫?jí)線圈8和直流次級(jí) 線圈3的功率要保持一致，所以相對來說，交流初級(jí)線圈8的電壓較高(由 供電電壓決定，如220V或110V等)、電流較小，直流次級(jí)線圈3的電壓較 低(由需求決定，通過初、次級(jí)線圈的匝數(shù)比改變)、電流較大。所以，交 流初級(jí)線圈8采用三層絕緣電線(在電線外分別包有三層絕緣材料)繞制而 成，每層繞組采用由內(nèi)而外的螺旋形狀繞制，其總匝數(shù)較多，三層絕緣電線 直徑較??；直流次級(jí)線圈3采用銅片繞制而成，其總匝數(shù)少，銅片寬度大、 高度小。由于每兩層銅片之間均間隔設(shè)置有三層絕緣電線繞組，增加了距離， 達(dá)到了銅片繞組之間的安全絕緣距離要求，所以本實(shí)用新型充分利用了三層 絕緣電線的高絕緣性和銅片的低高度特性，不在各線圈之間增加其它絕緣介 質(zhì)，使本實(shí)用新型在滿足各層線圈之間的安全絕緣距離要求的前提下，實(shí)現(xiàn) 了高度和體積的最小化
如圖2和圖3所示，絕緣上蓋9和絕緣下蓋10的中心軸向(即圖中的 垂直方向)絕緣片均為單層結(jié)構(gòu)，絕緣上蓋9和絕緣下蓋10的中心軸向絕
緣片之間直接對接；在絕緣上蓋9和絕緣下蓋10的中心軸向絕緣片與線圈 繞組之間安裝有絕緣介質(zhì)層11，絕緣介質(zhì)層11的高度略小于絕緣上蓋9和 絕緣下蓋10的高度之和，絕緣介質(zhì)層11為獨(dú)立的硬質(zhì)薄層絕緣體；在磁芯 柱15的表面貼有絕緣層13，絕緣層13的高度略小于磁芯柱15的高度，絕 緣層13為絕緣膠帶，直接貼合在磁芯柱15的外表面就可以了。上述絕緣介 質(zhì)層11和絕緣層13的設(shè)置能在盡可能少增加體積的前提下增大線圈與磁芯 柱15之間的直通距離(即沒有絕緣材料的通道的長度)，使其達(dá)到安全絕緣 距離要求。
如圖3所示，絕緣介質(zhì)層ll的上、下兩端的部分還向外彎曲90。。這 種結(jié)構(gòu)主要用于進(jìn)一步增加線圈與磁芯柱15之間的直通距離，由該變壓器 的具體安全絕緣距離及線圈的整體高度來決定是否需要使絕緣介質(zhì)層11的 上、下兩端的部分向外彎曲及彎曲部分的長度。
如圖3所示，絕緣上蓋9和絕緣下蓋10的中心軸向絕緣片的高度相同。 這樣無論從哪個(gè)角度計(jì)算，線圈與磁芯柱15之間的直通距離都一樣，實(shí)現(xiàn) 了最佳效果。
如圖3所示，線圈與磁芯柱15之間的直通距離的計(jì)算，如圖中帶有箭 頭的虛線所示，以箭頭的方向?yàn)榉较?，線圈與磁芯柱15之間的直通距離從 虛線起點(diǎn)開始，中途分別經(jīng)過絕緣介質(zhì)層11與絕緣蓋(絕緣上蓋9或絕緣 下蓋IO)之間的空隙、絕緣上蓋9和絕緣下蓋10的中心軸向(即圖中的垂 直方向)絕緣片之間的空隙12、絕緣蓋(絕緣上蓋9或絕緣下蓋10)與絕 緣層13之間的空隙，直到虛線的箭頭終點(diǎn)結(jié)束，其長度完全能滿足安全絕 緣距離(如8毫米)要求。圖中虛線的箭頭可以反向，也就是說，從左上到 右上、從左上到右下、從左下到右上、從左下到右下，其距離都一樣。
權(quán)利要求1、一種大功率平板變壓器，用于將交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海ń涣鞒跫?jí)線圈、直流次級(jí)線圈、絕緣上蓋、絕緣下蓋和磁芯，其中，交流初級(jí)線圈和直流次級(jí)線圈均由多層繞組相互串聯(lián)而成，磁芯包括位于中心位置的磁芯柱，其特征在于所述交流初級(jí)線圈的每一層繞組均由內(nèi)外螺旋排列的數(shù)匝三層絕緣電線繞制而成，所述直流次級(jí)線圈的每一層繞組均由一匝銅片繞制而成；所述交流初級(jí)線圈的各層繞組之間通過外接頭焊接連接，所述直流次級(jí)線圈的各層繞組之間通過外接頭焊接連接；所述交流初級(jí)線圈的每一層繞組與所述直流次級(jí)線圈的每一層繞組之間為層疊式間隔分布結(jié)構(gòu)，即每一層交流初級(jí)線圈的繞組均與直流次級(jí)線圈的繞組相鄰，每一層直流次級(jí)線圈的繞組均與交流初級(jí)線圈的繞組相鄰。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率平板變壓器，其特征在于所述絕緣上 蓋和絕緣下蓋的中心軸向絕緣片均為單層結(jié)構(gòu)，所述絕緣上蓋和絕緣 下蓋的中心軸向絕緣片之間直接對接;在所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的 中心軸向絕緣片與線圈繞組之間安裝有絕緣介質(zhì)層，絕緣介質(zhì)層的高 度略小于所述絕緣上蓋和絕緣下蓋的高度之和；在所述磁芯柱的表面 貼有絕緣層，所述絕緣層的高度略小于所述磁芯柱的高度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率平板變壓器，其特征在于所述絕緣介 質(zhì)層為獨(dú)立的硬質(zhì)薄層絕緣體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的大功率平板變壓器，其特征在于所述絕 緣介質(zhì)層的上、下兩端的部分向外彎曲9(T 。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率平板變壓器，其特征在于所述絕緣層 為絕緣膠帶。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大功率平板變壓器，其特征在于所述絕緣上 蓋和絕緣下蓋的中心軸向絕緣片的高度相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種大功率平板變壓器，用于將交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海ń涣鞒跫?jí)線圈、直流次級(jí)線圈、絕緣上蓋、絕緣下蓋和磁芯，其中，所述交流初級(jí)線圈的每一層繞組均由內(nèi)外螺旋排列的數(shù)匝三層絕緣電線繞制而成，所述直流次級(jí)線圈的每一層繞組均由一匝銅片繞制而成；所述交流初級(jí)線圈的每一層繞組與所述直流次級(jí)線圈的每一層繞組之間為層疊式間隔分布結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型充分利用了三層絕緣電線的高絕緣性和銅片的低高度特性，不在各線圈之間增加其它絕緣介質(zhì)，使本實(shí)用新型在滿足各層線圈之間的安全絕緣距離的前提下，實(shí)現(xiàn)了高度和體積的最小化，有利于應(yīng)用交、直流轉(zhuǎn)換變壓器的電子產(chǎn)品的整體高度和體積的減小。
文檔編號(hào)H01F30/06GK201188347SQ20082006327
公開日2009年1月28日 申請日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月4日
發(fā)明者周新龍 申請人:周新龍