專利名稱：具有散熱功能的變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有散熱功能的變壓器。
背景技術(shù)：
通常，變壓器是一種將由一個(gè)電路提供的交流電通過電磁感應(yīng)作用而將電能傳遞到另一個(gè)電路的裝置。在變壓器中，電壓與纏繞在主線圈和副線圈上的纏繞比率(winding ratio)成正比，而電流與該纏繞比率成反比(VI V2 = Nl N2 = 1/11 1/12)。就理想變壓器來說，可以進(jìn)行輸入電能等于輸出電能的100%的能量轉(zhuǎn)換效率。但是，實(shí)際上，在變壓器中會(huì)產(chǎn)生各種損耗，導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率的降低。損耗的產(chǎn)生取決于鐵芯的厚度及材料，這些損耗通常是磁滯損耗和渦流損耗。更詳細(xì)的描述是，磁滯損耗是當(dāng)鐵芯的磁化特性產(chǎn)生的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂胁煌较虻拇艌?chǎng)時(shí)產(chǎn)生的損耗，磁滯損耗的改變與鐵芯的材料有關(guān)，與使用頻率成正比，并與磁力線的1.6次方成正比。另外，當(dāng)交變磁通量流入電壓器的鐵芯時(shí)，渦流損耗引起變壓器鐵芯的感應(yīng)電壓。 因此，環(huán)繞磁通量的渦流在與交變磁通量垂直的方向上流動(dòng)(弗萊明右手定則)，從而產(chǎn)生焦耳熱損耗，該焦耳熱損耗與渦流大小的平方和鐵芯的電阻成正比。由于在變壓器中產(chǎn)生損耗而產(chǎn)生熱量，因此，變壓器則因產(chǎn)生的熱量而損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明致力于提供一種具有散熱功能的變壓器，該變壓器通過鄰近線圈安裝散熱管而具有能夠釋放產(chǎn)生的熱量的散熱功能。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，提供一種具有散熱功能的變壓器，該變壓器包括一對(duì)鐵芯，該對(duì)鐵芯具有“E”字形狀，該對(duì)鐵芯相互面對(duì)并接觸以形成中心柱和外周部；變壓線圈部，該變壓線圈部纏繞在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱上并降低電壓；以及散熱管，該散熱管具有圓柱形并從所述變壓線圈部向內(nèi)設(shè)置，以散發(fā)從所述變壓線圈部產(chǎn)生的熱量。所述具有散熱功能的變壓器可以進(jìn)一步包括導(dǎo)熱管，該導(dǎo)熱管插入到所述變壓線圈部?jī)?nèi)并將熱量傳導(dǎo)到所述散熱管。所述具有散熱功能的變壓器可以進(jìn)一步包括導(dǎo)熱界面材料層，該導(dǎo)熱界面材料層涂敷在所述散熱管上并將從所述變壓線圈部產(chǎn)生的熱量傳遞到所述散熱管。
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所述散熱管可以穿過所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱。所述散熱管可以設(shè)置在所述鐵芯的所述中心柱和所述線圈部之間。所述變壓線圈部可以包括第一線圈部和第二線圈部，所述第一線圈部纏繞在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱上并降低電壓；所述第二線圈部纏繞在所述第一線圈部上并降低電壓。所述具有散熱功能的變壓器可以進(jìn)一步包括第二散熱管，該第二散熱管形成為具有圓柱形并設(shè)置在所述第一線圈部和所述第二線圈部之間，以向外釋放從所述第一線圈部和所述第二線圈部產(chǎn)生的熱量。所述具有散熱功能的變壓器可以進(jìn)一步包括第二導(dǎo)熱界面材料層，該第二導(dǎo)熱界面材料層涂敷在所述第二散熱管上并將從所述變壓線圈部產(chǎn)生的熱量傳遞到所述第二散熱管。所述第一線圈部可以包括第一線圈和第一絕緣膜，所述第一線圈纏繞在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱上并降低電壓，所述第一絕緣膜環(huán)繞所述第一線圈并由絕緣材料制成；所述第二線圈部可以包括第二線圈和第二絕緣膜，所述第二線圈纏繞在所述第一線圈部上并降低電壓，所述第二絕緣膜環(huán)繞所述第二線圈并由絕緣材料制成。所述具有散熱功能的變壓器可以進(jìn)一步包括內(nèi)線圈架和外線圈架，所述內(nèi)線圈架設(shè)置在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱和所述第一線圈之間，所述內(nèi)線圈架具有圓柱形并由絕緣材料制成；所述外線圈架設(shè)置在所述第一絕緣膜和所述第二鐵芯之間，所述外線圈架具有圓柱形并由絕緣材料制成。本說明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語和詞語不應(yīng)當(dāng)解釋為限于典型含義或詞典定義， 而應(yīng)當(dāng)基于一規(guī)則解釋為與本發(fā)明的技術(shù)范圍相關(guān)的含義和概念，根據(jù)所述規(guī)則，發(fā)明人能合適地定義術(shù)語的意思從而以他或她所知道的實(shí)施本發(fā)明的最佳方法來最恰當(dāng)?shù)孛枋觥?br>

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的剖面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的剖面圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下文參考

的實(shí)施方式，本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)及特點(diǎn)將顯而易見。本說明書和權(quán)利要求書中的術(shù)語和詞語不應(yīng)當(dāng)解釋為限于典型含義或詞典定義， 而應(yīng)當(dāng)基于一規(guī)則解釋為與本發(fā)明的技術(shù)范圍相關(guān)的含義和概念，根據(jù)所述規(guī)則，發(fā)明人能合適地定義術(shù)語的意思從而以他或她所知道的實(shí)施本發(fā)明的最佳方法來最恰當(dāng)?shù)孛枋?。從下面結(jié)合附圖的具體描述中，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述和其他目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。在說明書中，在所有附圖中給各元件增加了附圖標(biāo)記，需要注意的是，相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件，即使這些元件出現(xiàn)在不同的附圖中。另外，當(dāng)確定關(guān)于本發(fā)明的已知技術(shù)的詳細(xì)描述可能使本發(fā)明的主旨晦澀不清時(shí)，將省略這些具體描述。以下參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖，圖2 是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖，以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的剖面圖。參見圖1至圖3，根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器包括散熱管10、變壓線圈部11和一對(duì)鐵芯18和18’。變壓線圈部11包括主線圈部11-1和副線圈部11-2，主線圈部11_1包括內(nèi)線圈架 (bobbin) 12、主線圈13和主絕緣膜14，副線圈部11-2包括外線圈架15、副線圈16和副絕緣膜17。在該結(jié)構(gòu)中，散熱管10形成為中空的圓柱形并穿過所述一對(duì)鐵芯18和18’的中心柱18-1和18-1’，從而將從主線圈13和副線圈16產(chǎn)生的熱量向外釋放。盡管散熱管10形成為圓柱形，但是散熱管10也可以形成為各種形狀，例如四棱柱形、五棱柱形等。散熱管10可以優(yōu)選由金屬材料制成，以很好地釋放由主線圈13和副線圈 16產(chǎn)生的熱量。如圖3所示，散熱管10涂敷有導(dǎo)熱界面材料(TIM)層10_1，以便很好地傳遞由主線圈13和副線圈16產(chǎn)生的熱量。導(dǎo)熱界面層10-1可以優(yōu)選是硅、環(huán)氧基樹脂(印oxy)等。其次，內(nèi)線圈架12形成為圓柱形并由絕緣材料制成，以提供電絕緣性。所述主線圈13纏繞在內(nèi)線圈架12的外周表面上并與副線圈16相互作用以改變輸入電壓。所述主絕緣膜14纏繞在纏繞在內(nèi)線圈架12上的主線圈13的外側(cè)上，以使主線圈 13和副線圈16電絕緣。再次，外線圈架15形成為圓柱形并由絕緣材料制成，以提供電絕緣性。所述副線圈16纏繞在外線圈架15的外周表面上并與主線圈13相互作用以改變輸入電壓。所述副絕緣膜17纏繞在纏繞在外線圈架15上的副線圈16的外側(cè)上，以使主線圈 13和副線圈16電絕緣。另外，所述鐵芯18和18’形成為具有“E”字形狀并垂直插入到內(nèi)線圈架12中，從而形成中心柱18-1和18-1，以及外周部18-2和18-2’，中心柱18_1和18_1，從內(nèi)線圈架 12向內(nèi)形成并位于內(nèi)線圈架12的中心，外周部18-2和18-2’從外線圈架15向外形成并位于外線圈架15的外側(cè)。在這種結(jié)構(gòu)中，主絕緣膜14主要是使主線圈13與副線圈16和纏繞有副線圈16 的外線圈架15絕緣，其次是使主線圈13與副線圈16絕緣，其中副線圈16的外側(cè)通過副絕緣膜 17 雙重絕緣(double-insulated)。根據(jù)本發(fā)明，從主線圈13和副線圈16產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱界面材料層10-1傳遞給散熱管10，傳遞到散熱管10的熱量被向外釋放，從而能夠降低變壓器的溫度。如上所述，從主線圈13和副線圈16產(chǎn)生的熱量得以有效地釋放，從而能夠?qū)㈣F芯的溫度降低到預(yù)定的溫度。因此，可以實(shí)現(xiàn)所需要的特性，從而能夠提高變壓器的產(chǎn)品可靠性。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的剖面圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器包括多個(gè)導(dǎo)熱管(heat induction pipe) 10_2，該多個(gè)導(dǎo)熱管10_2從所述散熱管上分支并插入到主線圈13和副線圈16中，以方便地將從主線圈13和副線圈16產(chǎn)生的熱量傳遞給散熱管10。導(dǎo)熱管10-2由與散熱管10相同的金屬材料制成，以傳導(dǎo)從主線圈13和副線圈16 產(chǎn)生的熱量，從而方便釋放熱量。變壓器的其他構(gòu)造與本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式的變壓器相同，因而，關(guān)于這些結(jié)構(gòu)的詳細(xì)描述在此省略。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖，以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖。參見圖5和圖6，根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器與第一實(shí)施方式的變壓器的區(qū)別在于散熱管10設(shè)置在所述一對(duì)鐵芯18和18’的中心柱和變壓線圈部11之間，而其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相同。另外，如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器可以進(jìn)一步包括傳導(dǎo)從變壓線圈部11產(chǎn)生的熱量的導(dǎo)熱管。本發(fā)明第三實(shí)施方式與第一實(shí)施方式在其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上相似，因而省略詳細(xì)描述。圖7是根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖，以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖。參見圖7和圖8，根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器與第三實(shí)施方式的變壓器的區(qū)別在于散熱管10用作內(nèi)線圈架，而其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相同。本發(fā)明第四實(shí)施方式與第三實(shí)施方式在其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上相似，因而省略詳細(xì)描述。如上所述，如果散熱管10用作內(nèi)線圈架，可實(shí)現(xiàn)變壓器的輕型化(slim)。圖9是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖，以及圖10是根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖。參見圖9和圖10，根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器與第三實(shí)施方式的變壓器的區(qū)別在于變壓器進(jìn)一步包括第二散熱管10’，該第二散熱管10’位于第一線圈部和第二線圈部之間，第二導(dǎo)熱界面材料層(圖未示)涂敷在第二散熱管10’ 上并將從第二線圈部產(chǎn)生的熱量傳遞給第二散熱管，而其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相同。如果進(jìn)一步包括位于第一線圈部11-1和第二線圈部11-2之間的第二散熱管10’， 則能夠更好地釋放從第一線圈部11-1和第二線圈部11-2產(chǎn)生的熱量。圖11是根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的立體圖，以及圖12是根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器的分解立體圖。參見圖11和圖12，根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選實(shí)施方式的具有散熱功能的變壓器與第五實(shí)施方式的變壓器的區(qū)別在于散熱管10用作內(nèi)線圈架，第二散熱管10’用作外線圈架，而其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)相同。本發(fā)明第六實(shí)施方式與第五實(shí)施方式在其他結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上相似，因而省略詳細(xì)描述。如上所述，如果散熱管10用作內(nèi)線圈架，第二散熱管10’用作外線圈架，則可實(shí)現(xiàn)變壓器的輕型化。根據(jù)本發(fā)明，能夠有效地釋放從線圈產(chǎn)生的熱量，從而能夠?qū)㈣F芯的溫度降低到
預(yù)定溫度。因此可以得到所需要的特性，從而能夠提高變壓器的產(chǎn)品可靠性。盡管為了舉例說明為目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由附帶的權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、增加或替代都是可能的。因此，這些修改、增加或替代也應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有散熱功能的變壓器，該變壓器包括一對(duì)鐵芯，該對(duì)鐵芯具有“E”字形狀，該對(duì)鐵芯相互面對(duì)并接觸，以形成中心柱和外周部；變壓線圈部，該變壓線圈部纏繞在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱上并降低電壓；以及散熱管，該散熱管形成為圓柱形并從所述變壓線圈部向內(nèi)設(shè)置，以散發(fā)從所述變壓線圈部產(chǎn)生的熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的變壓器，該變壓器還包括導(dǎo)熱管，該導(dǎo)熱管插入所述變壓線圈部?jī)?nèi)并將熱量傳導(dǎo)到所述散熱管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的變壓器，該變壓器還包括導(dǎo)熱界面材料層， 該導(dǎo)熱界面材料層涂敷在所述散熱管上并將從所述變壓線圈部產(chǎn)生的熱量傳遞到所述散熱管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的變壓器，其中，所述散熱管穿過所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的變壓器，其中，所述散熱管設(shè)置在所述變壓線圈部和所述鐵芯的所述中心柱之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有散熱功能的變壓器，其中，所述變壓線圈部包括 第一線圈部，該第一線圈部纏繞在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱上并降低電壓；和第二線圈部，該第二線圈部纏繞在所述第一線圈部上并降低電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有散熱功能的變壓器，該變壓器還包括第二散熱管，該第二散熱管形成為圓柱形并設(shè)置在所述第一線圈部和所述第二線圈部之間，以向外釋放從所述第一線圈部和所述第二線圈部產(chǎn)生的熱量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的具有散熱功能的變壓器，該變壓器還包括第二導(dǎo)熱界面材料層，該第二導(dǎo)熱界面材料層涂敷在所述第二散熱管上并將從所述變壓線圈部產(chǎn)生的熱量傳遞到所述第二散熱管。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有散熱功能的變壓器，其中，所述第一線圈部包括第一線圈，該第一線圈纏繞在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱上并降低電壓；和第一絕緣膜，該第一絕緣膜環(huán)繞所述第一線圈并由絕緣材料制成；所述第二線圈部包括第二線圈，該第二線圈纏繞在所述第一線圈部上并降低電壓； 和第二絕緣膜，該第二絕緣膜環(huán)繞所述第二線圈并由絕緣材料制成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的具有散熱功能的變壓器，該變壓器還包括內(nèi)線圈架，該內(nèi)線圈架設(shè)置在所述一對(duì)鐵芯的所述中心柱和所述第一線圈之間，所述內(nèi)線圈架形成為圓柱形并由絕緣材料制成；以及外線圈架，該外線圈架設(shè)置在所述第一絕緣膜和所述第二鐵芯之間，所述外線圈架形成為圓柱形并由絕緣材料制成。
全文摘要
在此公開了一種具有散熱功能的變壓器。該變壓器包括一對(duì)具有“E”字形狀的鐵芯，該鐵芯相互面對(duì)并接觸以形成中心柱和外周部；變壓線圈部，該變壓線圈部纏繞在鐵芯的中心柱上并降低電壓；散熱管，該散熱管具有圓柱形并從變壓線圈部向內(nèi)設(shè)置，以釋放從變壓線圈部產(chǎn)生的熱量，從而很好地釋放從線圈產(chǎn)生的熱量。
文檔編號(hào)H01F27/30GK102468037SQ201010621578
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者崔碩文, 金鐘滿, 韓奎范 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社