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高频变压器骨架如何生产


现有ac-dc开关电源变压器骨架一般由带中心孔的绕线柱和端子台组成。如图1所示,包括带中心孔的绕线柱01、沿绕线柱01两端向外延伸而成的上挡板02和下挡板03;上挡板02两侧对称设置有左定位板04和右定位板05,左定位板04和右定位板05延上挡板02垂直向上延伸并呈类“v”形结构;下挡板03两侧对称设置有初级端子台06和次级端子台07,初级端子台06下表面间隔均匀地垂直设有端子08,次级端子台07下表面间隔均匀地垂直设有端子09。此种骨架由于左右对称,模具简单,因此为市场公模产品,采购容易,但由于左定位板04和右定位板05呈类“v”型结构、浪费了绕线柱01的中心孔所装磁芯的横截面积,导致装配的磁芯面积小、磁通量不能最大化,使得变压器的功率在限定的体积内不能最大化,不利于产品小型化。
如图2所示,为另一种现有变压器骨架,与图1不同之处在于上挡板02两侧对称设置的左定位板04和右定位板05延上挡板02垂直向上延伸并呈长方形结构。该电子变压器骨架绕制利兹线收尾折弯如图3所示,由于左定位板04和右定位板05呈长方形结构,磁芯面积被最大化了,但是在绕制很粗的利兹线时,在高度一定的情况下,线圈收尾折弯时会减少线圈匝数,使得变压器的功率有所下降,同样使得变压器的功率在限定的体积内不能最大化,不利于产品小型化。
现有技术人员认为,图1和图2左定位板04和右定位板05两种结构均使得变压器的功率在限定的体积内不能最大化,因此为了满足功率需要,且受对称式惯性思维的影响,在设计时都是选择其中一种结构,要么加大绕线柱01的直径,要么加长绕线柱01的高度。
此外,对于大功率ac-dc开关电源,为了满足设计要求,技术人员需要设计大功率的变压器,功率越大、磁芯到变压器骨架引脚端子间的爬电距离也需要越大,其磁芯到变压器骨架引脚爬电距离示意图如图4所示,其中粗线示出的即为磁芯到变压器骨架引脚端子间的爬电距离,常规设计时技术人员通常采用直接加大变压器骨架的高度、端子台的宽度来满足功率和爬电距离的要求,这通常会让使用这些变压器的产品外型加大,不利于产品小型化。
变压器骨架行业已经形成标准化生产,在市场中存在大量的公模产品,现有技术人员为了节约成本和标准化的考虑,在设计变压器时通常就直接选用市场标准化的骨架,然而随着市场的变化,ac-dc开关电源,大功率、小型化已成为未来发展的方向,ac-dc开关电源中的重要物料电子变压器骨架,必须先进行大功率小型化的设计,以满足行业未来的发展需求。
因此,在一定体积内,最大限度地保证磁芯面积、绕线匝数和爬电距离,从而保证功率需求已经成为行业难题之一,现有技术也产生了非常多的解决方案,典型方案如下:
1、专利号为zl201520002336.1、名称为《满足安规的电子变压器骨架及电子变压器》的实用新型专利,该专利通过两维尺度来叠加扩展端子台与磁芯安装位置的间隔距离,使三层绝缘线没有破皮的位置满足安规距离的要求;另外该专利的图1左定位板和右定位板采用的即为本申请图2的结构、该专利的图2左定位板和右定位板采用的即为本申请图1的结构,均为现有技术;
2、专利号为zl201210338985.x、名称为《一种组合式可调变压器骨架及使用该骨架的变压器》的发明专利,该专利通过主架与插接件配合组装及插接件安装角度的调整,增加电气间隙和爬电距离满足标准要求;
上述两种技术方案解决安规问题的本质还是加长端子台的宽度或高度,只不过为了不增加变压器的体积,其加宽/加高端子台的方案不是那么直接而已,而是结构较为特殊,但这也使得结构较为复杂,导致绕线工艺复杂,不利于降成本。

技术实现要素:
有鉴如此,本发明要解决的技术问题是,提供一种变压器骨架:在一定体积内,最大限度地保证磁芯面积、绕线匝数和爬电距离,从而保证功率需求,且变压器骨架结构依然非常简单。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种变压器骨架,包括带中心孔的绕线柱、沿绕线柱两端向外延伸而成的上挡板和下挡板;上挡板两侧设置有左定位板和右定位板;下挡板两侧设置有初级端子台和次级端子台,初级端子台和次级端子台下表面垂直设有引脚端子;其特征在于:初级端子台宽度大于次级端子台,初级端子台中心开有一通孔;左定位板延上挡板垂直向上延伸并呈长方形结构,右定位板延上挡板垂直向上延伸并呈类“v”形结构。
优选地,初级端子台中心通孔的长度大于或等于绕线柱绕制利兹线后的横截面直径。
优选地,初级端子台中心通孔的宽度大于或等于1mm。
作为上述方案的改进,初级端子台和次级端子台位于两相邻端子间设置有卡线槽。
优选地,卡线槽的截面形状呈类“u”形。
优选地,卡线槽的槽开口小于槽宽。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)定位板采用不同结构,左定位板延上挡板垂直向上延伸并呈长方形结构,能保证变压器磁芯截面积为最大截面积、提高磁通量、加大功率;右定位板延上挡板垂直向上延伸并呈类“v”形结构,在变压器绕线时直径很粗的利兹线收尾折弯时可以向上弯曲,能最大限度保证利兹线的绕线圈数、增大功率。
(2)端子台采用不同尺寸,初级端子台宽度较次级端子台宽,能尽可能增加变压器磁芯到变压器骨架引脚端子间的爬电距离,且保证体积最小;
(3)在初级端子台中心开有一通孔,能进一步增加变压器磁芯到变压器骨架引脚端子间的爬电距离,满足ul等安规要求。
(4)端子台位于两相邻引脚端子间设置有卡线槽,有效固定住了绕组起、收线,避免了再受力情况下松动且可有效的阻止绕组过满和磁芯直接接触的风险,大大提高了变压器的安全性和可靠性。
(5)无需设计加长端子台的各种复杂结构,仅加大初级端子台宽度、并在初级端子台中心开设通孔就解决了安规问题,因此结构简单,有利于降低变压器的物料成本;
(6)由于结构简单,与现有技术相比,变压器绕制工艺也非常简单,有利于降低变压器的加工成本。
附图说明
图1为第一种现有的电子变压器骨架的立体结构图;
图2为第二种现有的电子变压器骨架的立体结构图;
图3为利用第二种现有的电子变压器骨架绕制利兹线收尾折弯的示意图;
图4为第二种现有的电子变压器磁芯到变压器骨架引脚端子间爬电距离示意图;
图5为本申请电子变压器骨架的立体结构图;
图6为本申请电子变压器骨架主视图;
图7为利用本申请电子变压器骨架绕制利兹线收尾折弯的示意图;
图8为本申请电子变压器磁芯到变压器骨架引脚爬电距离示意图。
标示说明:
01—绕线柱;02—上挡板;03—下挡板;04—左定位板、05—右定位板;06—初级端子台;07—次级端子台;08、09—引脚端子;10、11、12—卡线槽;13—通孔。
具体实施方式
图5为本申请电子变压器骨架的立体结构图、图6为本申请电子变压器骨架主视图,包括带中心孔的绕线柱01、沿绕线柱01两端向外延伸而成的上挡板02和下挡板03;上挡板02两侧设置有左定位板04和右定位板05;下挡板03两侧设置有初级端子台06和次级端子台07,初级端子台06下表面垂直设有引脚端子08,次级端子台07下表面垂直设有端子09;其中:
左定位板04延上挡板02垂直向上延伸并呈长方形结构,右定位板05延上挡板02垂直向上延伸并呈类“v”形结构。
本实施例初级端子台06和次级端子台07沿下挡板03的水平面稍向外伸长,在端子台位于两相邻端子间设置有卡线槽10、11、12;端子台水平面稍向外伸长可以加宽端子台,为端子台侧面开设更多的卡线槽提供空间支持,同时还加宽了端子台与磁芯的水平安装间距,使三层绝缘线没有破皮的位置满足安规距离的要求,同时让三层绝缘线有效的连接;卡线槽能有效固定住绕组起、收线,避免再受力情况下松动且可有效的阻止绕组过满和磁芯直接接触的风险。
为了有效地固定住利兹线,卡线槽10、11、12的槽宽要稍大于每种绕线的外径。优选地,卡线槽10、11、12的截面形状呈类“u”形,且槽开口稍小于槽宽,可以把各钟线径的绕线通过拉动卡入进来进行定位。
本实施例初级端子台06和次级端子台07采用非对称设计,其中初级端子台06宽度较宽,并在初级端子台06中部开设有通孔13,从而通过双重技术手段增加了变压器磁芯到变压器骨架引脚的爬电距离,满足ul等安规要求。
为了获得较好的安规效果,通孔13的长度应当大于或等于绕线柱01绕制利兹线后的横截面直径;为了方便加工脱模,通孔13的宽度要大于或等于1mm。
图7为利用本申请电子变压器骨架绕制利兹线收尾折弯意图,和图3对比可知较粗的利兹线在收尾时,图7的绕线匝数明显多于图4的绕线匝数;图8为本申请电子变压器磁芯到变压器骨架引脚端子的爬电距离示意图,图8中粗线示出的即为本申请磁芯到变压器骨架引脚端子的爬电距离,和图4对比可知,由于初级端子台06中部开设有通孔13,阻断了漏电原有的行走路径,巧妙地使得爬电距离由现有技术的3段直线增加到5段直线,且该直线距离之和有所增加,无需采用复杂的结构方式加大变压器骨架的高度、初级端子台的宽度,从而使得在一定体积内最大限度地满足了磁芯到变压器引脚的爬电距离要求。
应当说明的是,本发明实施例附图中长方形结构的左定位板04和类“v”形结构的右定位板05位置可以交换;或初级端子台06和次级端子台07的位置可以交换,这对于本技术领域的人员而言根据设计需要是容易实现的实施方式,在此不赘述。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出的是,上述优选实施方式不应视为对本发明的限制,本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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