一种基于扁铜线嵌套结构的绕组和高频电子变压器制造技术

本发明专利技术属于电子变压器研究领域，具体涉及一种基于扁铜线嵌套结构的绕组和高频电子变压器

【技术实现步骤摘要】
一种基于扁铜线嵌套结构的绕组和高频电子变压器


[0001]本专利技术属于电子变压器研究领域，具体涉及一种基于扁铜线嵌套结构的绕组和高频电子变压器
。

技术介绍

[0002]随着电子设备的发展，其功率越来越大，体积越来越小，对供电电源的体积和功率密度要求越来越高
。
功率变压器是电源中体积最大的器件，其尺寸大小限制了电源的尺寸
。
尤其是高度尺寸，随着设备扁平化发展的趋势，高频变压器平面化趋势越来越强烈
。
提高变压器的功率密度，减小变压器体积，实现变压器平面化是变压器发展的一个趋势
。
[0003]传统高频变压器绕组使用漆包线绕制，改加工方式存在许多不足：一是磁芯窗口利用率低，圆线即使紧密排列也存在缝隙骨架也占用了大量空间，铜的实际占有率只有
0.2
‑
0.4
左右；二是初级绕组和次级绕组的耦合程度差，导致变压器漏感大；三是高频工作时电流趋肤效应和临近效应使得电流在漆包线内部分布不均匀，这导致绕组损耗增大，发热严重
。
[0004]为了解决这些缺点，行业不断推出新技术，比如采用多股细线绞合的结构来降低趋肤效应，采用印制电路板的结构来提高初级绕组和次级绕组和耦合程度，或者采用冲压铜片绕组代替漆包线来提高载流能力
。
[0005]新的技术解决了一些问题，但是也带来了其他问题
。
比如多股细线绞合结构的绕组虽然降低的趋肤效应，但是线径变小后绝缘层占据的空间更多了，窗口利用率相比单股的漆包线更低了；印制电路板由于其每层可以随意排布，初级绕组和次级绕组可以耦合很好，漏感也很低，但是层与层之间必须通过过孔互联，对于多圈结构的变压器来讲，需要太多过孔，尺寸反变大了，过孔发热问题也难以解决；而且印制板覆铜厚度一般只有
0.1mm
，最厚也难以超过
0.2mm
，不能适应大电流应用场合；冲压的铜片多用于大功率
、
大电流应用，但是一般仅限于3圈以下的绕组，多圈绕组需要通过内部焊点方式连接，工艺复杂，可靠性也差
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种基于扁铜线嵌套结构的绕组和高频电子变压器，其目的提高绕线窗口利用率
、
降低漏感
、
降低损耗
、
提高变压器效率
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0008]本专利技术提供了一种基于扁铜线嵌套结构的绕组，包括初级线圈
、
次级线圈一和次级线圈二；
[0009]所述初级线圈为扁铜线立绕成螺旋线圈，绕线方向可以是右螺旋或者左螺旋；
[0010]次级线圈一和次级线圈二的截面都为立绕成螺旋线圈，绕线方向都与初级线圈保持一致；
[0011]次级线圈一和次级线圈二使用的扁铜线宽度小于等于初级线圈的一半；
[0012]次级线圈一的内径尺寸与初级线圈的内径相同；
[0013]次级线圈二的外径尺寸与初级线圈的外径相同；
[0014]初级线圈与次级线圈一
、
次级线圈二交叉排列
。
[0015]在一实施例中，所述初级线圈的螺旋线圈截面为矩形
。
[0016]在一实施例中，所述次级线圈一和次级线圈二的螺旋线圈截面为矩形
。
[0017]在一实施例中，所述初级线圈
、
次级线圈一和次级线圈二为铜线
。
[0018]一种高频电子变压器，包括所述嵌套结构的绕组，磁芯为
RM5
型铁氧体磁芯
。
[0019]本专利技术所达到的有益效果为：
[0020]本专利技术一种基于扁铜线嵌套结构的高频电子变压器，提高变压器绕线窗口利用率，由绕组由于使用了扁平线，其截面呈矩形，相比圆导线能大幅提高绕线窗口的利用率，同时由于初级绕组和次级绕组紧密交叉排列，绕组耦合程度高，漏感大大降低；而且这种交叉排列的结构使得初级绕组电流和次级绕组电流形成的磁场互相抵消，铜线内部磁场强度降低，从而大大削弱了电流的交流趋肤效应和邻近效应，使得导线内部电流分布更加均匀，绕组损耗降低，变压器效率得到提高，同样输出功率下，变压器尺寸可以做的更小；同时由于多个次级线圈并非采用叠放结构，而是采用了嵌套的结构，能够大幅降低变压器高度，实现变压器平面化
。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图
。
[0022]图1为初级线圈嵌套次级线圈一
、
次级线圈二结构图；
[0023]图2为初级线圈嵌套与次级线圈一
、
次级线圈二嵌套前结构；
[0024]图3中
a
为传统变压器线圈绕组截面排列结构，
b
为本变压器线圈绕组截面交叉排列结构；
[0025]图4为传统结构变压器电流密度分布云图；
[0026]图5本变压器绕组电流密度分布云图；
[0027]图6为传统结构变压器绕组电流密度分布曲线图；
[0028]图7为本变压器绕组电流密度分布曲线图
。
[0029]本专利技术目的的实现
、
功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明
。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0031]需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示
(
诸如上
、
下
、
左
、
右
、
前
、
后
……
)
，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态
(
如附图所示
)
下各部件之间的相对位置关系
、
运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变
。
[0032]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征
。
另外，若全文中出现的“和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于扁铜线嵌套结构的绕组，其特征在于：包括初级线圈
、
次级线圈一和次级线圈二；所述初级线圈为扁铜线立绕成螺旋线圈，绕线方向可以是右螺旋或者左螺旋；次级线圈一和次级线圈二的截面都为立绕成螺旋线圈，绕线方向都与初级线圈保持一致；次级线圈一和次级线圈二使用的扁铜线宽度小于等于初级线圈的一半；次级线圈一的内径尺寸与初级线圈的内径相同；次级线圈二的外径尺寸与初级线圈的外径相同；初级线圈与次级线圈一
、
次级线圈二交叉排列
。2.
根据权利要求1所述的一种基于扁铜线嵌套...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘善宗，明旭东，赵建伟，王磊，夏振翔，詹兴龙，赵建树，李洋洋，王长成，王全文，赵雷，
申请(专利权)人：山东航天电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：