基于铝型材散热器的高频水冷变压器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于铝型材散热器的高频水冷变压器，变压器的磁芯采用超微晶软磁材料，形状为环形；变压器次级由兼做变压器的护套的凹型铜套组成，在对次级做完绝缘处理之后，将初级高压绕组直接绕在变压器的次级铜套上，这样可以有效增强变压器初级和次级的耦合程度；变压器的副边绕组引出端及中心抽头引出端通过若干根铜棒焊接在磁芯一侧的三块汇流板上，汇流板之间均有一定空隙；最靠近磁芯一侧的汇流板为变压器次级的中心抽头，为提高变压器的散热效果并降低变压器磁芯所承受的应力，将变压器副边绕组的中心抽头汇流排引通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，并对变压器磁芯与散热器的缝隙处采用高导热、高绝缘性能的电子灌封胶进行灌封处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高频水冷变压器，特别涉及一种磁芯采用超微晶软磁材料，基于铝型材散热器的高频水冷变压器。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，开关电源以其高效率、高功率因数、小体积等优点，在工业等各个领域中得到广泛应用。在高频开关电源的设计中，高频变压器的设计极为关键，其性能的好坏将直接影响高频开关电源的整体性能，其重要性不言而喻。为了充分发挥开关电源效率高、整机功率密度高的优势，就必须要降低高频变压器的损耗、提高开关频率并减小高频变压器的体积，这就对高频变压器在磁芯材料的选择和散热的设计等提出了新的挑战；此外，随着高频变压器副边电压的降低、电流的增大，对散热效果的要求越来越苛刻，传统的采用强迫风冷的散热方式已不能满足实际需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:采用超微晶软磁材料作为高频变压器的磁芯，对变压器的磁芯和副边绕组的中心抽头采用铝型材水冷散热方式，从而降低高频变压器的温升，在减小高频变压器体积的同时提高高频变压器的性能。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下: 低压大电流水冷铝壳变压器由超微晶软磁材料磁芯、高压绕组、低压绕组、汇流板、绝缘护套、铝型材散热器等组成，其特征在于: 1、采用环形超微晶软磁材料作为变压器的磁芯，低压绕组为兼做变压器护套的U型铜套，变压器的两个次级低压绕组引出端以及次级中心抽头引出端位于变压器的同一侧，三个变压器的次级低压绕组引出端分别焊接在三块汇流板上；其中最靠近磁芯的汇流板为次级低压绕组的中心抽头，该汇流板通过螺钉紧固方式直接与铝型材散热器连接；另外两块汇流板通过玻璃丝板支撑固定，同时实现三块汇流板之间的彼此隔离。2、铝型材散热器外形为方形，内部掏去一个环形孔，该孔的直径大小以能放下绕完初级和次级绕组后的变压器磁芯为准；为增强变压器的散热效果，散热器内部有两进两出两条水道，分别分布在方形铝型材散热器的四角及底部。3、将变压器的中心抽头汇流板通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，通过这种方式首先可以直接对变压器的次级绕组进行散热，变压器的次级电流大发热较厉害，此方式能大大提高变压器的散热效果；其次，通过这种方式，可以将变压器磁芯固定在散热器上，减少变压器安装时的应力，防止变压器的损坏。4、为增强变压器的散热效果，在将变压器磁芯固定在铝型材散热器上之后，对变压器磁芯和铝型材散热器之间的缝隙采用高导热性、高电气绝缘性能的电子灌封胶进行灌封处理，这样可大大降低变压器的温升，提高变压器的可靠性。5、铝壳变压器外侧的两块汇流板既是变压器副边绕组的引出端，也是变压器的输出连接排，该连接排可以直接压接在输出全波整流二极管上；为了减轻副边绕组引出铜棒的受力负担，增强变压器输出连接排的强度，在汇流板与铝型材散热器的端面之间通过一块玻璃丝板支撑固定。变压器的磁芯采用超微晶软磁材料，形状为环形；变压器次级由兼做变压器的护套的凹型铜套组成，在对次级做完绝缘处理之后，将初级高压绕组直接绕在变压器的次级铜套上，这样可以有效增强变压器初级和次级的耦合程度；变压器的副边绕组引出端及中心抽头引出端通过若干根铜棒焊接在磁芯一侧的三块汇流板上，汇流板之间均有一定空隙；最靠近磁芯一侧的汇流板为变压器次级的中心抽头，为提高变压器的散热效果并降低变压器磁芯所承受的应力，将变压器副边绕组的中心抽头汇流排引通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，并对变压器磁芯与散热器的缝隙处采用高导热、高绝缘性能的电子灌封胶进行灌封处理。由于采用上述技术，本专利技术与已有技术相比具有以下优点: 1、超微晶软磁材料磁芯不仅磁导率高、矫顽力低、铁损耗小，且饱和磁感应强度高、稳定性好，所以用此磁芯设计的高频变压器具有损耗小、效率高、体积小的优点。2、变压器采用铝型材水冷方式直接对发热源磁芯散热；铝型材散热器密度小，质量轻，导热、导电性能好，耐腐蚀性强，同时内部有两进两出两条水道，分别分布在方形铝型材散热器的四角及底部，可以降低变压器的温升，减轻变压器的重量，提高变压器性能。3、变压器的中心抽头汇流板通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，可以直接对变压器的次级绕组进行散热，有效降低变压器次级绕组的温升，大大提高变压器的散热效果。4、变压器次级绕组汇流板兼做变压器的输出连接排，使变压器的结构更加紧凑，体积更小，重量更轻；同时汇流板之间通过玻璃丝板支撑，减少变压器安装时的应力，防止变压器的损坏；输出连接排可直接压接在副边整流二极管上，使得变压器与副边整流二极管的连接更加方便、可靠。5、变压的结构简单紧凑，组装方便，批量生产非常方便。附图说明图1为变压器的结构图 图2为变压器的主视图 图3为变压器的俯视图 图4为铝型材散热器的结构图 图5为铝型材散热器的主视图 图6为铝型材散热器的右视图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明: 本专利技术低压大电流高频水冷铝型材变压器由超微晶软磁材料磁芯、高压绕组、低压绕组、汇流板、绝缘护套、铝型材散热器等组成，其结构如图1所示。图2为其正视图，图3为其俯视图。如图2、3所示，变压器的超微晶磁芯(2)立放，磁芯的一侧连接着三块汇流板，距离磁芯最近的汇流板(7)为变压器副边绕组的中心抽头引出端，该汇流板通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，并与磁芯之间有一定的空隙；另两块汇流板(4、5)为变压器副边绕组的引出端，两块汇流板之间有一定的空隙，各通过一块玻璃丝板(3、6)支撑固定。变压器磁芯(2)通过电子灌封胶固定于铝型材散热器内(1)，铝型材散热器的结构如图4所示。铝型材散热器内部有两进两出两条水道，分别分布在方形铝型材散热器的四角(如图6所示)及底部(如图5所示)，达到直接对磁芯散热的效果。铝型材散热器的水嘴接头(8)间通过铝壳内部的水道互相连接；为增大散热面积，变压器副边绕组的中心抽头引出端(7)也固定于铝壳散热器(I)的端面。采用这种铝型材水冷散热方式，可以大大提高变压器的散热效果，增大散热面积，降低变压器的温升，减小变压器的体积，提高变压器的性能。变压的副边绕组及次级中心抽头通过若干根铜棒(2)引出并焊接至汇流板，这些铜棒的两端分别与磁芯两侧的变压器副边引出端汇流板和副边中心抽头引出端汇流板相连，分别焊接在三块汇流板上。在变压器磁芯的绝缘护套外绕制高压绕组，直接引出绕组的引出端，高压绕线在低压绕组各铜棒(2)间均匀分布，高压绕组与低压绕组耦合紧密，大大减小了漏磁，降低了变压器的损耗。远离磁芯一侧的两块汇流板(4、5)兼做变压器的输出连接排，使变压器的结构更加紧凑，体积更小，重量更轻；同时输出连接排可直接压接在副边整流二极管上，使得变压器与副边整流二极管的连接更加方便、可靠。这种变压器的结构简单，组装方便，便于批量生产。本文档来自技高网...

【技术保护点】
低压大电流水冷铝壳变压器由超微晶软磁材料磁芯、高压绕组、低压绕组、汇流板、绝缘护套、铝型材散热器等组成，其特征在于：采用环形超微晶软磁材料作为变压器的磁芯，低压绕组为兼做变压器护套的U型铜套，三个次级绕组引出至变压器一侧；采用铝型材散热器直接对变压器进行散热，铝型材散热器采用水冷方式；将变压器的中心抽头通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，实现对次级绕组的直接散热；对变压器磁芯和铝型材散热器之间的缝隙采用高导热性、高电气绝缘性能的电子灌封胶进行灌封处理。

【技术特征摘要】
1.低压大电流水冷铝壳变压器由超微晶软磁材料磁芯、高压绕组、低压绕组、汇流板、绝缘护套、铝型材散热器等组成，其特征在于: 采用环形超微晶软磁材料作为变压器的磁芯，低压绕组为兼做变压器护套的U型铜套，三个次级绕组引出至变压器一侧；采用铝型材散热器直接对变压器进行散热，铝型材散热器采用水冷方式；将变压器的中心抽头通过螺钉紧固方式固定在铝型材散热器上，实现对次级绕组的直接散热；对变压器磁芯和铝型材散热器之间的缝隙采用高导热性、高电气绝缘性能的电子灌封胶进行灌封处理。2.根据权利要求1所述的变压器其特征在于:变压器的磁芯采用环形超微晶软磁材料；变压器的初级高压绕组直接绕在磁芯的绝缘护套外；变压器的次级绕组由凹形铜套焊接而成，次级绕组引出端通过若干根铜棒焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈美钰，李志君，张超，李金芝，段宣祥，马洪飞，董宁，高瑞松，孙楠，屈毅，
申请(专利权)人：北京京仪椿树整流器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：