专利名称：水冷散热次高频变压器及其散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种变压器，尤其是一种点焊机使用的高频变压器。
背景技术：
传统的电阻焊电源主要是交流、直流エ频点焊机，是通过调整可控硅导通角的大小来完成焊接电流的控制，技术上比较成熟，但体积庞大。因为是单相输入，能耗高、效率低且动态性能差，控制精度不高。到了八九年代出现了中频逆变电阻焊，供电由原来的単相提升为三相，变压器的工作频率由50HZ提升到1000HZ左右。中频电阻焊机的体积大为減少，效率也有所提升。直流中频电阻焊的焊接效率比交流点焊机有明显的提高，节能在60% -70%以上。但其体积 和重量仍然明显偏大。次高频逆变点焊机是在中频点焊机的基础上提高了逆变器的工作频率(5-20KHZ)，降低了变压器的体积和重量，与中频点焊机相比具有更好的动态响应、更高控制精度和更小的体积。实用新型人发现，上述传统高频变压器存在如下缺点散热困难，随着输出功率的増加，变压器的温升很高，整流ニ极管极易损坏，很难提高输出功率。目前悬挂点焊机逆变压器，体积大，功率低，不能很好的满足悬挂点焊机的点焊机大电流、高功率的要求。
实用新型内容本实用新型的实用新型目的之一是在提高变压器输出功率的同时，減少变压器的温升；本实用新型的实用新型目的之ニ是在提高变压器输出功率的同时，减小变压器体积。本实用新型提供如下技术方案ー种水冷散热次高频变压器，包括磁芯、初级线包、次级线包、变压器次级引出端子以及与变压器次级引出端子相连的整流管电路，其特征在干所述整流管电路包括平面型整流整流ニ级管、ニ极管正极端引线板、整流器负极输出板和整流器正极输出板，其中，所述整流器负极输出板也即变压器的中心抽头，所述变压器次级电流经所述平面型整流整流ニ级管整流后，连接到所述整流器正极输出板，电流由该整流器正极输出板输出，且，所述平面型整流ニ极管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板均为内部设有散热水道的具有一定厚度的铜板结构。所述水冷散热次高频变压器包括两个并联的子变压器，每个子变压器包含一至三组初级线包和一至三组次级线包；每组初级线包含有三个子线包，每组次级线包含有两个次级线包，且两个次级线包是首尾相连；每个次级线包首、尾引线分别接两个上下平行放置的ニ极管正极端引线板；在两个次级线包的首尾连接处将次级线包的中心抽头端子与整流器的负极输出板连接；两个ニ极管正极端引线板与平面型整流整流ニ极管正极端相连接，负极端与整流器正极输出板相连接，所述整流器正极输出板位于两个ニ极管正极端引线板中间，ー个平面型整流ニ极管位于所述上层ニ极管正极端引线板和整流器正极输出板之间，另ー个平面型整流ニ极管位于下层ニ极管正极端引线板和整流器正极输出板之间，这样，所述两块ニ极管正极端引线板和所述整流器正极输出板共三块铜板紧紧的将两个整流平面型整流ニ极管压在中间。所述次级线包采用直径为4-10毫米的紫铜管绕制，且，该紫铜管与所述整流ニ级管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板中的散热水道相通。所述子变压器的次级线包的中心抽头端子与所述整流器负极输出板焊接在一起，其中两个输出端子与上层ニ极管正极端引线板焊接在一起，其余的两个输出端子与下层ニ极管正极端引线板焊接在一起。所述ニ极管正极端引线板、整流器负极输出板和整流器正极板为板状结构，采用10-15毫米厚的紫铜板制成，其中，这些板状结构的内部设有通孔，组成作为散热水循环流动的散热水道，且，这些散热水道与组成次级线包的紫铜管是相互连通的。一种散热装置，包括连通的出水ロ、入水口和散热水道，其特征在于所述入水ロ设于所述整流器负极输出板上，所述出水ロ设于所述整流器正极输出板上，所述散热水道设于所述整流器负极输出板、整流器正极输出板和ニ极管正极端引线板内部，其中，所述整流器负极输出板、整流器正极输出板和ニ极管正极端引线板均为具有一定厚度的板状结构，在上述板状结构的内部设有若干通孔，组成作为散热水循环流动的散热水道，且，所述散热水道与组成变压器次级线包的紫铜管相连通。所述散热装置中冷却水的工作流程为所述散热装置中冷却水的工作流程为冷却水从整流器负极输出板上的入水ロ流入整流器负极板上的散热水道，然后分成三至六路其中两路从所述整流器负极板上的散热水道出来进入所述整流器正极输出板上的散热水道，然后汇总到该板的出水ロ，余下的几路是从所述整流器负极板上的散热水道出来到ー组平面型整流ニ极管正极板上的散热水道后，再分两路到两至三个次级线包，然后到另ー组平面型整流ニ极管正极板上的散热水道，再流到所述整流器正极输出板上的散热水道，再汇集到所述整流器正极输出板上的出水ロ。所述散热装置中冷却水的工作流程为所述散热装置中冷却水的工作流程为从整流器负极输出板上的入水ロ进入整流器负极输出板上的散热水道，通过整流器负极输出板上的散热水道，分为A、B、C、D四路水路分支并连,后流入整流器正极输出板上的散热水道内，最后汇集到所述整流器正极输出板上的出水ロ后流出。所述水冷散热装置的各个水道和管道之间用带自锁接头的绝缘橡胶管连接，所述自锁接头包括自锁头和自锁套，且，所述自锁头与橡胶管配合部分设有两道倒锥槽，槽ロ为鋭角，槽与槽之间有部分配合圆柱面，圆柱面比橡胶管内径大，自锁套内径比插入自锁头后涨开橡胶管的外径小。本实用新型的有益效果在于第一、整流ニ极管采用平面型整流ニ极管，減少整流ニ极管数量，大幅度减小变压器体积。只需要用四只平面型整流ニ极管即可满足输出12000A的电流。第二，将ニ极管正极端引线端子和整流器正极输出端子以及整流器负极端子都设计成具有一定厚度的且设有散热水道的铜板结构，通过上述三块铜板紧紧的将两个平面型整流ニ极管压在中间，既能保证铜板与ニ级管之间良好接触，又能保证电流及热量的良好传递效果。[0019]第三，新型的水冷散热装置使变压器内部热量得以及时散热，降低散热器温升，延长变压器内部整流ニ极管及磁芯等元件的使用寿命。磁芯温度可控制在60°C以内，整流ニ极管的温度控制在80°C以内。系统有温度传感器监控，这样变压器整体温度大幅度下降，输出电流波动范围小。减小了温升对变压器的影响。第四，本实用新型创造性采用橡胶管和自锁接头来连接散热装置的管道和水道，縮小了变压器内部水路连接时的连接空间。使变压器体积得到一定的縮小。同时保证了水路连接的密封性。第五，本实用新型创造性的将变压器的次级线包采用紫铜管绕制，且将管内的冷却水与变压器其他部位的散热水道相连通，既节省了在次级线包上安装散热管的空间，散热效果也非常好。
图I为本实用新型水冷散热变压器及散热装置总体结构示意图。图2为本实用新型的散热装置水路接ロ位置示意图；图3为本实用新型的水冷散热装置水流流程示意图；图4为本实用新型的左子变压器次级及引线板的结构示意图；图5为本实用新型的右子变压器次级及引线板的结构示意图；图6为本实用新型的平面型整流ニ级管结构示意图；图7为本实用新型的自锁接头结构示意图
具体实施方式
以下结合附图和实施例进ー步说明本实用新型如图I所示，ー种水冷散热次高频变压器及其散热装置，它包括I、整流器负极输出板；2、整流器正极输出板；3、ニ极管正极上引线板；5、ニ极管正极上引线板；4、ニ极管正极下引线板；6、ニ极管正极下引线板；7变压器中心抽头；8、变压器磁芯；9、变压器ニ极管正极引出端子；10、变压器初级线包；11、平面型整流ニ级管；12、平面型整流ニ级管；13、自锁接头；14、自锁套；15、绝缘橡胶管。ー种水冷散热次高频变压器包括初级线包(10)、次级线包(9al、9a2、9bl、9b2、9cl、9c2、9dl、9d2)、以及与次级线包相连的整流管电路，所述整流管电路包括平面型整流ニ级管(11、22)，ニ极管正极端引线板(3、4、5、6)、整流器负极输出板(I)和整流器正极输出板(2)，其中，所述整流器负极输出板也即变压器的中心抽头，所述变压器次级电流经所述平面型整流ニ级管整流后，连接到所述整流器正极输出板，电流由该整流器正极输出板输出，且，所述ニ级管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板均为内部设有散热水道的具有一定厚度的紫铜板结构。所述水冷散热次高频变压器包括两个并联的子变压器，每个子变压器包含两组初级线包和两组次级线包；每组初级线包含有三个子线包，每组次级线包含有两个次级线包Oal和9a2)，且两个次级线包是首尾相连；每个次级线包首、尾引线分别接两个上下平行放置的ニ极管正极端引线板(3、4)；在两个次级线包的首尾连接处将次级线包的中心抽头端子(7a)与整流器的负极输出板(I)连接；两个ニ极管正极端引线板与平面型整流ニ极管正极端(3、4)相连接，负极端与整流器正极输出板(2)相连接，如图1、4、5所示，所述整流器正极输出板(2)位于上下两个ニ极管正极端引线板中间，上平面型整流ニ极管(11)位于所述上层ニ极管正极端引线板和整流器正极输出板之间，下平面型整流ニ极管(12)位于下层ニ极管正极端引线板和整流器正极输出板之间，三块铜板紧紧的将两个整流ニ极管压紧(压カ为20000N/C m2)，保证紫铜板与ニ级管之间良好接触，也就保证了电流及热量的良好传递效果)。如图4和图5所示，次级线包(9al、9a2、9bl、9b2、9cl、9c2、9dl、9d2)采用直径为4-10毫米的紫铜管绕制，且，该紫铜管与所述整流ニ级管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板中的散热水道相通。如图4、5所示，两个子变压器次级分别为左子变压器次级和右子变压器次级，其中，左子变压器的两组次级线包(9al、9a2、9bl、9b2)的中心抽头端子(7a)与所述整流器负极输出板(I)焊接在一起，另四个引出端子与ニ极管正极端引线板(3、4)焊接在一起；且，所述两个ニ极管正极端引线板内的散热水道，与组成次级线包的紫铜管，以及所述整流器负极输出板内的散热管是相互连通的。 如图5所示，右子变压器的两组次级线包(9a3、9a4、9b3、9b4)的中心抽头端子(7b)与所述整流器负极输出板(I)焊接在一起，另四个引出端子与ニ极管正极端引线板
(5)和(6)焊接在一起；且，所述两个ニ极管正极端引线板内的散热水道，与组成次级线包的紫铜管，以及所述整流器负极输出板内的散热管是相互连通的。如图I所示，所述ニ极管正极端引线板(3、4、5、6)、整流器负极输出板⑴和整流器正极输出板(2)均为板状结构，采用10-15毫米厚的紫铜板制成，其中，这些板状结构的内部设有通孔，组成作为散热水循环流动的散热水道，且，这些散热水道与组成次级线包的紫铜管是相互连通的。如图2所示，一种散热装置，包括连通的出水ロ、入水ロ和散热水道，所述入水ロ设于所述整流器负极输出板(Zl)上，所述出水ロ设于所述整流器正极输出板(Z2)上，所述散热水道设于所述整流器负极输出板、整流器正极输出板和ニ极管正极端引线板内部，其中，所述整流器负极输出板、整流器正极输出板和ニ极管正极端引线板均为具有一定厚度的板状结构，在上述板状结构的内部设有若干通孔，组成作为散热水循环流动的散热水道，且，所述散热水道与组成变压器次级线包的紫铜管相连通。如图2所示，所述散热装置中冷却水的工作流程为压カ为O. 3Mpa冷却水从整流器负极输出板入水ロ(Zl)进入整流器负极输出板，通过整流器负极输出板中分水路，分为A、B、C、D四路水路分支并连，后流入整流器正极输出板汇流后流出。四路并联支路具体流向如下如图2和图3所示A路从整流器负极输出板I的入水ロ(Zl)进入经该板左边水道流入其出水ロ(Al)，流入ニ极管正极端引线板3的入水ロ(A2)，在ニ极管正极端引线板3中分两路水路，一路直接流入次级线包(9bl、9b2)(带走次级线包及初级线包的热量)，再流入ニ极管正极端引线板4，经ニ极管正极端引线板4中的水路(带走ニ极管正极端引线板4的热量)，流入整流器正极输出板的出水ロ(A3)，另一路经ニ极管正极端引线板3水路(带走引线板3的部分热量)，进入次级线包(9al、9a2),经次级线包(带走次级线包9al、9a2及初级线包的热量)后，流入ニ极管正极端引线板4，直到整流器正极板的出水ロ(A3)，然后，流入整流器正极输出板2的入水ロ(A4)。再由整流器正极输出板出水ロ(Z2)流出。[0040]如图2和图3所示B路从整流器负极输出板I的入水ロ(Zl)进入经该板右边水道流入其出水ロ(BI)流入ニ极管正极端引线板5的入水ロ(B2)，在ニ极管正极端引线板5中分两路水路，一路直接流入次级线包单元9cl、9c2(带走次级线包及初级线包的热量)，再流入ニ极管正极端引线板6，经ニ极管正极端引线板6中的水路(带走ニ极管正极端引线板6的部分热量)到该板的出水ロ(B3)流入整流器正极输出板2的入水ロ(A4)。另一路经ニ极管正极端引线板5水路(带走引线板5的热量)，进入次级线包9dl、9d2，经次级线包(带走次级线包及初级线包的热量)后，流入ニ极管正极端引线板6，直到该板的出水ロ(B3)流入整流器正极输出板2的入水ロ(B4)。再由整流器正极输出板出水ロ(Z2)流出。如图2和图3所示C路从整流器负极输出板I的入水ロ(Zl)进入经该板左边水道流入其出水ロ(A3)流入整流器正极输出板2入水ロ(A4)，经整流器正极输出板左侧水路(带走左边整流ニ极管负极发热量)，由整流器正极输出板出水ロ(Z2)流出；如图2和图3所示C路从整流器负极输出板I的入水ロ(Zl)进入经该板右边水道流入其出水ロ(B3)流入整流器正极输出板2入水ロ(B4)，经整流器正极输出板右侧水路(带走右边整流ニ极管负极发热量)，由整流器正极输出板出水ロ(Z2)流出。如图2和图7所示，整流器中整流器正极板和整流器负极板以及ニ极管正极引线之间，以及它们与组成次级线包紫铜管之间的水路连接，采用绝缘橡胶管(外径13_，内径
6.5mm)连接，橡胶管采用自锁接头连接，自锁接头包含自锁头(13)和自锁套(14)。自锁头与橡胶管(15)配合部分有两道倒锥槽，槽ロ为锐角，槽与槽之间有部分配合圆柱面，圆柱面比橡胶管内径大I. 8mm,自锁套内径比插入自锁头后涨开橡胶管的外径小O. 2mm。如图7所示，装配时，将橡胶管套入自锁头，使橡胶管紧紧包裹自锁头，圆柱面与橡胶管无间隙配合，保证了连接的密封性。自锁套比涨开后的橡胶管小O. 2mm,当自锁套套入涨开ロ的橡胶管后，将橡胶管压紧，使其无向外扩涨的空间，同时部分橡胶嵌入自锁头倒锥槽内。使橡胶管无法从自锁头上脱出。磁芯温度可控制在60°C以内，整流ニ极管的温度控制在80°C以内。系统有温度传感器监控，这样变压器整体温度大幅度下降，输出电流波动范围小。减小了温升对变压器的影响。本实用新型縮小了变压器内部水路连接时的连接空间。使变压器体积得到一定的縮小。同时保证了水路连接的密封性。只需要用4只平面型整流ニ极管即可满足输出12000A的电流，而外形尺寸只有300mm*168mm*IOOmm ；比传统变压器体积上缩小很多。虽然本实用新型的优选实例被以作为例证的目的进行披露，但本领域的技术人员可以理解各种修改、添加和替换是可能的，只要其不脱离所附权利要求中详述的本实用新型的精神和范围。
权利要求1.ー种水冷散热次高频变压器，包括磁芯、初级线包、次级线包、以及与次级线包相连的整流管电路，其特征在干所述整流管电路包括平面型整流ニ极管、ニ极管正极端引线板、整流器负极输出板和整流器正极输出板，其中，所述整流器负极输出板也即变压器的中心抽头，所述变压器次级电流经所述平面型整流ニ极管整流后，连接到所述整流器正极输出板，电流由该整流器正极输出板输出，且，所述整流ニ级管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板均为内部设有散热水道的具有一定厚度的铜板结构。
2.根据权利要求I所述的水冷散热次高频变压器，其特征在于包括两个并联的子变压器，每个子变压器包含一至三组初级线包和一至三组次级线包；每组初级线包含有三个子线包，每组次级线包含有两个次级线包，且两个次级线包是首尾相连；每个次级线包首、尾引线分别接两个上下平行放置的ニ极管正极端引线板；在两个次级线包的首尾连接处将次级线包的中心抽头端子与整流器的负极输出板连接；两个ニ极管正极端引线板与平板整流ニ极管正极端相连接，负极端与整流器正极输出板相连接，所述整流器正极输出板位于两个ニ极管正极端引线板中间，ー个平面型整流ニ极管位于所述上层ニ极管正极端引线板和整流器正极输出板之间，另ー个平面型整流ニ极管位于下层ニ极管正极端引线板和整流 器正极输出板之间，这样，所述两块ニ极管正极端引线板和所述整流器正极输出板共三块 铜板紧紧的将两个平面型整流ニ极管压在中间。
3.根据权利要求I或2所述的水冷散热次高频变压器，其特征在于所述次级线包采用直径为4-10毫米的紫铜管绕制，且，该紫铜管与所述整流ニ级管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板中的散热水道相通。
4.根据权利要求3所述的水冷散热次高频变压器，其特征在于所述子变压器的次级线包的中心抽头端子与所述整流器负极输出板焊接在一起，其中两个输出端子与上层ニ极管正极端引线板焊接在一起，其余的两个输出端子与下层ニ极管正极端引线板焊接在一起。
5.根据权利要求3所述的水冷散热次高频变压器，其特征在于所述ニ极管正极端引线板、整流器负极输出板和整流器正极输出板均为板状结构，采用10-15毫米厚的紫铜板制成，其中，这些板状结构的内部设有通孔，组成作为散热水循环流动的散热水道，且，这些散热水道与组成次级线包的紫铜管是相互连通的。
6.一种散热装置，包括连通的出水ロ、入水口和散热水道，其特征在于所述入水ロ设于所述整流器负极输出板上，所述出水ロ设于所述整流器正极输出板上，所述散热水道设于所述整流器负极输出板、整流器正极输出板和ニ极管正极端引线板内部，其中，所述整流器负极输出板、整流器正极输出板和ニ极管正极端引线板均为具有一定厚度的板状结构，在上述板状结构的内部设有若干通孔，组成作为散热水循环流动的散热水道，且，所述散热水道与组成变压器次级线包的紫铜管相连通。
7.据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置中冷却水的工作流程为冷却水从整流器负极输出板上的入水ロ流入整流器负极板上的散热水道，然后分成三至六路其中两路从所述整流器负极板上的散热水道出来进入所述整流器正极输出板上的散 热水道，然后汇总到该板的出水ロ，余下的几路是从所述整流器负极板上的散热水道出来到ー组平面型整流ニ极管正极板上的散热水道后，再分两路到两至三个次级线包，然后到另ー组平面型整流ニ极管正极板上的散热水道，再流到所述整流器正极输出板上的散热水道，再汇集到所述整流器正极输出板上的出水ロ。
8.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置中冷却水的工作流程为从整流器负极输出板上的入水ロ进入整流器负极输出板上的散热水道,通过整流器负极输出板上的散热水道，分为A、B、C、D四路水路分支并连，后流入整流器正极输出板上的散热水道内，最后汇集到所述整流器正极输出板上的出水ロ后流出。
9.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于所述水冷散热装置的各个水道和管道之间用带自锁接头的绝缘橡胶管连接，所述自锁接头包括自锁头和自锁套，且，所述自锁 头与橡胶管配合部分设有两道倒锥槽，槽ロ为锐角，槽与槽之间有部分配合圆柱面，圆柱面比橡胶管内径大。
专利摘要一种水冷散热次高频变压器，包括磁芯、初级线包、次级线包、变压器次级引出端子以及与变压器次级引出端子相连的整流管电路，所述整流管电路包括平面型整流整流二级管、二极管正极端引线板、整流器负极输出板和整流器正极输出板，其中，所述整流器负极输出板也即变压器的中心抽头，所述变压器次级电流经所述平面型整流整流二级管整流后，连接到所述整流器正极输出板，电流由该整流器正极输出板输出，且，所述平面型整流二极管正极引出板、整流器正极输出板和整流器负极输出板均为内部设有散热水道的具有一定厚度的铜板结构。
文档编号H01F27/16GK202632963SQ201120571830
公开日2012年12月26日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年6月8日
发明者韩玉琦, 陈志伟, 熊平, 韩沛文, 陈景瑜 申请人:深圳市鸿栢科技实业有限公司