一种LLC变压器及其加工工艺的制作方法

本发明涉及一种LLC变压器及其加工工艺。

背景技术：

随着现代电力电子技术的发展，高频开关器件的诞生，开关电源向着高频化、集成化和模块化发展。LLC谐振变换器越来越被广泛应用，它的谐振电感可用变压器的漏感替换。

优点是：结构简单,操作简便,可有效控制漏电感,参数一致性高。

LLC变压器对漏感有一定要求，不像其他结构，漏感越小越好。变压器的漏感主要跟初级匝数和变压器绕组结构有关，匝数越多，漏感越大；初、次级分得越开，漏感越大。因此，既要满足安规要求，又要满足电路要求，难度较大。

目前，由于市场对高频电源变压器从体积、性能提出了更高的要求，因此需要开发新型的变压器以及相应的加工工艺，以满足市场需求。现有变压器的结构，其绕制方法是在同一区间绕制初级和次级线圈，且依次同一方向排绕下来。其缺点是无法实现对漏电感的控制和需求，需要再额外配置一个谐振电感来辅助完成电路需求。这样使得整个高频电源体积增大，成本增高。变压器线材的选取不当，整体温升过高。加工工艺不当，输出易不平衡。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种LLC变压器加工工艺。将变压器的初次级完全分开绕制，无重叠，使初次级相互耦合程度相当差，以增加变压器漏感为目的，且让漏感保持在一定范围内。

本发明为实现上述目的，所采取的技术方案是：一种LLC变压器，包括骨架、φ0.1/16*1P聚氨酯漆包线Ⅰ、φ0.1/165*2P聚氨酯漆包线Ⅱ、TEX-EΦ0.2*1P三重绝缘线、铁氧体磁芯，所述骨架包括一体成型的挡板Ⅰ、挡板Ⅳ、管脚、支撑台，在一侧的支撑台上设有第1管脚至第6管脚，在另一侧的支撑台上设有第7管脚至第12管脚，其特征在于：还包括中间挡板、隔条Ⅰ、绝缘胶带Ⅰ、隔条Ⅱ、绝缘胶带Ⅱ、绝缘胶带Ⅲ、外壳、绝缘胶带Ⅳ；

所述中间挡板设置在挡板Ⅰ、挡板Ⅳ之间的线包骨架上，中间挡板由挡板Ⅱ、挡板Ⅲ构成，挡板Ⅱ、挡板Ⅲ之间为一圈凹槽，挡板Ⅱ与挡板Ⅰ之间为宽槽区，挡板Ⅲ与挡板Ⅳ之间为窄槽区，中间挡板与线包骨架为一体成型结构；

所述骨架的宽槽区内分别设有一圈5mm宽的隔条Ⅰ、初级绕组N1、绝缘胶带Ⅰ，初级绕组N1由φ0.1/16*1P聚氨酯漆包线Ⅰ单线绕制35T，共4层构成，其中第1层和第2层聚氨酯漆包线Ⅰ设置在隔条Ⅰ与挡板Ⅰ之间的线包骨架上，第3层和第4层聚氨酯漆包线Ⅰ设置在隔条Ⅰ留空1~1.5mm处至挡板Ⅰ之间的2层聚氨酯漆包线Ⅰ上，起绕出线端通过套管环绕在第4管脚上与第4管脚焊接连接，结束出线端环绕在第2管脚上与第2管脚焊接连接，在第4层聚氨酯漆包线Ⅰ上及留空的1~1.5mm的隔条Ⅰ上外包2层绝缘胶带Ⅰ；

所述骨架的窄槽区内分别设有八圈1.5mm宽的隔条Ⅱ、次级绕组N2N3、初级反馈绕组N4、绝缘胶带Ⅱ、绝缘胶带Ⅲ，次级绕组N2N3由φ0.1/165*2P聚氨酯漆包线Ⅱ双线并绕2T，共2层构成，2层聚氨酯漆包线Ⅱ设置在隔条Ⅱ与挡板Ⅳ之间的线包骨架上，双线起绕出线端分别与第8管脚、第9管脚焊接连接，双线结束出线端分别与第10管脚和第11管脚焊接连接，在第2层聚氨酯漆包线Ⅱ及1.5mm宽的隔条Ⅱ上设有3层绝缘胶带Ⅱ，在3层绝缘胶带Ⅱ上设有初级反馈绕组N4，所述初级反馈绕组N4由TEX-EΦ0.2*1P三重绝缘线单线间隔绕制3T，共1层构成，起绕出线端环绕在第5管脚上与第5管脚焊接连接，结束出线端环绕在第6管脚上与第6管脚焊接连接，在初级反馈绕组N4上外包2层绝缘胶带Ⅲ；

所述外壳设置在骨架外，两片所述铁氧体磁芯对插在骨架上，在铁氧体磁芯外设有3层绝缘胶带Ⅳ，所述LLC变压器外设有一层绝缘漆。

一种LLC变压器加工工艺，其特征在于：步骤如下，

第一步、绕制初级绕组N1，在ETD型骨架宽槽区内靠近挡板Ⅱ处加一圈5mm宽的隔条Ⅰ，在骨架宽槽区内靠近挡板Ⅰ处起绕φ0.1/16*1P聚氨酯漆包线Ⅰ，单线绕制35T，共4层，起绕出线端通过套管环绕在第4管脚上与第4管脚连接，其中第1层和第2层聚氨酯漆包线Ⅰ设置在隔条Ⅰ与挡板Ⅰ之间的线包骨架上，第3层和第4层聚氨酯漆包线Ⅰ设置在隔条Ⅰ留空1~1.5mm处至挡板Ⅰ之间的2层聚氨酯漆包线Ⅰ上，结束出线端环绕在第2管脚上与第2管脚连接，在宽槽区内第4层聚氨酯漆包线Ⅰ上及留空的1~1.5mm的隔条Ⅰ上外包2层绝缘胶带Ⅰ；

第二步、绕制次级绕组N2N3，

在ETD型骨架窄槽区内靠近挡板Ⅲ处加八圈1.5mm宽的隔条Ⅱ，在骨架窄槽区内靠近挡板Ⅳ处起绕φ0.1/165*2P聚氨酯漆包线Ⅱ，双线并绕2T，共2层，双线起绕出线端分别与第8管脚、第9管脚连接，2层聚氨酯漆包线Ⅱ设置在隔条Ⅱ与挡板Ⅳ之间的线包骨架上，双线结束出线端分别与第10管脚和第11管脚连接，在窄槽区内第2层聚氨酯漆包线Ⅱ及1.5mm宽的隔条Ⅱ上外包3层绝缘胶带Ⅱ，绝缘胶带Ⅱ有粘性的一面冲上绕制，

由于次级聚氨酯漆包线Ⅱ合股线较粗，双线起绕出线端、双线结束出线端分别与管脚的连接方式为，将每股单线聚氨酯漆包线Ⅱ的合股线再分为2股，分别包围第8管脚、第9管脚、第10管脚和第11管脚，在第8管脚、第9管脚、第10管脚和第11管脚靠外侧的2股聚氨酯漆包线Ⅱ再分别拧在一起将管脚包住；

第三步、绕制初级反馈绕组N4，

在骨架窄槽区内靠近挡板Ⅲ处起绕，在次级绕组N2N3上绕制TEX-EΦ0.2*1P三重绝缘线，单线间隔绕制3T，共1层，起绕出线端环绕在第5管脚上与第5管脚连接，结束出线端环绕在第6管脚上与第6管脚连接，在 1层三重绝缘线上外包2层绝缘胶带Ⅲ；

第四步、套外壳，

首先对第8管脚至第11管脚、第2管脚至第4管脚、第5管脚和第6管脚进行烫锡处理，烫锡后，将管脚上多余部分聚氨酯漆包线Ⅱ、三重绝缘线剪至与骨架平齐，在骨架外套上外壳；

第五步、插装铁氧体磁芯，

将两片铁氧体磁芯的中间圆柱对应骨架的中孔插入，两片铁氧体磁芯的两个侧腿及中间圆柱对接在一起，在铁氧体磁芯外包3层绝缘胶带Ⅳ，将2片铁氧体磁芯紧密包在一起；

第六步、浸漆烘干工序，

将组装完成的LLC变压器进行一系列性能测试，包括圈数、电感、漏电感、直流电阻、耐压指标，合格的变压器进入浸漆及烘干工序，干燥后，对变压器进行复检，合格后喷码印字。

本发明具有的优点及有益效果是：a.本方案选用的双槽骨架,宽槽侧绕初级绕组，窄槽侧绕次级绕组，通过调节初次级之间的相对位置，加入隔条达到一个精确稳定的漏电感要求，这样就组成了一个LLC变压器，其优点是不必在电源内另设谐振电感，从而减小体积，降低成本。b.为使输出达到平衡，次级绕组N2N3采用双线并绕，提高电源可靠性。c.为防止温升过高，采用合股线绕制，同时也解决了趋附效应和接近效应。d.为满足高层次客户要求，选材全部不含卤素，达到环保要求。该变压器稳定性高，充分满足了市场对LLC谐振变换器的高品质需求。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图；

图2为本发明的整体示意图；

图3为图2的仰视图；

图4为本发明骨架的结构示意图；

图5为本发明绕制2层聚氨酯漆包线Ⅰ的示意图；

图6为本发明绕制4层聚氨酯漆包线Ⅰ的示意图；

图7为本发明聚氨酯漆包线Ⅰ结束出线端连接管脚的示意图；

图8为本发明外包绝缘胶带Ⅰ的示意图；

图9为本发明外包隔条Ⅱ的示意图；

图10为本发明绕制聚氨酯漆包线Ⅱ的示意图

图11为本发明外包绝缘胶带Ⅱ的示意图；

图12为本发明三重绝缘线Ⅲ起始出线端连接管脚的示意图；

图13为本发明绕制三重绝缘线Ⅲ的示意图；

图14为本发明外包绝缘胶带Ⅲ的示意图。

具体实施方式

如图1至图14所示、一种LLC变压器，包括骨架1、φ0.1/16*1P聚氨酯漆包线Ⅰ4、φ0.1/165*2P聚氨酯漆包线Ⅱ8、TEX-EΦ0.2*1P三重绝缘线10、铁氧体磁芯13，骨架1包括一体成型的挡板Ⅰ1-1、挡板Ⅳ1-4、管脚2、支撑台1-5，在一侧的支撑台1-5上设有第1管脚2至第6管脚2，在另一侧的支撑台1-5上设有第7管脚2至第12管脚2，还包括中间挡板、隔条Ⅰ3、绝缘胶带Ⅰ6、隔条Ⅱ7、绝缘胶带Ⅱ9、绝缘胶带Ⅲ11、外壳12、绝缘胶带Ⅳ14。

中间挡板设置在挡板Ⅰ1-1、挡板Ⅳ1-4之间的线包骨架上，中间挡板由挡板Ⅱ1-2、挡板Ⅲ1-3构成，挡板Ⅱ1-2、挡板Ⅲ1-3之间为一圈凹槽1-6，挡板Ⅱ1-2与挡板Ⅰ1-1之间为宽槽区1-7，挡板Ⅲ1-3与挡板Ⅳ1-4之间为窄槽区1-8，中间挡板与线包骨架为一体成型结构。

骨架1的宽槽区1-7内分别设有一圈5mm宽的隔条Ⅰ3、初级绕组N1、绝缘胶带Ⅰ6，初级绕组N1由φ0.1/16*1P聚氨酯漆包线Ⅰ4单线绕制35T，共4层构成，其中第1层和第2层聚氨酯漆包线Ⅰ4设置在隔条Ⅰ3与挡板Ⅰ1-1之间的线包骨架上，第3层和第4层聚氨酯漆包线Ⅰ4设置在隔条Ⅰ3留空1~1.5mm处至挡板Ⅰ1-1之间的2层聚氨酯漆包线Ⅰ4上，起绕出线端通过套管5环绕在第4管脚2上与第4管脚2焊接连接，结束出线端环绕在第2管脚2上与第2管脚2焊接连接，在第4层聚氨酯漆包线Ⅰ4上及留空的1~1.5mm的隔条Ⅰ3上外包2层绝缘胶带Ⅰ6。

在骨架1的窄槽区1-8内分别设有八圈1.5mm宽的隔条Ⅱ7、次级绕组N2N3、初级反馈绕组N4、绝缘胶带Ⅱ9、绝缘胶带Ⅲ11，次级绕组N2N3由φ0.1/165*2P聚氨酯漆包线Ⅱ8双线并绕2T，共2层构成，2层聚氨酯漆包线Ⅱ8设置在隔条Ⅱ7与挡板Ⅳ1-4之间的线包骨架上，双线起绕出线端分别与第8管脚2、第9管脚2焊接连接，双线结束出线端分别与第10管脚2和第11管脚2焊接连接，在第2层聚氨酯漆包线Ⅱ8及1.5mm宽的隔条Ⅱ7上设有3层绝缘胶带Ⅱ9，在3层绝缘胶带Ⅱ9上设有初级反馈绕组N4，所述初级反馈绕组N4由TEX-EΦ0.2*1P三重绝缘线10单线间隔绕制3T，共1层构成，起绕出线端环绕在第5管脚2上与第5管脚2焊接连接，结束出线端环绕在第6管脚2上与第6管脚2焊接连接，在初级反馈绕组N4上外包2层绝缘胶带Ⅲ11。

外壳12设置在骨架1外，两片所述铁氧体磁芯13对插在骨架1上，在铁氧体磁芯13外设有3层绝缘胶带Ⅳ14；

LLC变压器外设有一层绝缘漆。

一种LLC变压器加工工艺，步骤如下：

第一步、绕制初级绕组N1，在ETD型骨架1宽槽区1-7内靠近挡板Ⅱ1-2处加一圈5mm宽的隔条Ⅰ3，在骨架1宽槽区1-7内靠近挡板Ⅰ1-1处起绕φ0.1/16*1P聚氨酯漆包线Ⅰ4，单线绕制35T，共4层，起绕出线端通过套管5环绕在第4管脚2上与第4管脚2连接，其中第1层和第2层聚氨酯漆包线Ⅰ4设置在隔条Ⅰ3与挡板Ⅰ1-1之间的线包骨架上，如图5所示，第3层和第4层聚氨酯漆包线Ⅰ4设置在隔条Ⅰ3留空1~1.5mm处至挡板Ⅰ1-1之间的2层聚氨酯漆包线Ⅰ4上，如图6所示，结束出线端环绕在第2管脚2上与第2管脚2连接，在宽槽区1-7内第4层聚氨酯漆包线Ⅰ4上及留空的1~1.5mm的隔条Ⅰ3上外包2层绝缘胶带Ⅰ6，如图7、8所示。

第二步、绕制次级绕组N2N3，

在ETD型骨架1窄槽区1-8内靠近挡板Ⅲ1-3处加八圈1.5mm宽的隔条Ⅱ7，如图9所示，在骨架1窄槽区1-8内靠近挡板Ⅳ1-4处起绕φ0.1/165*2P聚氨酯漆包线Ⅱ8，双线并绕2T，共2层，双线起绕出线端分别与第8管脚2、第9管脚2连接，2层聚氨酯漆包线Ⅱ8设置在隔条Ⅱ7与挡板Ⅳ1-4之间的线包骨架上，双线结束出线端分别与第10管脚2和第11管脚2连接，如图10所示，在窄槽区1-8内第2层聚氨酯漆包线Ⅱ8及1.5mm宽的隔条Ⅱ7上外包3层绝缘胶带Ⅱ9，绝缘胶带Ⅱ9有粘性的一面冲上绕制，如图11所示，

由于次级聚氨酯漆包线Ⅱ8合股线较粗，双线起绕出线端、双线结束出线端分别与管脚2的连接方式，无法采用传统的环绕接线方法，那样会影响变压器的整体安装高度，故我们采用了将每股单线聚氨酯漆包线Ⅱ8的合股线再分为2股，分别包围第8管脚2、第9管脚2、第10管脚2和第11管脚2，在第8管脚2、第9管脚2、第10管脚2和第11管脚2靠外侧的2股聚氨酯漆包线Ⅱ8再分别拧在一起将管脚2包住，如图3所示。

第三步、绕制初级反馈绕组N4，

在骨架1窄槽区1-8内靠近挡板Ⅲ1-3处起绕，在次级绕组N2N3上绕制TEX-EΦ0.2*1P三重绝缘线10，单线间隔绕制3T，共1层，起绕出线端环绕在第5管脚2上与第5管脚2连接，结束出线端环绕在第6管脚2上与第6管脚2连接，如图12、13 所示，在 1层三重绝缘线10上外包2层绝缘胶带Ⅲ11，如图14所示。

第四步、套外壳，

首先对第8管脚2至第11管脚2、第2管脚2至第4管脚2、第5管脚2和第6管脚2进行烫锡处理，烫锡后，将管脚2上多余部分聚氨酯漆包线Ⅱ8、三重绝缘线10剪至与骨架平齐，在骨架1外套上外壳12。

第五步、插装铁氧体磁芯，

将两片铁氧体磁芯13的中间圆柱13-1对应骨架1的中孔1-9插入，两片铁氧体磁芯13的两个侧腿13-2及中间圆柱13-1对接在一起，在铁氧体磁芯13外包3层绝缘胶带Ⅳ14，将2片铁氧体磁芯13紧密包在一起。

第六步、浸漆烘干工序，

将组装完成的LLC变压器进行一系列性能测试，包括圈数、电感、漏电感、直流电阻、耐压指标，合格的变压器进入浸漆及烘干工序，干燥后，对变压器进行复检，合格后喷码印字。