高频开关电源变压器的制造方法
【专利说明】
[0001](— )技术领域:高频开关电源变压器，一般用于生产多晶硅、电镀、电解、电动汽车充电等行业的低压大电流高频开关电源变压器。属变压器类(H01F)。
(二)
【背景技术】
[0002]现有低压大电流高频整流变压器原理及结构见图6-图8。见图6，原边线圈1环绕在环形铁芯2上，变压器副边线圈3是一匝，现有一般是采用通过铁芯中柱加导电座体的结构形成。副边的形成:见图6，采用串联两个线圈3.1N、3.2N中心抽头为30点，形成两并联的串有整流二极管的两支路。副边两电流分别为i31、i32;原边电流为il;其波形见图7。
[0003]国家自然科学资助基金项目(50475046)中公开了一种〈新型一体化开放式高频功率变压器〉，其结构为:把带中心抽头的变压器与现有散热器合二为一，以散热器本身替代导线及副边。其具体结构见图8示意:在绕有原边线圈1的环形铁芯2环形内空腔形成的左、右半圆中柱5.1N、5.2N从环形铁芯穿过作为变压器副边，分别与左、右散热器4.1N、4.2N连为两串联副边线圈，通过中心抽头4.2N形成一匝副边线圈。其优点在于半圆柱副边与散热器座4N、5N采用同一材料连为一体，形成无物理断开的整体结构，散热器半圆柱是变压器副边，结构简洁，通过散热器导出副边热量。现存在的问题是:1)半圆柱截面与散热器过电截面形成突变，半圆中柱5.1N、5.2N截面电流密度趋大，该处发热。2)两个半圆中柱间由于结构原因，散热差。3)同时见上述图6、图7，高频开关电源中间抽头，变压器两个副边线圈电流i31、i32在正负半周间交替工作，在半周内不工作(即不通过工作电流)的线圈导体仍会感应出邻近涡流损耗。由于趋肤效应、涡流效应，穿过铁芯的半圆中柱发热严重，特别是上端面5.1M处无法加大接触截面积，接触面电流密度大大超过散热器座4N电流密度。在通过大电流时，端部螺丝紧固面长期发热形成微小间隙，促使发热进一步加剧，形成恶性循环，最后产生微火花烧蚀端面，导致接触不良，接触电阻增加，变压器损耗增加。
(三)
【发明内容】
:
[0004]本发明提供的高频开关电源变压器，其目的就是解决国家自然科学资助基金项目(50475046)中公开的现有一体化开放式高频功率变压器存在的如下问题:1)由于趋肤效应、涡流效应半圆中柱发热严重。2)由结构原因两半圆中柱散热差。3)半圆中柱和散热器座接触面发热、烧蚀端面、接触电阻增加，变压器损耗增加。
[0005]技术方案如下:
[0006]高频开关电源变压器，包括:在变压器环形铁芯2上环绕原边线圈1;其特征是:
[0007]1)设由导电导热材料制成的含有内冷水管的左护套3.1、右护套3.2，两护套之间有绝缘层;左、右护套均为长方形，内有等径半圆腔，分别有含半圆形左、右底面3.11、3.21的左、右底座;含左、右顶面3.12、3.22的左、右半圆柱;两个护套组合成一个带内圆腔的正方体;每个护套内冷水管由底座内的一个水平U形管和护套半圆柱内的两个L形水管组成。
2)绕原边线圈的环形铁芯整体置于两护套内圆腔内；且内圆腔内灌满高导热硅胶6，并形成各处的绝缘层。3)副边带中心抽头的左、右线圈如下形成:环形铁芯中心孔两半圆柱空腔内分别竖放穿过中心孔的左、右两组高频电磁绞合线5.1、5.2，两组电磁绞合线间有绝缘层，高频电磁绞合线采用多股绝缘漆包线绞合而成。左线圈由顺次电连接的左上铜排4.12、左护套3.1、左下铜排4.11、左高频电磁绞合线5.1、抽头铜排4.0组成。左上铜排4.12通过左通孔7.12用螺钉连接固定在左护套的左顶面3.12上，左下铜排4.11通过左下通孔7.11用螺钉连接固定于左护套的左底面3.11;左高频电磁绞合线5.1下、上端分别焊接或压接固定在左下铜排4.11和抽头铜排4.0的各小通孔内。右线圈由顺次电连接的抽头铜排4.0、右护套
3.2、右下铜排4.21、右高频电磁绞合线5.2、右上铜排4.22组成；抽头铜排4.0通过右通孔7.0用螺钉连接固定在右护套右顶面3.22上；右下铜排4.21通过右下通孔7.21用螺钉连接固定于右护套的右底面3.21;右高频电磁绞合线5.2下、上端分别焊接或压接固定在右下、上铜排4.21、4.22各小通孔内。左上铜排4.12内端为左线圈引出端3M，右上铜排4.22外端为右线圈引出端3N，整个抽头铜排4.0长度内均可作为两线圈中点抽头端30。
[0008]上述绞合的多股绝缘漆包线5.1、5.2的股数、规格可按变压器交变频率、副边电流选择。上述制作左、右护套的导电导热材料可采用铜、铝合金。上述全部铜排可采用最后进行了防氧化处理的单层或者多层铜板。
[0009]本发明有益效果:
[0010]1)由于电磁绞合线采用多股绝缘漆包线绞合而成，在电磁感应过程中可以有效解决现有变压器副边半园导电柱的趋肤效应、涡流效应带来的副边线圈的发热、损耗。与现有半圆柱相比，导电截面相同时，发热大大减小，提高了变压器副边的过电流能力和使用可靠性。由此也可以使变压器的功率更大，或者在同样功率下，变压器体积更小。2)在护套形成的圆柱腔内，灌满高导热硅胶，并形成绝缘层，对护套腔体内的磁环、原边线圈、副边高频电磁绞合线等产生的热量进行吸收并传递到护套上。左右护套内的L型U型水路将热量由内冷水带走。使变压器整体散热得到良好改善，铁芯、原边线圈、副边线圈热传导速度加快。3)电磁绞合线的两端连接到铜排后再固定在护套上，因此副边的电磁绞合线的规格，如线径、绞合线数、导电材料处理可以根据变压器不同的交变频率进行不同的配置，更有利于提高变压器效率。对不同频率状态下变压器匹配更优化。4)由于副边采用左、右护套和左、右电磁绞合线，上、下铜排等结构，可方便实现提供多种变压器:即变比N(原边匝数)/1的半波、全波整流变压器和单相桥式整流变压器，均可应用在高频开关电源中。
(四)
【附图说明】
[0011]图1高频开关电源变压器总体结构正剖视示意图。
[0012]图2图1中A向视图，即总体俯视图。主要示出了从上至下第一层铜排:左线圈上部铜排4.12、右线圈上部铜排4.22俯视形状及连接结构。
[0013]图3图1中B-B局部剖视图。主要示出了从上至下第二层铜排:抽头铜排4.0俯视形状及连接结构。
[0014]图4图1中C-C局部剖视图。主要示出了从上至下第三层铜排:左线圈下部铜排4.11、右线圈下部铜排4.21俯视形状及连接结构。
[0015]图5左护套3.1立体图。
[0016]图6低压大电流高频整流变压器原理图(有中间抽头)。
[0017]图7为图6中原边线圈电流1.1、副边两线圈电流1.31、1.32波形图。
[0018]图8现有公开的〈新型一体化开放式高频功率变压器〉结构示意图。(五)
【具体实施方式】
[0019]下面对照【附图说明】本实施例高频开关电源变压器的组成。
[0020]1)见图1，图2，设由铜、铝