一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及应用于大功率电力电子设备的高频变压器技术领域，特别涉及一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器。
【背景技术】
[0002]传统的大功率变压器工作频率都是50或60Hz，技术及工艺成熟，但一直存在损耗大、体积大、成本高等缺点。根据变压器经典公式:
[0003]E = 4.44fN<i>
[0004]式中:Ε—感应电势有效值，f—频率，N—匝数，Φ—主磁通最大值。
[0005]当电压不变，频率提高时，匝数、主磁通都成比例减少，需求的铁芯及线材将同步减少，但提高频率受制于电力电子设备的技术发展。
[0006]随着近10年大功率电力电子设备的高速发展，提高变压器的工作频率(由50或60Hz提高到20KHz左右)来降低变压器损耗、减少安装面积、降低对资源消耗成为技术发展的一个大方向。
[0007]但沿用传统工频变压器工艺(初级内侧，次级外侧)会造成漏感大、损耗高、波形差，原因是初次间距离过大，而高频变压器漏感与初次级间距离成正比，损耗与漏感大小成正比。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型所要解决的技术问题在于针对传统的大功率变压器所存在的上述诸多问题而提供一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，该高频变压器通过改变初次级的绕线方式及位置来减少初次级间的距离，从而降低漏感、减少损耗、提高波形的平滑度。
[0009]本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现:
[0010]—种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，包括铁芯和绕制在所述铁芯上初级线圈和次级线圈，其特征在于，所述初级线圈分为第一层初级线圈和第二层初级线圈，所述次级线圈分为第一层次级线圈和第二层次级线圈，所述第一层初级线圈绕制在所述铁芯外围上，所述第一层次级线圈绕制在所述第一层初级线圈外围上，所述第二层初级线圈绕制在所述第一层次级线圈外围上，所述第二层次级线圈绕制在所述第二层初级线圈外围上，所述铁芯、第一层初级线圈、第一层次级线圈、第二层初级线圈、第二层次级线圈之间均设置有绝缘纸。
[0011]在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一层初级线圈、第二层初级线圈、第一层次级线圈和第二层次级线圈采用多股漆包线绞合绕制而成。
[0012]在本实用新型的一个优选实施例中，所述漆包线为利兹线。
[0013]在本实用新型的一个优选实施例中，所述铁芯为非晶铁芯或铁氧体铁芯。
[0014]在本实用新型的一个优选实施例中，所述绝缘纸为杜邦Nomex。
[0015]由于采用了如上的技术方案，本实用新型的初次级线圈采用多股漆包线绞合(利兹线)，由于导线在高频下会产生趋肤效应(电流沿导体表面流动)，如用多股非绞合线导线则导线面积将增加3倍以上。
[0016]本实用新型与目前高频变压器现有技术(单股导线、普通绕法)相比有下列优点:I)漏感降低50%以上;2)损耗降低30%以上。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的具有单相大功率线圈结构的高频变压器的电气原理示意图。
[0018]图2为现有高频变压器的初次级线圈绕制示意图。
[0019]图3为本实用新型的具有单相大功率线圈结构的高频变压器初次级线圈绕制示意图。
[0020]图4为本实用新型的具有单相大功率线圈结构的高频变压器结构示意图。
[0021]图5为图4的侧视图。
【具体实施方式】
[0022]参见图1，图中给出的具有单相大功率线圈结构的高频变压器，包括铁芯10和绕制在铁芯10上的初级线圈20、40和次级线圈30、50，初级线圈20、40串联使用，次级线圈30、50串联使用。
[0023]参见图2，现有的高频变压器的初级线圈2、4和次级线圈3、5绕制方式是:铁芯I位于最内侧，用绝缘纸6包裹后绕初级线圈2，接下来包绝缘纸6后再绕初级线圈4，再包绝缘纸6后绕次级线圈3，接着包绝缘纸6后再绕次级线圈5，最后整体再包绝缘纸6。
[0024]参见图3至图5，本实用新型的具有单相大功率线圈结构的高频变压器的初级线圈20、40和次级线圈30、50绕制方式是:铁芯10位于最内侧，用绝缘纸60包裹后绕初级线圈20，接下来包绝缘纸60后再绕次级线圈30，再包绝缘纸60后绕初级线圈40，接着包绝缘纸60后再绕次级线圈50，最后整体再包绝缘纸60。
[0025]初级线圈20、40和次级线圈30、50采用多股漆包线(利兹线)绞合绕制而成。铁芯为非晶铁芯或铁氧体铁芯。绝缘纸60为杜邦Nomex。
【主权项】
1.一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，包括铁芯和绕制在所述铁芯上初级线圈和次级线圈，其特征在于，所述初级线圈分为第一层初级线圈和第二层初级线圈，所述次级线圈分为第一层次级线圈和第二层次级线圈，所述第一层初级线圈绕制在所述铁芯外围上，所述第一层次级线圈绕制在所述第一层初级线圈外围上，所述第二层初级线圈绕制在所述第一层次级线圈外围上，所述第二层次级线圈绕制在所述第二层初级线圈外围上，所述铁芯、第一层初级线圈、第一层次级线圈、第二层初级线圈、第二层次级线圈之间均设置有绝缘纸。2.如权利要求1所述的一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，其特征在于，所述第一层初级线圈、第二层初级线圈、第一层次级线圈和第二层次级线圈采用多股漆包线绞合绕制而成。3.如权利要求2所述的一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，其特征在于，所述漆包线为利兹线。4.如权利要求1至3任一项权利要求所述的一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，其特征在于，所述铁芯为非晶铁芯或铁氧体铁芯。5.如权利要求1至3任一项权利要求所述的一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，其特征在于，所述绝缘纸为杜邦Nomex。
【专利摘要】本实用新型所公开的一种具有单相大功率线圈结构的高频变压器，包括铁芯和绕制在所述铁芯上初级线圈和次级线圈，其初级线圈分为第一层初级线圈和第二层初级线圈，次级线圈分为第一层次级线圈和第二层次级线圈，所述第一层初级线圈绕制在所述铁芯外围上，所述第一层次级线圈绕制在所述第一层初级线圈外围上，所述第二层初级线圈绕制在所述第一层次级线圈外围上，所述第二层次级线圈绕制在所述第二层初级线圈外围上，所述铁芯、第一层初级线圈、第一层次级线圈、第二层初级线圈、第二层次级线圈之间均设置有绝缘纸。本实用新型与目前高频变压器现有技术(单股导线、普通绕法)相比有下列优点：1)漏感降低50％以上；2)损耗降低30％以上。
【IPC分类】H01F27/28
【公开号】CN205177566
【申请号】CN201520789757
【发明人】李宾, 胡维生, 仇亮安, 李福元
【申请人】上海兆启新能源科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月12日