一种小型变压器及电感安装结构的制作方法

本发明涉及电力电气技术领域，尤其涉及一种小型变压器及电感安装结构。

背景技术：

目前，小型变压器及电感的结构主要包括磁芯和线圈，固定板位于磁芯底部。在与pcb板焊接固定时，必须通过固定板进行焊接固定。由于各小型变压器及电感的外形尺寸存在差异，因此需要设计各种尺寸的支架，费时费力，大大降低了生产效率；而且，现有的小型变压器及电感都是整体焊接在pcb板的上方，焊接在pcb板上面的方式，只能通过辐射散热方式散热，散热慢，效果效果差。随着功率密度的提高，小型变压器及电感工作时，发热较大焊接在pcb上方的结构，已经满足不了散热需求。

因此，现有技术存在不足，需要改进。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种小型变压器及电感安装结构。

本发明的技术方案如下：提供一种小型变压器及电感安装结构，包括：散热器、设于所述散热器上方的pcb板、设于所述pcb板上的安装槽、对应所述安装槽设置的变压器及电感，所述变压器及电感通过一固定板固定在所述安装槽的边缘且其底端能够穿过所述安装槽与所述散热器接触。

进一步地，所述变压器及电感包括：磁芯、绕在所述磁芯内部的线圈，所述线圈有输入/输出端，所述磁芯的底端能够穿过所述安装槽伸入到所述pcb板的下方与所述散热器的上表面接触。

进一步地，所述磁芯包括相对平行设置的两磁芯侧壁、连接两所述磁芯侧壁顶部的磁芯顶板及连接两所述磁芯侧壁底部的磁芯底板，所述线圈设于所述磁芯顶板与所述磁芯底部之间。

所述固定板位于所述磁芯底板的上表面。

或，所述固定板位于所述磁芯底板的下方，且所述固定板的下表面位于所述磁芯侧壁下表面的上方。

或，所述固定板穿过所述磁芯底板，且所述固定板的下表面位于所述磁芯底板下表面的上方。

进一步地，所述固定板的下表面与所述磁芯侧壁和/或磁芯底板的下表面之间存在一高度差，所述高度差大于或等于所述pcb板的板厚。

所述固定板对应所述输入/输出端设有若干组通孔，每组所述通孔的数量为两个。

进一步地，所述固定板包括腰部和位于所述腰部两端的端部，所述腰部能够卡在两所述磁芯侧壁之间。

或，所述固定板包括至少两平行设置的横梁及设于所述横梁两端的固定端，所述磁芯底板对应所述横梁设有至少两凹槽，所述横梁能够卡入相应的所述凹槽内。

进一步地，所述固定板与所述磁芯底板或所述凹槽之间设有胶条；

所述磁芯的底部与所述散热器的上表面之间设有导热绝缘垫；或，所述散热器的上表面设有导热绝缘涂层。

进一步地，所述散热器包括散热顶板及设于所述散热顶板下方的若干散热鳍片，相邻两所述散热鳍片之间存在间隙。

进一步地，所述散热顶板和所述散热鳍片为一体成型结构，所述散热器是通过铝挤工艺成型的铝型材。

进一步地，所述散热器的上表面的四周设有一圈固定孔，所述固定孔内设有固定支柱，所述固定支柱用于支撑所述pcb板并将所述pcb板固定在所述散热器上。

进一步地，所述安装槽为矩形结构，所述安装槽与所述固定板接触的边缘向内凹进形成弧面结构。

采用上述方案，本发明小型变压器及电感散热结构中，固定板是安装在磁芯骨架内部，这样每一种磁芯就可以实现统一的固定板，或者一种尺寸的固定板能够适用于多种规格的磁芯，省去了设计安装支架的繁琐步骤，不仅提高了企业生产效率，还降低了企业投入成本；通过固定板与pcb板焊接在一起，将磁芯的本体穿过pcb板上的安装槽，沉到pcb板下方，然后磁芯与散热器接触，采用传导散热和辐射散热多种方式进行散热，降低了变压器及电感的温升，提高了性能的稳定性。

附图说明

图1为本发明小型变压器及电感安装结构的爆炸图；

图2为图1中a部分的放大图；

图3为图1中b部分的放大图；

图4为本发明小型变压器及电感安装结构的俯视图；

图5为本发明小型变压器及电感安装结构的剖面结构示意图；

图6为本发明小型变压器及电感安装结构一实施例中变压器及电感的结构示意图；

图7与为本发明小型变压器及电感安装结构一实施例中固定板的结构示意图；

图8为本发明小型变压器及电感安装结构一实施例中变压器及电感与固定板组装后的立体图；

图9为本发明小型变压器及电感安装结构一实施例中变压器及电感与固定板组装后的侧面结构示意图；

图10为本发明小型变压器及电感安装结构另一实施例变压器及电感与固定板组装后的侧面结构示意图；

图11为本发明小型变压器及电感安装结构又一实施例变压器及电感与固定板组装后的侧面结构示意图；

图12为本发明小型变压器及电感安装结构又一实施例中固定板的结构示意图。

以上附图中的标记如下：

散热器1、散热顶板11、散热鳍片12，pcb板2，变压器及电感(3、7、8)、磁芯(31、71、81)、磁芯侧壁(311、711、811)、磁芯顶板(312、712、812)、磁芯底板(313、713、813)、线圈32、输入/输出端33，安装槽4、固定板(5、6)、腰部51、端部52、通孔(53、63)、横梁61、固定端62，导热绝缘垫9，固定支柱10，弧面13。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图12，本发明提供一种小型变压器及电感安装结构，包括：散热器1、设于散热器1上的pcb板2、设于pcb板2上的若干变压器及电感(3、7、8)，散热器1用于将pcb板2上的变压器及电感(3、7、8)的热量传导至外界，降低变压器及电感(3、7、8)的温度，保证变压器及电感(3、7、8)及pcb板2上其他元器件的功能不受器件温度升高的影响。

pcb板2对应安装变压器及电感(3、7、8)的位置开有多个安装槽4，变压器及电感(3、7、8)能够嵌入安装槽4内与散热器1的上表面接触，同时变压器及电感(3、7、8)通过焊接固定在安装槽4的边缘，保证与pcb板2的良好接触，这样使得变压器及电感(3、7、8)能够与散热器1发生接触，接触式热传导的散热速率要比传统热辐射式的散热速率快很多，能够有效散失变压器及电感(3、7、8)的热量，保证其正常工作。安装槽4的形状可以根据变压器及电感(3、7、8)的形状来设计，尺寸可以设计的比能够用到的最大规格的变压器及电感(3、7、8)的尺寸略大，这样能够方便不同尺寸的变压器及电感(3、7、8)都能穿过安装槽4，无需根据多种型号的变压器及电感(3、7、8)来开多种尺寸的安装槽4，提高了pcb板2的通用性。

变压器及电感(3、7、8)通过一固定板(5、6)固定在pcb板2上，其中固定板(5、6)设置在变压器及电感(3、7、8)的骨架内部，变压器及电感(3、7、8)的整体能够通过固定板(5、6)固定在安装槽4的上方，固定板(5、6)的四周搭在安装槽4的边缘上，通过焊接将固定板(5、6)固定在安装槽4的边缘，保证固定板(5、6)与pcb板2接触良好。同时，变压器及电感(3、7、8)的底部与固定板(5、6)的下表面之间存在一个高度差，这个高度差大于或等于pcb板2的板厚，这样变压器及电感(3、7、8)的底部位会伸入到安装槽4的下方与散热器1接触，变压器及电感(3、7、8)就可以通过热传导和热辐射多种方式相结合很好的将热量传到散热器1上，实现了良好的散热效果。

具体地，本发明中，变压器及电感(3、7、8)以变压器及电感为例，结构上包括磁芯(31、71、81)和绕在磁芯(31、71、81)内部的线圈32，其中线圈32有输入/输出端33。其中磁芯(31、71、81)包括相对平行设置的两磁芯侧壁(311、711、811)、连接两磁芯侧壁(311、711、811)顶部的磁芯顶板(312、712、812)、连接两磁芯侧壁(311、711、811)底部的磁芯底板(313、713、813、)，线圈32设于磁芯顶板与磁芯底板(313、713、813、)之间。其中上述磁芯顶板(312、712、812)和磁芯底板(313、713、813、)的形状都可以是哑铃型结构、或者矩形结构、或者采用其他形状。

安装槽4的结构需要根据变压器及电感(3、7、8)的形状来设计，可以是矩形结构，为了使得固定板在安装槽4的边缘有较大的承载面积，提高变压器及电感(3、7、8)的稳定性，固定板与安装槽4接触的两个边缘可以向内凹进，形成相对的两个弧面13。

由于通常的散热器1都是金属材料，变压器及电感(3、7、8)与散热器1接触就需要考虑到绝缘的问题。一实施例中，在散热器1的上表面涂覆一层导热绝缘涂层；另一实施例中在散热器1与变压器及电感3之间增加了一个导热绝缘垫9，导热绝缘垫9可以采用导热性能优良的绝缘材料制成，在不影响变压器及电感(3、7、8)与散热器1之间的热传导的情况下，又能具有绝缘的作用，适用性更强。

其中导热绝缘涂层或者导热绝缘垫9材料的选择在整个变压器及电感3散热效率上起到举足轻重的作用。同时，在热设计中往往需要考虑功率器件与散热器之间的热传导问题。合理选择热传递介质，不仅要考虑其热传递能力，还要兼顾生产中的工艺、维护操作性、优良的性价比等。具体地，本发明采用的导热绝缘材料可以是相变导热绝缘材料，这类材料利用基材的特性，在工作温度中发生相变，从而使材料更加贴合接触表面，同时也获得了超低的热阻，更加彻底的进行热量传递；还可以是热传导胶带，广泛应用在功率器件与散热器之间的粘接，能同时实现导热、绝缘和固定的功能，能有效减小设备的体积，是降低设备成本的有利选择；导热绝缘弹性橡胶，一般采用硅橡胶基材，氮化硼、氧化铝等陶瓷颗粒为填充剂，导热效果非常好，同等条件下，热阻抗要小于其它导热材料，具有柔软，干净，无污染和放射性，高绝缘性的特点，玻璃纤维加固提供了良好的机械性能，能够防刺穿、抗剪切、抗撕裂，可带导热压敏背胶，具体地，本实施例中选用氧化铝导热硅胶垫或氮化硼导热硅胶垫，此类导热绝缘垫导热性能优异，相同条件下与普通导热材料相比，可使器件温度低20℃以上。

具体地，为了提高散热器1的散热效果，在结构设计上需要增加散热面积，其中，散热器1包括散热顶板11及设于散热顶板11下方的若干散热鳍片12，相邻两散热鳍片12之间存在一定间隙，可以增强散热效果。通过增加若干散热鳍片12能够很好地增大散热面积，有效提高散热速率。其中散热顶板11和散热鳍片12为一体成型结构，可以采用铝合金材质来制备，通过铝挤工艺成型的一体散热器，铝合金的导热系数高，有利于热量的散失，是非常优良的散热材料，而且成本较低。

其中散热顶板11上表面的四周设有一圈固定孔，用来安装固定支柱10，其中固定支柱10中部设有内螺纹，螺丝穿过pcb板2四周的固定孔后与固定支柱10的内螺纹配合，将pcb板2固定在散热器1上。

请参阅图1、图5、图6至图9，图一实施例中，磁芯底板313的下表面与两磁芯侧壁311的下表面是平齐的，固定板5是安装在磁芯底板313与线圈32之间的，这样能够使磁芯侧壁311和磁芯底板313伸入安装槽4的下方与散热器1接触。固定板5包括腰部51、位于腰部51两端的端部52及位于端部52的若干组通孔53。其中腰部51的宽度较窄，能够卡入两个磁芯侧壁311之间，端部52用于固定在安装槽4的边缘。其中固定板5和磁芯31之间的固定方式有多种形式，一种情况，如果变压器及电感3的尺寸较小，两磁芯侧壁311之间的距离正好与固定板5的腰部51之间的宽度一致，则可以通过过盈配合将磁芯31固定在固定板5上，这时也可以在腰部51的下表面和磁芯底板313的上表面之间设置胶条来增加稳定性；另一种情况，如果变压器及电感3的尺寸较大，可以在腰部51的下表面和磁芯底板313的上表面之间增加胶条将磁芯31固定在固定板5上。为了提高热传导的效率，上述胶条优选导热胶条。固定板5两端的端部52的宽度较宽，用于焊接在安装槽4的侧壁上，端部52宽度较宽使得焊接接触面积较大，焊接更牢固，能使上面的变压器及电感3更稳定。若干组通孔53距离腰部51的距离依次增加，这样方便不同尺寸变压器及电感3安装时线圈32的输入/输出端33能够方便的从通孔53穿过。

请参阅图1、图5、图7与图10，另一实施例中，磁芯底板713的下表面与两磁芯侧壁711的下表面不是平齐的，存在一个高度差，这个高度差就是为了能够方便安装上述的固定板5，同时能够使磁芯侧壁711的底部能够伸入安装槽4的下方。固定板5包括腰部51、位于腰部51两端的端部52及位于端部52的若干组通孔53。其中腰部51的宽度较窄，能够卡入两个磁芯侧壁711之间，这样磁芯71的两磁芯侧壁711就可以穿过安装槽4进而与散热器1接触。其中固定板5和磁芯71之间的固定方式有多种形式，一种情况，如果变压器及电感的尺寸较小，两磁芯侧壁711之间的距离正好与固定板5的腰部51之间的宽度一致，则可以通过过盈配合将磁芯31固定在固定板5上，这时也可以在腰部51的上表面和磁芯底部713的下表面之间设置胶条来增加稳定性；另一种情况，如果变压器及电感的尺寸较大，可以在腰部51的上表面和磁芯底板713的下表面之间增加胶条将磁芯71固定在固定板5上。为了提高热传导的效率，上述胶条优选导热胶条。固定板5两端的端部52的宽度较宽，用于焊接在安装槽4的侧壁上，端部51宽度较宽使得焊接接触面积较大，焊接更牢固，能使上面的变压器及电感7更稳定。多组第一通孔53距离腰部51的距离依次增加，这样方便不同尺寸变压器及电感安装时线圈32的输入/输出端33能够方便的从第一通孔53穿过。

请参阅图1、图5、图11与图12，又一种实施方式是，磁芯底板813的下表面与两磁芯侧壁811的下表面是平齐的，但在磁芯底板813上设有至少两个凹槽814，这里的凹槽814能够方便安装固定板6，同时凹槽814的深度要大于或等于固定板6和pcb板2的厚度和。固定板6包括对应上述凹槽814设置的至少两横梁61、位于横梁61两端的固定端62、位于固定端62上的若干组通孔63。其中横梁61能够卡入上述凹槽814内，这样磁芯81的两磁芯侧壁811和部分磁芯底板813就可以穿过安装槽4进而与散热器1接触。其中横梁61和凹槽814之间的固定方式有多种形式，一种情况，可以通过过盈配合将横梁61卡在凹槽314内实现磁芯81在固定板6上的固定；另一种情况，可以在横梁61的上表面和凹槽814的下表面之间增加胶条将磁芯81固定在固定板6上，当然也可以将两种方式结合。为了提高热传导的效率，上述胶条优选导热胶条。固定板6两端的固定端62的宽度较宽，用于焊接在安装槽4的侧壁上，固定端62宽度较宽使得焊接接触面积较大，焊接更牢固，能使上面的变压器及电感8更稳定。若干组通孔63距离横梁61的距离依次增加，这样方便不同尺寸变压器及电感8安装时线圈32的输入/输出端33能够方便的从通孔63穿过。具体地，当安装槽4固定固定板6的两边缘为内凹结构时，磁芯底板813的宽度要比磁芯侧壁811的宽度窄，这样才不影响磁芯底板813穿过安装槽4与散热器1接触。

具体地，上述小型变压器及电感安装结构可以应用在变频器行业、光伏逆变器行业、储能逆变器行业或者各种便携式电源行业等。

以第一个实施例为例，安装时，第一步：变压器及电感3与固定板5的组装：先把固定板5放进磁芯底板313上表面，再将线圈32绕在磁芯31内部，将线圈32的输入/输出端33穿过固定板5上合适的通孔53，其中固定板5与磁芯底板313之间用固定胶条固定牢固。

第二步：将上述组装好的安装结构中的固定板5焊接在pcb板2的安装槽4的边缘上，保证固定板5与pcb板2接触良好。

第三步：将固定支柱10安装在散热器1的上表面，如果需要装导热绝缘垫9，则将导热绝缘垫9放置安装槽4对应的散热器1的上表面(如果散热器1的表面有导热绝缘涂层，则不需要导热绝缘垫9)，将焊接好变压器及电感3的pcb板2上的磁芯31穿过按装槽4，在将pcb板2通过螺丝拧紧在固定支柱10上，得到成品。

上述变压器及电感的热量通过传导方式很好传导到散热器1上，实现了良好的散热效果。

综上所述，本发明小型变压器及电感散热结构中，固定板是安装在磁芯骨架内部，这样每一种磁芯就可以实现统一的固定板，或者一种尺寸的固定板能够适用于多种规格的磁芯，省去了设计安装支架的繁琐步骤，不仅提高了企业生产效率，还降低了企业投入成本；通过固定板与pcb板焊接在一起，将磁芯的本体穿过pcb板上的安装槽，沉到pcb板下方，然后磁芯与散热器接触，采用传导散热和辐射散热多种方式进行散热，降低了变压器及电感的温升，提高了性能的稳定性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。