一种脉冲变压器的制作方法

1.本技术涉及变压器技术领域，尤其涉及一种脉冲变压器。


背景技术：

2.随着电子技术的不断革新，市场上对电子产品的要求也越来越高，微波磁性器件需要朝着轻薄、小型化以及高精度的方向发展。脉冲变压器是一种利用铁芯的磁饱和性能把输入的正弦波电压转变成脉冲形输出电压的微波磁性器件，常可用于雷达、微波、加速器等工业领域。
3.传统的脉冲变压器为骨架式结构，具体地，脉冲变压器的骨架上设置有绕线槽、磁芯孔和针脚等结构，绕线槽用于为线圈提供足够的缠绕空间，铁芯安装在磁芯孔中，线圈缠绕在绕线槽中并与针脚连接以在变压器工作后起导电作用。受制造工艺的限制，传统骨架式的变压器结构复杂，体积较大，已经不能满足市场对脉冲变压器小型化的需求。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种脉冲变压器，可以解决传统的脉冲变压器无法小型化的问题。
5.第一方面，本技术提供一种脉冲变压器，包括壳体和环形磁芯；壳体包括外壳、安装螺杆和设置在外壳上的pcb板，安装螺杆的第一端与外壳面向pcb板的一侧连接，安装螺杆与外壳为一体式结构；环形磁芯设置在壳体内，且安装螺杆的第二端依次通过环形磁芯的通孔和pcb板的插孔穿出壳体；环形磁芯上设有n个绕组，n为大于2的正整数，每个绕组是由漆包线穿过通孔并在环形磁芯上均匀缠绕形成的，相邻两个绕组之间设置有绝缘层，漆包线的两端分别与相应的电子线连接，电子线通过pcb板上的固定孔穿出壳体。
6.基于本技术提供的脉冲变压器，将设置有多个绕组的环形磁芯设置在壳体内，多个绕组的漆包线的两端可以通过电子线穿出壳体，多个绕组中的其中一个可以与外部电源连接，其余绕组可以与不同的负载连接，进而为不同的负载进行供电。每个绕组中的漆包线均匀的缠绕在环形磁芯上，使得磁场的分布更加均匀，进而提高脉冲变压器输出电压的精度。将脉冲变压器安装在其他设备上的，安装螺杆与外壳的一体式结构，可以提升安装时的可靠性。与传统的脉冲变压器相比，脉冲变压器的结构较为简单，尺寸较小，满足市场对脉冲变压器小型化的需求，且具备高精度和高稳定性，
7.可选地，固定孔的个数为m，m≥2n，电子线通过对应的固定孔穿出壳体。
8.可选地，电子线通过粘接剂固定在固定孔中。
9.可选地，壳体与环形磁芯之间填充有环氧树脂，使得环形磁芯完全固定在壳体内部。
10.可选地，外壳的外表面镀有镍，可以避免外壳的外表面氧化。
11.可选地，绝缘层为绝缘胶带。
12.可选地，环形磁芯为r2kg型材质。r2kg型材质的环形磁芯在一定温度范围内的磁
导率变化较小，稳定性更高。
13.可选地，外壳为圆柱形，pcb板为圆形，pcb板的直径大于或者等于外壳的外直径。
14.可选地，绕组的个数为4。
15.上述本技术的构造以及它的其他申请目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本技术提供的一种传统脉冲变压器的骨架的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的一种脉冲变压器的结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的一种脉冲变压器的剖面示意图；
20.图4为本技术实施例提供的环形磁芯及绕组的结构示意图；
21.图5为本技术实施例提供的壳体的结构示意图；
22.图6为本技术实施例提供的r2kg型材质制作的环形磁芯的磁导率随温度变化的曲线图。
23.附图标记说明：1、壳体；11、外壳；12、安装螺杆；121、螺纹；13、pcb板；131、插孔；132、固定孔；2、环形磁芯；21、通孔；3、漆包线；4、电子线；5、环氧树脂；6、粘接剂；7、骨架；71、绕线槽；72、磁芯孔；73、针脚。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.脉冲变压器是一种利用铁芯的磁饱和性能把输入的正弦波电压转变成窄脉冲形输出电压的微波磁性器件，常可用于雷达、微波、加速器等工业领域。传统脉冲变压器为骨架式结构，图1为传统脉冲变压器的骨架的结构示意图，是脉冲变压器结构主体的重要组成部分。骨架7上设置有绕线槽71、磁芯孔72和针脚73等结构。变压器的磁芯安装在磁芯孔72中，绕线槽71用于为变压器中的铜线提供缠绕的空间，铜线的两端缠绕在针脚73上。传统脉冲变压器可安装在pcb板上，当变压器工作后，铜线可以起到导电的作用。传统骨架式的脉冲变压器结构复杂，体积较大，已经不能满足市场对脉冲变压器小型化的需求。
26.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种脉冲变压器。漆包线可以直接缠绕在环形磁芯上，将设置有多个绕组的环形磁芯放置在壳体内部，漆包线的两端可以通过外漏的电子线直接与外部电源或者负载连接，不需要在脉冲变压器上设置绕线槽、针脚等，可以减小脉冲变压器的体积，以满足市场对脉冲变压器小型化的需求。
27.下面结合附图，对本技术的技术方案进行详细描述。下面通过参考附图描述的实
施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
28.图2为本技术实施例提供的脉冲变压器的结构示意图。在一种可能的实现方式中，参考图2至图5，本技术提供的脉冲变压器包括壳体1、环形磁芯2和设置在环形磁芯2上的n个绕组，n为大于或者等于2的正整数。具体地，参考图5，壳体1包括外壳11、安装螺杆12和设置在外壳11上的pcb板13。安装螺杆12的第一端与外壳11面向pcb板13的一侧连接，安装螺杆12与外壳11为一体式结构。参考图2至图4，环形磁芯2设置在壳体1内，且安装螺杆12的第二端依次通过环形磁芯2的通孔21和pcb板13的插孔131穿出壳体1。
29.如图4所示，每个绕组是由漆包线3穿过通孔21并在环形磁芯2上均匀缠绕一周形成的，即每个绕组的漆包线3都会绕着环形磁芯2均匀缠绕多匝，相邻两匝之间的距离是相等的。为了增加相邻绕组之间的绝缘性，需在相邻两个绕组之间设置绝缘层。
30.示例性的，绝缘层可以为绝缘胶带，可以在相邻两个绕组之间缠绕两层绝缘胶带以形成一个绝缘层。n个绕组以及绝缘层在环形磁芯2上的设置方式为：第一个漆包线穿过通孔21并在环形磁芯2上均匀缠绕一周形成第一个绕组；然后，绝缘胶带穿过通孔21并在第一绕组上缠绕两周形成第一个绝缘层；第二个漆包线穿过通孔21并在第一个绝缘层的外侧均匀缠绕一周形成第二个绕组；接着，绝缘胶带穿过通孔21并在第二绕组上缠绕两周形成第二个绝缘层，以此类推，直至形成第n个绕组。因此，绕组与绝缘层是通过交替层叠的方式设置在环形磁芯2上。
31.如图3所示，针对每个绕组，漆包线3的两端分别与相应的电子线4连接，电子线4通过pcb板13上的固定孔132穿出壳体1。可以理解的是，漆包线3具有两个接入端口，这两个接入端口应与不同的电子线4连接，因此，电子线4的数量应为漆包线3数量的两倍，即绕组数量的两倍。
32.在一个实施例中，漆包线3的两端可以分别缠绕在相应的电子线4上，以实现电连接。进一步的，漆包线3的两端还可以通过焊接的方式分别与相应的电子线4连接。
33.在一个实施例中，pcb板13上可以设置有一个固定孔132，所有的电子线4可以通过这一个固定孔132穿出壳体1。在另一个实施例中，pcb板13上可以设置多个固定孔132。具体地，固定孔132的数量可以大于或者等于2n，不同的电子线4可以通过对应的固定孔132穿出壳体1。作为示例而非限定，可以将每个电子线4设置为不同的颜色；或者将与同一绕组的连接的两个电子线4设置为同一颜色，与不同绕组连接的电子线4设置为不同的样色，以便用户区分不同的绕组。
34.在本实施例中，如图3所示，可以通过粘接剂6将电子线4固定在固定孔132中，避免在安装脉冲变压器时，因电子线4与pcb板13之间摩擦而对电子线4造成损伤，提高产品的可靠性。
35.在一种可能的实现方式中，为了将环形磁芯2固定在壳体内，可以将壳体1与环形磁芯2之间填充环氧树脂5。此外，为了避免外壳11的外表面氧化，可以在外壳11的外表面镀镍。示例性的，外壳11的材质可以为金属。
36.在本技术实施例中，外壳11可以为圆柱形，外壳11内部设有空腔，用于放置设置有绕组的环形磁芯2。pcb板13为圆形，pcb板13的直径可以大于或者等于外壳11的外直径。若外壳11内部的空腔也为圆柱形，则外壳11的外直径包括空腔的直径以及外壳壁的厚度。示例性的，外壳11的高度可以为8mm且外直径可以为16mm，外壳壁的厚度可以为0.5mm，pcb板
13的直径可以为16mm。
37.如图5所示，在一个实施例中，安装螺杆12漏出壳体的部分设置有螺纹121，以通过安装螺杆12将脉冲变压器安装在其他设备上，示例性的安装螺杆12上螺纹121的长度可以为8.2mm。在另一个实施例中，安装螺杆12不仅在漏出壳体1的部分设置有螺纹121，而且有部分螺纹121位于壳体内部，以增加安装螺杆12与壳体1中的环氧树脂5之间的摩擦力。示例性的，安装螺杆12上螺纹121的长度可以为9.7mm，其中有8.2mm长的螺纹漏出壳体，有1.5mm长的螺纹位于壳体1内。
38.为了实现脉冲变压器的输出电压高精度性能，一般要求磁芯具有较大的磁感应强度增量
△
b，高磁导率且稳定性好，损耗小。在一个实施例中，可以采用r2kg型材质制成环形磁芯2。如图6所示，r2kg型材质粉料制作的环形磁芯2在
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40℃
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105℃温度范围内磁心率变化小于5％，在
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55℃
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125℃温度范围内磁心率变化小于10％，与传统的利用锰锌类铁氧体制作的磁芯相比，磁导率更高，稳定性更好。
39.作为示例而非限定，如图3所示，本技术提供的脉冲变压器中设置有4个绕组，示例性的，包括依次邻接的第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组。脉冲变压器中的电参数如表1所示。将第一绕组通过电子线4与外部电源连接，其余绕组可以与负载连接。根据军用标准gjb 360b
‑
2009内试验环境要求，对本技术提供的脉冲变压器中各个绕组的电感量、电感偏差、直流电阻、介质耐压、绝缘电阻、输出电压等项目进行测试，测试结果如表1和表2所示。在表1和表2中，u1、u2、u3和u4分别对应4个绕组；1
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2表示第一绕组的两个接入端口；3
‑
4表示第二绕组的两个接入端口；5
‑
6表示第三绕组的两个接入端口；7
‑
8表示第四绕组的两个接入端口。
40.表1脉冲变压器电参数
[0041][0042]
需要说明的是，表1中的测试标准为用户需求。绕组的个数以及每个绕组中漆包线3缠绕的匝数可以根据用户需求进行调整，本技术提供的脉冲变压器的绕组数量以及每个绕组的匝数是示例性的，此处不做任何限定。
[0043]
表2脉冲变压器输入输出参数
[0044][0045]
如表2所示，将第一绕组与外部电源连接，外部电源输出12v电压，在不同的脉冲频率范围和脉冲宽度范围下，本技术提供的脉冲变压器的第二绕组、第三绕组和第四绕组的输出电压的偏差为0.2v，偏差较小，可以满足用户的需求，具备高精度输出的性能。
[0046]
基于本技术提供的脉冲变压器，将设置有多个绕组的环形磁芯2设置在壳体1内，
多个绕组的漆包线3的两端可以通过电子线4穿出壳体1，多个绕组中的其中一个可以与外部电源连接，其余绕组可以与不同的负载连接，进而为不同的负载进行供电。每个绕组中的漆包线3均匀的缠绕在环形磁芯2上，可以提高脉冲变压器输出电压的精度。将脉冲变压器安装在其他设备上的，安装螺杆12与外壳11的一体式结构，可以提升安装时的可靠性。与传统的脉冲变压器相比，脉冲变压器的结构较为简单，尺寸较小，具备高精度和高可靠性，可以满足市场对脉冲变压器小型化的需求。
[0047]
在本技术中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0048]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0049]
另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵”、“横”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
[0050]
此外，在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定、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技术中的具体含义。
[0051]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。