一种变压器及滤波装置的制作方法

1.本实用新型涉及电磁元件技术领域，具体而言，涉及一种变压器及滤波装置。


背景技术：

2.电子变压器，具有将市电的交变电压转变为直流后再通过半导体开关器件以及电子元件和高频变压器绕组构成一种高频交流电压输出的电子装置，也是在电子学理论中所讲述的一种交直交逆变电路。主要是由高频变压器磁芯与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置，从一个或两个以上的电回路中，通过交流电力借助电磁感应作用，转变成交流电压及电流。而在高频变压器的输出端，对一个或两个以上的用电回路，供给不同电压等级的高频交流或直流电。
3.传统大电流的电子变压器，大多使用薄铜箔作为绕组导体，而随着小型化要求越来越高，开关频率也不断提升，在高频条件下，铜箔绕组会产生较大的涡流损耗，从而导致变压器的损耗增大，不利于高功率密度产品的设计；且由于铜箔需焊接引出线，往往爬电距离不能做到很大。高频状态下为减少涡流损耗，利兹线得到较广泛的应用，但由于传统利兹线为绞合型，解决了涡流的问题但临近效应无法减小，其临近效应导致损耗加大，发热严重；而且当电流太大时，使用的利兹线股数线径太多，硬度太大，不方便绕制，尤其是对于体积相对较小的产品，工艺可操作性不强。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种变压器及滤波装置，能够降低产品损耗，降低产品体积，并能解决产品爬电距离不足的问题。
5.本实用新型的实施例一方面提供了一种变压器,包括磁芯，磁芯上间隔绕设有第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组分别叠层绕设，第一绕组包括层叠设置的第一网状利兹线和第一绝缘胶带，第二绕组包括层叠设置的第二网状利兹线和第二绝缘胶带，第一网状利兹线与第二网状利兹线的层数不同。
6.作为一种可实施的方式，第一网状利兹线的宽度小于第一绝缘胶带的宽度，第二网状利兹线的宽度小于第二绝缘胶带的宽度。
7.作为一种可实施的方式，第一网状利兹线为多根单芯漆包线相互交叉编织形成的筒状线，第二网状利兹线为多根单芯漆包线相互交叉编织形成的筒状线。
8.作为一种可实施的方式，第一网状利兹线为多束导线相互交叉编织形成的筒状线，第二网状利兹线为多束导线相互交叉编织形成的筒状线，导线由多束单根漆包线绞合形成。
9.作为一种可实施的方式，网状利兹线两端分别浸锡形成输入端和输出端。
10.作为一种可实施的方式，磁芯包括磁芯中柱以及磁芯中柱两端的相对侧的边柱，位于磁芯中柱同一端的两个边柱与磁芯中柱的端部连接，第一绕组与第二绕组绕设于磁芯中柱上。
11.作为一种可实施的方式，磁芯包括两个开口相对设置的呈山字型的磁部，第一绕组和第二绕组分别绕设在两个磁部的中柱上。
12.本实用新型的实施例另一方面提供了一种滤波装置，包括上述变压器以及与变压器并联的滤波模块，滤波模块包括滤波器以及连接滤波器与变压器的引线。
13.本实用新型实施例的有益效果包括：
14.本实用新型提供的变压器,包括磁芯，磁芯上间隔绕设有第一绕组和第二绕组，第一绕组和第二绕组分别重叠绕设，第一绕组包括层叠设置的第一网状利兹线和第一绝缘胶带，第二绕组包括层叠设置的第二网状利兹线和第二绝缘胶带，网状利兹线能够减小绕组因为涡流效应和趋肤效应带来损耗，从而减小第一绕组和第二绕组在工作时的损耗，第一网状利兹线与第一绝缘胶带叠层设置，使得第一绝缘胶带能够对第一网状利兹线进行包覆，从而使得变压器具有较大的爬电距离，而第一绕组重叠绕设在磁芯上，从而减小产品的体积，有效的降低变压器的体积，第一网状利兹线与第二网状利兹线的层数不同以完成电压的转换。因此，本实用新型提供的变压器，能够降低产品损耗，降低产品体积，并能解决产品爬电距离不足的问题。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
16.图1为本实用新型实施例提供的变压器的爆炸图；
17.图2为本实用新型实施例提供的第一(第二)网状利兹线的结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的第一(第二)绝缘胶带的结构示意图；
19.图4为本实用新型实施例提供的第一(第二)绕组的结构示意图；
20.图5为本实用新型实施例提供的变压器的另一爆炸图。
21.图标：100-变压器；110-磁芯；111-中柱；112-边柱；120-第一绕组；121-第一网状利兹线；122-第一绝缘胶带；130-第二绕组；131-第二网状利兹线；132-第二绝缘胶带。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
23.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
24.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
25.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
26.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.随着微电子技术的发展，电子变压器向着高频率、小体积，损耗小的方向转变，但是，现有的电子变压器大多使用薄铜箔作为绕组导体，并不适用于高频率下的应用，因为高频率下铜箔内的涡流损耗增大，为了减小涡流损耗，使用传统利兹线作为绕组导体，而传统利兹线为绞合型，解决了涡流的问题但临近效应无法减小，临近效应导致损耗加大，发热严重；而且当电流太大时，使用的利兹线股数线径太多，硬度太大，不方便绕制。
28.本实用新型提供了一种变压器100,如图1、图2所示，包括磁芯110，磁芯上间隔绕设有第一绕组120和第二绕组130，第一绕组120和第二绕组130分别叠层绕设，第一绕组120包括层叠设置的第一网状利兹线121和第一绝缘胶带122，第二绕组130包括层叠设置的第二网状利兹线131和第二绝缘胶带132，第一绕组120重叠绕设在磁芯110上，第二绕组130重叠绕设在第二磁芯110上，第一网状利兹线121与第二网状利兹线131的层数不同。
29.变压器100是根据电磁感应定律进行工作的元器件，其中，绕组工作在交变磁场下或导通交变电流时，会承载许多的高次谐波。在这些情况下由于绕组受涡流效应和趋肤效应等的影响，绕组必将会产生交流电磁损耗，磁场和电流的交变频率越高，它的损耗越大。为了降低趋肤效应带来的损耗，降低导线的截面积使得导线的线径小于趋肤深度，是降低高频损耗最有效的办法。而对于需要大电流的情况，需要多根导线进行绞合形成绞合利兹线，而绞合利兹线由于导线根数太多，不方便绕制。
30.本实用新型采用网状利兹线，可以降低高频损耗。
31.其中，第一绕组120和第二绕组130的结构设置方式相同，如图3、图4所示，第一绕组120是将第一网状利兹线121与第一绝缘胶带122层叠设置，使得第一绝缘胶带122覆盖第一网状利兹线121，之后将第一网状利兹线121与第一绝缘胶带122绕设形成第一绕组120。同样的方式形成第二绕组130，第一绕组120与第二绕组130的区别是第一绕组120与第二绕组130绕设的层数不同，第一绕组120与第二绕组130的层数不同以使变压器100完成电压的转换。第一绕组120和第二绕组130各自的层数以及层数之间的比例关系本实用新型不做限定，根据实际情况进行设置即可，其中，第一绕组120与第二绕组130层数之比即为输入输出电压之比。
32.铜箔绕组必须要焊接引出线引出绕组本体，以使绕组本体与焊点焊接，由于焊点和引出线的存在，致使无法使用绝缘胶带进行绝缘，造成引出线的位置爬电距离较小，相对于铜箔绕组，第一网状利兹线121与第一绝缘胶带122层叠设置，第一绝缘胶带122使得各层网状利兹线之间绝缘，且网状利兹线不需要另外使用引线直接与焊点连接，绝缘胶带可以包覆至焊点位置，从而使得变压器100具有较大的爬电距离。
33.需要说明的是，本实用新型对网状利兹线的线宽以及线厚的不做具体限定，可以
根据实际需求进行设置，只要使用线径较小的导体编织成整体柔软，方便绕制即可。
34.第一绝缘胶带和第二绝缘胶带的具体类型以及材料本实用新型不做限定，只要能使得第一网状利兹线各层绝缘，第二网状利兹线各层绝缘即可。
35.本实用新型提供的变压器100,包括磁芯110，磁芯110上间隔绕设有第一绕组120和第二绕组130，第一绕组120和第二绕组130分别重叠绕设，第一绕组120包括层叠设置的第一网状利兹线121和第一绝缘胶带122，第二绕组130包括层叠设置的第二网状利兹线131和第二绝缘胶带132，网状利兹线能够减小绕组因为涡流效应和趋肤效应带来损耗，从而减小第一绕组120和第二绕组130在工作时的损耗，第一网状利兹线121与第一绝缘胶带122叠层设置，使得第一绝缘胶带122能够对第一网状利兹线121进行包覆，从而使得变压器100具有较大的爬电距离，而第一绕组120重叠绕设在磁芯110上，从而减小产品的体积，有效的降低变压器100的体积，第一网状利兹线121与第二网状利兹线131的层数不同以完成电压的转换。因此，本实用新型提供的变压器100，能够降低产品损耗，降低产品体积，并能解决产品爬电距离不足的问题。
36.其中，如图1、图2所示，第一网状利兹线121的宽度小于第一绝缘胶带122的宽度，第二网状利兹线131的宽度小于第二绝缘胶带132的宽度。
37.如图2所示，第一绝缘胶带122与第一网状利兹线121层叠设置，且共同绕设在磁芯110上，用于使得相邻两层的第一网状利兹线121绝缘，第一绝缘胶带122的宽度应当大于第一网状利兹线121的宽度，以确保第一绝缘胶带122能够覆盖第一网状利兹线121。基于同样的理由，将第二绝缘胶带132的宽度大于第二网状利兹线131的宽度。
38.本实用新型实施例的一种可实现的方式中,如图2所示，第一网状利兹线121为多根单芯漆包线相互交叉编织形成的筒状线，第二网状利兹线131为多根单芯漆包线相互交叉编织形成的筒状线。
39.第一网状利兹线121采用单芯漆包线相互编织形成筒状线，单芯漆包线的线径比较小，可以有效的减少趋肤效应带来的损耗，而且筒状线的形态，使得电流平均分配于同一个平面内，能够有效的降低涡流损耗，而且单根漆包线编织成的网状线，比较柔软，比较方便绕制第一绕组120。第二网状利兹线131具有同样的有益效果，在第一网状利兹线121和第二网状利兹线131的共同作用下，能够有效的降低变压器100的损耗，提高耦合效率。示例的，当第一绕组120作为原边线圈，第二绕组130作为副边线圈时，原边副边的耦合效率达到99.5％以上。
40.需要说明的是，在实际使用中，筒状线被压为平面，与绝缘胶带层叠绕设或用绝缘胶带将网状利兹线包覆。
41.对于第一网状利兹线121和第二网状利兹线131的漆包线的根数与编织方式，本实用新型不做具体限定，能达到电流的传输以及减少损耗即可。
42.可选的，第一网状利兹线121为多束导线相互交叉编织形成的筒状线，第二网状利兹线131为多束导线相互交叉编织形成的筒状线，导线由多束单根漆包线绞合形成。
43.由于多根单芯漆包线相互交叉编织形成第一网状利兹线121，在制作过程中需要每一根都进行编织，在大电流时第一绕组120需要大量的单芯漆包线，编织时需要大量的工作量，为了简化第一网状利兹线121的制备过程，可以将多跟单芯漆包线绞合形呈导线，再用导线进行编织形成第一网状利兹线121，这样能够减少第一网状利兹线121制作的工作
量。需要说明的，多根单芯漆包线绞合形成导线，这里的多根只是相对于单根漆包线上的多，形成的导线仍然具有一定的柔软度，从而使得使用导线编织成的网状利兹线也具有一定的柔软性。
44.本实用新型实施例的一种可实现的方式中,如图1所示，第一网状利兹线121两端分别浸锡形成输入端和输出端。
45.第一网状利兹线121是由多根单芯漆包线编织而成的，在第一网状利兹线121的两端有多个单芯漆包线的输入端和输出端，将多个单根漆包线的输入端和输入端分别浸锡形成第一网状利兹线121的输入端和输出端，浸锡后使得多个漆包线的输入端成为一个整体作为第一网状利兹线121的输入端，多个漆包线的输出端成为一个整体作为第一网状利兹线121的输出端，能够方便将第一网状利兹线121与输入和输出连接。
46.可选的，如图5所示，磁芯110包括磁芯110中柱111以及磁芯110中柱111两端的相对侧的边柱112，位于磁芯110中柱111同一端的两个边柱112与磁芯110中柱111的端部连接，第一绕组120与第二绕组130绕设于磁芯110中柱111上。
47.当第一绕组120作为原边线圈时，第一绕组120与变压器100的输入端连接，输入端将高频电信号输入第一绕组120时，由于电磁感应定律，第一绕组120的会产生平行于第一绕组120延伸方向的磁场，而第二绕组130和第二绕组130绕设于同于磁芯110中柱111上，使得第二绕组130处于第二绕组130产生的磁场中，从而在第二绕组130内产生感应电流。第一绕组120绕设在磁芯110中柱111上，当第一绕组120产生磁场时，磁芯110会增强磁场的磁场强度，使得第二绕组130处于加强的磁场中，进而产生比较大的感应电流，而设置于中柱111两侧的边柱112，用于屏蔽磁场，使得处于两个边柱112之间的磁场不会外漏。
48.另外，变压器100还可以包括套设于磁芯110中柱111上的第一绕线架，第一绕线架上设置有两个绕线槽，第一绕组120和第二绕组130分别设置在两个绕线槽内。
49.第一绕线架上设置两个绕线槽，第一绕组120和第二绕组130分别设置在两个绕线槽内，使得两个绕组分开，避免第一绕组120与第二绕组130之间相互接触导致发生短路。
50.可选的，如图1、图2所示，磁芯110包括两个开口相对设置的呈山字形的磁部，第一绕组120和第二绕组130分别绕设在磁部的两个中柱111上。
51.将磁芯110设置为两个开口相对设置的具有一个中柱以及两个边柱的磁芯，两个中柱111之间会产生微小的缝隙，微小的缝隙会提高磁芯110的磁饱和度，增强磁场的强度。需要说明的是，山字形的磁部可以是e磁芯、f磁芯或者其他具有一个中柱以及两个边柱的磁芯，本实用新型不做具体限定。
52.同理，当磁芯包括两个山字形的磁部时，变压器100还可以包括分别套设在两个中柱111上的第二绕线架，第二绕线架上设置有绕线槽，第一绕组120和第二绕组130绕设在在绕线槽内。对应磁芯110为两个e型磁芯110时，第二绕线架套设于两个e型磁芯110的中柱111上，第一绕组120和第二绕组130绕设于两个第二绕线架的绕线槽内。其中，第一绕组和第二绕组可以使用叠绕或者并叠绕的方式绕设于第二绕线槽内，可以提高第一绕组120和第二绕组130的耦合率，降低产品损耗。
53.本技术实施例还公开了一种滤波装置，包括滤波模块，以及如上任意一项的变压器100。变压器100与滤波模块并联设置，滤波模块包括滤波器以及连接滤波器与变压器100的引线，该滤波装置包含与前述实施例中的变压器100相同的结构和有益效果。变压器100
的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。
54.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。