多级串联绕组的安全隔离变压器的制作方法

1.本发明涉及变压器技术领域，具体的，涉及一种多级串联绕组的安全隔离变压器。


背景技术：

2.常规变压器设计一般采用单线圈磁环设计，如果工作电压超过1000vdc，甚至1500vdc时候，安规距离要求很长时比较难满足，而且现有的变压器制作材料也无法满足要求。电动汽车中，目前bms电池管理系统中的变压器工作电压普遍达到了非常高的水平：动力bms变压器的工作电压最高已经达到800vdc/1000vpk水平；储能bms变压器的工作电压普遍到达1500vdc/1650vpk水平。对于以上要求，常规变压器设计时在线材与磁芯绝缘层的选择上受到的局限较多，具体表现在以下方面：如果采用etfe/pfa材质diw，tiw线材，目前市场上能找到最高线材额定工作电压规格为1500vpk，无法满足1500vdc/1650vpk工作电压情况下设计要求。如果采用fiw线材，在1000v工作电压情况下，安规标准要求fiw线材的抗电强度能力要达到3500vpk或2500vac。这就要求线材的绝缘层达到fiw6级别或以上。fiw6以上线材在高温浸锡过程中，会产生大量的漆皮残渣，这使得此类线材仍然较难应用到大批量生产上。采用fiw线材时，在1650vpk工作电压情况下，作为机械隔离的环形磁芯绝缘层的绝缘强度要求高达3150vac以上，而目前市场上的生产工艺很难在正常成本下达到如此高的要求。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种可降低绕组线材使用要求且可满足高工作电压以及爬电距离要求的多级串联绕组的安全隔离变压器。
4.为了实现上述主要目的，本发明提供的多级串联绕组的安全隔离变压器包括壳体、初级引脚和次级引脚和至少两个绕组，壳体设置有与绕组相同数量的绕组安装槽，任意两个绕组安装槽间隔设置，绕组对应安装在绕组安装槽内；初级引脚、绕组和次级引脚依次串联。
5.由上述方案可见，本发明的多级串联绕组的安全隔离变压器通过利用两个绕组进行串联，从而使得变压器的工作电压为各绕组的工作电压的总和，因此，可采用低工作电压的绕组实现高工作电压的要求，由于绕组的工作电压低，在原料上可以降低要求使用常规线材及磁芯涂层，成本低且很好的实现大批量生产，而且，爬电距离也可以根据不同的材料等级来分段计算，亦为各绕组的爬电距离总和，使产品更容易满足安规要求。
6.进一步的方案中，在初级引脚至次级引脚的方向上，所有绕组安装槽并排设置，每一个绕组安装槽的开口方向均为同一方向。
7.由此可见，在初级引脚至次级引脚的方向上，所有绕组安装槽并排设置，每一个绕组安装槽的开口方向均为同一方向，可便于绕组的安装。
8.进一步的方案中，相邻的两个绕组安装槽之间设置有接线柱，安装在相邻的两个绕组安装槽中的两个绕组通过接线柱串联。
9.由此可见，设置有接线柱，相邻的两个绕组通过接线柱串联，可便于绕组的安装。
10.进一步的方案中，每一个绕组安装槽的开口均位于壳体的底部。
11.由此可见，每一个绕组安装槽的开口均位于壳体的底部，可便于出线端靠近初级引脚和次级引脚，节省绕线长度。
12.进一步的方案中，相邻两个绕组安装槽的开口方向相背设置。
13.由此可见，相邻两个绕组安装槽的开口方向相背设置，可便于增加爬电距离，提高安全性。
14.进一步的方案中，在壳体的顶部至底部的方向上，所有绕组安装槽依次排列。
15.由此可见，在壳体的顶部至底部的方向上，所有绕组安装槽依次排列，可便于缩小初级引脚和次级引脚之间的距离。
16.进一步的方案中，所有绕组的轴心线处于同一轴线。
17.由此可见，所有绕组的轴心线处于同一轴线，使得变压器的体积小型化。
18.进一步的方案中，绕组的数量和绕组安装槽的数量均为两个；在初级引脚至次级引脚的方向上，两个绕组依次排列。
19.由此可见，在初级引脚至次级引脚的方向上，两个绕组依次排列，可便于增加爬电距离。
20.进一步的方案中，初级引脚和次级引脚均位于壳体的底部位置。
21.由此可见，初级引脚和次级引脚均位于壳体的底部位置，可便于变压器在电路板上的使用。
22.进一步的方案中，初级引脚和次级引脚均包括接线端和焊接端，接线端和焊接端一体设置。
23.由此可见，设置接线端和焊接端，可便于绕组引线的连接，同时便于变压器焊接在电路板上。
附图说明
24.图1是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第一实施例的结构图。
25.图2是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第一实施例的结构分解图。
26.图3是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第一实施例中壳体的结构剖视图。
27.图4是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第一实施例中初级引脚的结构图。
28.图5是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第一实施例中设置六个绕组的结构图。
29.图6是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第二实施例的结构图。
30.图7是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第二实施例的结构分解图。
31.图8是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第二实施例的结构剖视图。
32.图9是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第二实施例中壳体的结构剖视图。
33.图10是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第三实施例中初级引脚的结构图。
34.图11是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第三实施例的结构剖视图。
35.图12是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第三实施例的结构分解图。
36.图13是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第三实施例中壳体的结构剖视图。
37.图14是本发明多级串联绕组的安全隔离变压器第三实施例中初级引脚的结构图。
38.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
39.多级串联绕组的安全隔离变压器第一实施例：
40.如图1、图2所示，本实施例中，多级串联绕组的安全隔离变压器包括壳体1、初级引脚2和次级引脚3和至少两个绕组4，壳体1设置有与绕组相同数量的绕组安装槽11，任意两个绕组安装槽11间隔设置，绕组4对应安装在绕组安装槽11内，初级引脚2、绕组3和次级引脚4依次串联。
41.在初级引脚1至次级引脚2的方向上，所有绕组安装槽11并排设置，每一个绕组安装槽11的开口方向均为同一方向。本实施例中，每一个绕组安装槽的开口均位于壳体1的底部。
42.相邻的两个绕组安装槽11之间设置有接线柱5，安装在相邻的两个绕组安装槽11中的两个绕组4通过接线柱5串联。本实施例中，相邻的两个绕组安装槽11通过隔板14隔离，隔板14上设置有接线柱安装孔15，接线柱5安装在接线柱安装孔15内。接线柱5的数量根据绕组4的引出线的数量进行设置，例如，绕组4单侧的引出线为三根时，接线柱5的数量为三个。
43.由图1可知，初级引脚2和次级引脚3均位于壳体1的底部位置。参见图3，壳体1的底部位置设置有初级引脚孔12和次级引脚13，初级引脚孔12和次级引脚13相对设置，初级引脚2安装于初级引脚孔12内，次级引脚3安装于次级引脚13内。参见图4，初级引脚2和次级引脚3均包括接线端21和焊接端22，接线端21和焊接端22一体设置。初级引脚2和次级引脚3均呈“n”型设置。初级引脚2和次级引脚3的数量相同，初级引脚2和次级引脚3的数量可根据需要进行设置，本实施例中，初级引脚2和次级引脚3的数量均为三个。
44.需要说明的是，绕组4的数量根据需要进行设置，例如，图1中所示的绕组4的数量为两个，图5中所示的绕组4的数量为六个，绕组安装槽11的数量与接线柱5也相应设置。
45.本实施例中，变压器的总工作电压等于所有绕组4的工作电压之和，总爬电距离等于所有绕组4的爬电距离之和。例如，如图5中，变压器的总工作电压等于电压v1、电压v2、电压v3、电压v4、电压v5和电压v6之和，变压器的总爬电距离等于爬电距离a1、爬电距离b1、爬电距离a2、爬电距离b2、爬电距离a3、爬电距离b3、爬电距离a4、爬电距离b4、爬电距离a5、爬电距离b5、爬电距离a6和爬电距离b6之和。所有绕组4的工作电压可以相等，也可以不相等。
46.多级串联绕组的安全隔离变压器第二实施例：
47.如图5、图6和图7所示，本实施例中，多级串联绕组的安全隔离变压器包括壳体10、初级引脚20和次级引脚30和至少两个绕组40，壳体10设置有与绕组相同数量的绕组安装槽101，任意两个绕组安装槽101间隔设置，绕组40对应安装在绕组安装槽101内，初级引脚20、绕组30和次级引脚40依次串联。绕组40的数量根据需要进行设置，本实施例中，绕组40的数量为两个。
48.在壳体10的顶部至底部的方向上，所有绕组安装槽101依次排列，相邻两个绕组安装槽101的开口方向相背设置，所有绕组40的轴心线处于同一轴线。
49.壳体10设置有接线柱50，安装在相邻的两个绕组安装槽101中的两个绕组40通过
对应的接线柱50串联。参见图8，本实施例中，壳体的顶部设置有接线柱安装孔105，接线柱50安装在接线柱安装孔105内。
50.图5可知，初级引脚20和次级引脚30均位于壳体10的底部位置。参见图8，壳体10的底部位置设置有初级引脚孔102和次级引脚103，初级引脚孔102和次级引脚103相对设置，初级引脚20安装于初级引脚孔102内，次级引脚30安装于次级引脚103内。参见图9，初级引脚20和次级引脚30均包括接线端201和焊接端202，接线端201和焊接端202一体设置。初级引脚20和次级引脚30均呈“n”型设置。初级引脚20和次级引脚30的数量相同，初级引脚20和次级引脚30的数量可根据需要进行设置，本实施例中，初级引脚20和次级引脚30的数量均为三个。
51.本实施例中，变压器的总工作电压等于两个绕组40的工作电压之和，总爬电距离等于两个绕组40的爬电距离之和，例如，图8中，变压器的总工作电压等于工作电压v7和工作电压v8之和，变压器的总爬电距离等于爬电距离a7、爬电距离b7、爬电距离a8和爬电距离b8之和。两个绕组40的工作电压可以相等，也可以不相等。
52.多级串联绕组的安全隔离变压器第三实施例：
53.如图10和图11所示，本实施例中，多级串联绕组的安全隔离变压器包括壳体100、初级引脚200和次级引脚300和两个绕组400，壳体100设置有与绕组相同数量的绕组安装槽1001，任意两个绕组安装槽1001间隔设置，绕组400对应安装在绕组安装槽1001内，初级引脚200、绕组400和次级引脚300依次串联。
54.在初级引脚200至次级引脚300的方向上，两个绕组400依次排列，两个绕组安装槽1001的开口方向相背设置，所有绕组400的轴心线处于同一轴线。
55.壳体100设置有接线柱500，安装在两个绕组安装槽1001中的两个绕组400通过对应的接线柱500串联。参见图12，本实施例中，壳体的顶部设置有接线柱安装孔1005，接线柱500安装在接线柱安装孔1005内。
56.图10可知，初级引脚200和次级引脚300均位于壳体100的底部位置。参见图12，壳体100的底部位置设置有初级引脚孔1002和次级引脚1003，初级引脚孔1002和次级引脚1003相对设置，初级引脚200安装于初级引脚孔1002内，次级引脚300安装于次级引脚1003内。参见图13，初级引脚200和次级引脚300均包括接线端2001和焊接端2002，接线端2001和焊接端2002一体设置。初级引脚200和次级引脚300均呈“n”型设置。初级引脚200、次级引脚300和接线柱500的数量相同，初级引脚200、次级引脚300和接线柱500的数量可根据需要进行设置，本实施例中，初级引脚200、次级引脚300和接线柱500的数量均为三个。
57.本实施例中，变压器的总工作电压等于两个绕组400的工作电压之和，总爬电距离等于两个绕组400的爬电距离之和，例如，图11中，变压器的总工作电压等于工作电压v9和工作电压v10之和，变压器的总爬电距离等于爬电距离a9、爬电距离b9、爬电距离a10和爬电距离b10之和。两个绕组400的工作电压可以相等，也可以不相等。
58.由上述可知，本发明的多级串联绕组的安全隔离变压器通过利用两个绕组进行串联，从而使得变压器的工作电压为各绕组的工作电压的总和，因此，可采用低工作电压的绕组实现高工作电压的要求，由于绕组的工作电压低，在原料上可以降低要求使用常规线材及磁芯涂层，成本低且很好的实现大批量生产，而且，爬电距离也可以根据不同的材料等级来分段计算，亦为各绕组的爬电距离总和，使产品更容易满足安规要求。
59.需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。