一种大功率高频变压器绕线结构的制作方法

本发明属于变压器，具体涉及一种大功率高频变压器绕线结构。

背景技术：

1、变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和环形铁芯。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等。按用途可以分为：电力变压器和特殊变压器(电炉变、整流变、工频实验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。高频变压器是工作频率超过中频(10khz)的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10khz-50khz、50khz-100khz、100khz～500khz、500khz～1mhz、10mhz以上。高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分，开关电源中的拓扑结构有很多，比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100khz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输出交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。

2、现有技术cn111952038b公开了一种基于3d打印的饼式固体绝缘高频变压器，包括：绕组模具壳包括绕组内壳、副边绕组壳和绕组外壳，绕组内壳上绕设有原边绕组，副边绕组壳上绕设有副边绕组，副边绕组壳嵌套于绕组内壳的一端形成一体结构，使原边绕组与副边绕组呈上下饼式绕组结构；绕组外壳套于一体结构的上，原边绕组、副边绕组与绕组外壳之间构成密封空间；固体绝缘材料填充于密封空间内；磁芯与绕组模具壳插接，且磁芯与绕组内壳、副边绕组壳插接，使原边绕组、副边绕组套于磁芯外壁上。本发明解决了谐振软开关电路中的漏感与主电感匹配问题，以及固体绝缘材料难应用，实现功率密度高，效率高，绝缘强度高。

3、但是上述专利的高频变压器缺少散热结构，在实际使用过程中存在以下不足，由于大功率高频变压器在长时间工作过程中，尤其是在超载工作的过程中，其内部的线圈会产生大量热量，若不及时排除会影响变压器的使用寿命，严重时会烧毁高频变压器。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种大功率高频变压器绕线结构，用于解决现有技术中存在的上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大功率高频变压器绕线结构，包括环形铁芯，所述环形铁芯上设有初级绕组和次级绕组，所述初级绕组的外侧包覆有第一散热外壳，所述第一散热外壳内部设有能够与初级绕组进行换热的第一换热腔；所述次级绕组的外侧包覆有第二散热外壳，所述第二散热外壳内部设有能够与次级绕组进行换热的第二换热腔；还包括冷却液循环装置，所述第一换热腔和第二换热腔均与冷却液循环装置连通。

3、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述冷却液循环装置包括储水箱，所述储水箱内设有驱动泵，储水箱外侧设有进水管和出水管，所述出水管上设有制冷机构，所述第一换热腔的两端分别与进水管和出水管连通，所述第二换热腔的两端分别与进水管和出水管连通。

4、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述制冷机构包括半导体制冷片，所述半导体制冷片的制冷端与出水管的外壁接触，半导体制冷片的制热端设有散热装置。

5、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述散热装置包括第一散热翅片，所述第一散热翅片设置在半导体制冷片的制热端，第一散热翅片的外侧设有散热风机。

6、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述出水管设有环形换热部，所述环形换热部与半导体制冷片的制冷端接触。

7、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述储水箱的外壁设有第二散热翅片。

8、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第一换热腔内设有依次设有第一上螺旋通道和第一下螺旋通道，所述第一上螺旋通道的底端和第一下螺旋通道的顶端均与出水管连通，第一上螺旋通道的顶端和第一下螺旋通道的底端均与进水管连通。

9、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述第二换热腔内设有依次设有第二上螺旋通道和第二下螺旋通道，所述第二上螺旋通道的底端和第二下螺旋通道的顶端均与出水管连通，第二上螺旋通道的顶端和第二下螺旋通道的底端均与进水管连通。

10、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述初级绕组与第一散热外壳之间设有第一导热胶层，所述次级绕组与第二散热外壳之间设有第二导热胶层。

11、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述环形铁芯的外壁设有导热片，所述导热片表面设有第三散热翅片。

12、作为上述技术方案的一种可选实施方式，所述初级绕组和次级绕组的横截面均为矩形或圆形。

13、本发明的有益效果为：

14、本发明提供了一种大功率高频变压器绕线结构，第一散热外壳内部设有能够与初级绕组进行换热的第一换热腔，第一换热腔和第二换热腔均与冷却液循环装置连通。冷却液循环装置用于提供循环的冷却水，高频变压器工作时，初级绕组和次级绕组不断产生热量，冷却液可进入第一散热外壳中的第一换热腔以及第二散热外壳中的第二换热腔中，第一换热腔中的冷却液吸收初级绕组的热量，第二换热腔中的冷却液吸收次级绕组的热量，通过冷却液的不断循环，实现对初级绕组和次级绕组的散热功能。本发明将冷却液循环装置与第一换热腔和第二换热腔连通，通过冷却液不断循环，带走初级绕组和次级绕组内部的热量，显著地降低了高频变压器的内部温度，有效提高了高频变压器的使用寿命及安全性。

技术特征：

1.一种大功率高频变压器绕线结构，包括环形铁芯(1)，所述环形铁芯(1)上设有初级绕组(2)和次级绕组(3)，其特征在于，所述初级绕组(2)的外侧包覆有第一散热外壳(4)，所述第一散热外壳(4)内部设有能够与初级绕组(2)进行换热的第一换热腔；所述次级绕组(3)的外侧包覆有第二散热外壳(5)，所述第二散热外壳(5)内部设有能够与次级绕组(3)进行换热的第二换热腔；还包括冷却液循环装置(6)，所述第一换热腔和第二换热腔均与冷却液循环装置(6)连通。

2.根据权利要求1所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述冷却液循环装置(6)包括储水箱(7)，所述储水箱(7)内设有驱动泵，储水箱(7)外侧设有进水管(8)和出水管(9)，所述出水管(9)上设有制冷机构，所述第一换热腔的两端分别与进水管(8)和出水管(9)连通，所述第二换热腔的两端分别与进水管(8)和出水管(9)连通。

3.根据权利要求2所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述制冷机构包括半导体制冷片(10)，所述半导体制冷片(10)的制冷端与出水管(9)的外壁接触，半导体制冷片(10)的制热端设有散热装置。

4.根据权利要求3所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述散热装置包括第一散热翅片(11)，所述第一散热翅片(11)设置在半导体制冷片(10)的制热端，第一散热翅片(11)的外侧设有散热风机(12)。

5.根据权利要求3所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述出水管(9)设有环形换热部，所述环形换热部与半导体制冷片(10)的制冷端接触。

6.根据权利要求2所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述储水箱(7)的外壁设有第二散热翅片(13)。

7.根据权利要求2所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述第一换热腔内设有依次设有第一上螺旋通道和第一下螺旋通道，所述第一上螺旋通道的底端和第一下螺旋通道的顶端均与出水管(9)连通，第一上螺旋通道的顶端和第一下螺旋通道的底端均与进水管(8)连通。

8.根据权利要求2所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述第二换热腔内设有依次设有第二上螺旋通道和第二下螺旋通道，所述第二上螺旋通道的底端和第二下螺旋通道的顶端均与出水管(9)连通，第二上螺旋通道的顶端和第二下螺旋通道的底端均与进水管(8)连通。

9.根据权利要求1所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述初级绕组(2)与第一散热外壳(4)之间设有第一导热胶层，所述次级绕组(3)与第二散热外壳(5)之间设有第二导热胶层。

10.根据权利要求1所述的大功率高频变压器绕线结构，其特征在于，所述环形铁芯(1)的外壁设有导热片(14)，所述导热片(14)表面设有第三散热翅片(15)。

技术总结
本发明公开了一种大功率高频变压器绕线结构，包括环形铁芯，所述环形铁芯上设有初级绕组和次级绕组，所述初级绕组的外侧包覆有第一散热外壳，所述第一散热外壳内部设有能够与初级绕组进行换热的第一换热腔；所述次级绕组的外侧包覆有第二散热外壳，所述第二散热外壳内部设有能够与次级绕组进行换热的第二换热腔；还包括冷却液循环装置，所述第一换热腔和第二换热腔均与冷却液循环装置连通。本发明将冷却液循环装置与第一换热腔和第二换热腔连通，通过冷却液不断循环，带走初级绕组和次级绕组内部的热量，显著地降低了高频变压器的内部温度，有效提高了高频变压器的使用寿命及安全性。

技术研发人员：蔡知剑,李燕
受保护的技术使用者：湖北京洋科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15