E型变压器以及安全报警装置的制作方法

本发明涉及变压器技术领域，尤其是涉及一种e型变压器以及安全报警装置。

背景技术：

变压器(transformer)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、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。按磁芯结构可以分为：c型变压器、e型变压器、r型变压器等。

其中，e型变压器制造工艺简单，成本相对较低，由于铁芯片及与其相配套的线圈骨架均已形成系列并大量生产，因此应用十分广泛。

实际应用中，通常通过改变磁芯上的线圈匝数，达到改变电压、电流的目的，然而在旧式e型变压器的磁芯上绕制的线圈匝数的最大值是固定的，因此，在超过线圈匝数最大值时，旧式e型变压器往往不能灵活地改变电压、电流，对于需要灵活改变电压、电流的电路来说，旧式e型变压器的应用具有一定的局限性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种e型变压器以及安全报警装置，能够灵活地改变变压器的绕组，从而改变电压，电流，满足电路对多变电压的需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种e型变压器，包括初级线圈、次级线圈和e型铁芯；

其中，e型铁芯包括：一个横向磁芯和三个纵向磁芯；

三个纵向磁芯分别设置在横向磁芯的两端和中间位置；

设置在中间位置的纵向磁芯与横向磁芯连接的端部，设置有调节旋钮；

旋转调节旋钮可以使纵向磁芯沿其延伸方向伸缩，以调节缠绕于纵向磁芯上线圈的匝数；

初级线圈和次级线圈分别缠绕在e型铁芯的磁芯。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，初级线圈和次级线圈分别缠绕在e型铁芯两端的磁芯。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，初级线圈的两部分分别缠绕在e型铁芯两端的磁芯，次级线圈的两部分分别缠绕在e型铁芯两端的磁芯。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括用于隔离杂波的第一线圈和第二线圈，且第一线圈和第二线圈缠绕在e型铁芯中间的磁芯。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，设置在两端的纵向磁芯与横向磁芯连接的端部也设置有调节旋钮，旋转调节旋钮均可使纵向磁芯沿其延伸方向伸缩，以调节缠绕于磁芯上线圈的匝数。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，初级线圈和次级线圈均连接于线圈匝数测试仪；

线圈匝数测试仪上设置有显示屏，实时显示线圈的匝数。

第二方面，本发明实施例还提供了一种安全报警装置，包括感应线圈、报警芯片、报警器以及如第一方面所述的e型变压器；

感应线圈用于与e型变压器的初级线圈串联，并产生感应信号；

e型变压器的次级线圈连接交流输出端；

报警芯片接收感应信号，当感应信号超出预设值时，报警芯片输出报警启动信号；

报警器接收报警启动信号，并根据报警启动信号发出报警。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，报警芯片中包括比较单元和触发单元；

比较单元接收感应信号，并将感应信号与预设值进行比较；

当感应信号超出预设值时，触发单元输出报警启动信号。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，报警芯片与感应线圈之间连接有滤波电容。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，报警装置中包括蜂鸣报警器和/或灯光报警器。

本发明实施例提供的技术方案带来了以下有益效果：本发明实施例提供的e型变压器中，包括初级线圈、次级线圈和e型铁芯，其中，e型铁芯包括：一个横向磁芯和三个纵向磁芯；三个纵向磁芯分别设置在横向磁芯的两端和中间位置；设置在中间位置的磁芯可沿其延伸方向伸缩，以调节缠绕于磁芯上线圈的匝数；初级线圈和次级线圈分别缠绕在e型铁芯的磁芯上。本发明实施例所提供的e型变压器中，通过调节磁芯的伸缩量，进而改变缠绕在其上的线圈的匝数，来实现改变电压、电流的目的，满足电路对多变电压的需求。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1示出了本发明实施例一所提供的一种e型变压器的示意图；

图2示出了本发明实施例一所提供的一种e型变压器的示意图；

图3示出了本发明实施例二所提供的一种安全报警装置的示意图；

图4示出了本发明实施例二所提供的一种安全报警装置中报警芯片的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前的e型变压器的磁芯上绕制的线圈匝数的最大值是固定的，因此，在超过线圈匝数最大值时，e型变压器往往不能灵活地改变电压、电流，对于需要灵活改变电压、电流的电路来说，旧式e型变压器的应用具有一定的局限性。基于此，本发明实施例提供的e型变压器以及安全报警装置，能够灵活地改变变压器的绕组，从而改变交流输出电压，满足电路对多变电压的需求。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种e型变压器进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供一种e型变压器，如图1所示，该e型变压器包括初级线圈、次级线圈和e型铁芯。

其中，e型铁芯包括：一个横向磁芯和三个纵向磁芯；三个纵向磁芯分别设置在横向磁芯的两端和中间位置；设置在中间位置的纵向磁芯与横向磁芯连接的端部，设置有调节旋钮；旋转调节旋钮可以使纵向磁芯沿其延伸方向伸缩，以调节缠绕于纵向磁芯上线圈的匝数；初级线圈和次级线圈分别缠绕在e型铁芯的磁芯。

在本发明实施例中，e型铁芯由一个横向磁芯和三个纵向磁芯组成，在横向磁芯的两端和中间位置各设置有一个纵向磁芯。初级线圈l1和次级线圈l2分别缠绕在e型铁芯两端的磁芯。从图1中可以看出，e型变压器的初级线圈l1缠绕在位于左侧的磁芯上，次级线圈l2缠绕在位于右侧的磁芯上。设置在中间位置的磁芯与横向磁芯连接的端部设置有一个调节旋钮，旋转该调节旋钮可以使纵向磁芯沿其延伸方向伸缩，从而改变该纵向磁芯上线圈的匝数。

如图2所示，在另一种实施方式中，本e型变压器的初级线圈l1的两部分分别缠绕在e型铁芯两端的磁芯上，变压器的次级线圈l2的两部分分别缠绕在e型铁芯两端的磁芯上。而且设置在两端的纵向磁芯与横向磁芯连接的端部也设置有调节旋钮，转动该调节旋钮同样也可以使两端的纵向磁芯进行伸缩，调节其伸缩量的大小，从而改变缠绕在该磁芯上的线圈的匝数。

具体的，调节旋钮是用手控转的手动元件。可以手动连续多次旋转，最大旋转角度可达到360°；也可做定位旋转等。根据形状的不同，可以设置为圆形旋钮，也可以是多边旋钮或者指针旋钮，亦或是手动转盘等，在此不做限定。本发明实施例中，可以设定调节旋钮每转过预设角度所对应改变的线圈匝数，比如，每旋转30度，对应改变的线圈匝数为30匝等。

进一步的是，本发明实施例中的e型变压器还包括用于隔离杂波的第一线圈l3和第二线圈l4，且第一线圈l3和第二线圈l4缠绕在e型铁芯中间的磁芯上。

通过设置第一线圈l3和第二线圈l4，初级线圈l1先与第一线圈l3、第二线圈l4进行电磁感应，再由第一线圈l3、第二线圈l4进行电磁感应，从而间接的将电能从初级线圈l1传输至次级线圈l2。这样可以隔离初级线圈l1与次级线圈l2之间的杂波，使电网侧的初级线圈l1上产生的杂波，不至于传播至次级线圈l2，以保证交流输出端的稳定。

本实施例中，e型铁芯中间的磁芯可沿其延伸方向伸缩，以调节第一线圈l3和第二线圈l4在e型铁芯中间的磁芯上缠绕的匝数。通过改变第一线圈l3和第二线圈l4在中间的磁芯上的有效匝数，可以调节初级线圈l1与次级线圈l2的电压比例，进而调节交流输出端的输出电压。

e型铁芯中间的磁芯的伸缩长度，可以手动调节，也可以通过设置驱动机构自动调节。作为一种优选方式，在e型铁芯上设置有调节旋钮，可以通过手动方式，直接调节磁芯的伸缩量，以调节该磁芯上缠绕的线圈匝数。通过改变该磁芯上的有效匝数，可以调节初级线圈和次级线圈间的电压比例，进而调节交流输出端的输出电压。

本发明实施例中，还可以将e型铁芯两端的磁芯也设置为可调节伸缩量的磁芯，具体的调节方式同上述中间位置的磁芯的调节过程一样，在此不再赘述。通过上述可调节磁芯的设置，大大提高了变压器电压改变范围，提高了e型变压器的使用效率。

此外，本实施例中的初级线圈和次级线圈均连接于线圈匝数测试仪；线圈匝数测试仪上设置有显示屏，实时显示线圈的匝数。

具体应用的时候，在通过调节旋钮改变初级线圈和次级线圈的匝数时，可以利用与初级线圈和次级线圈连接的线圈匝数测试仪，实时测试其匝数，并通过显示器向用户显示当前的匝数，方便用户将初级线圈和次级线圈的匝数调节到所需要的值。

本发明实施例所提供的e型变压器中，通过调节磁芯的伸缩量，进而改变缠绕在其上的线圈的匝数，来实现改变电压、电流的目的，满足电路对多变电压的需求。

实施例二：

本发明实施例提供一种安全报警装置，可应用于家庭、办公、工厂等供电场景。如图3所示，该安全报警装置包括感应线圈l0、报警芯片、报警器以及如实施例一所述的e型变压器。

感应线圈l0与e型变压器的初级线圈l1串联，所以感应线圈l0的电流与变压器的初级线圈的电流大小是同步的，并且将感应线圈l0的电流作为感应信号。e型变压器tb的次级线圈l2连接交流输出端。报警芯片的电源端分别连接在初级线圈l1的两端，并且在初级线圈l1的其中一端与报警芯片之间，设置有滤波电阻r1和滤波电容c1组成的滤波电路。

报警芯片接收感应信号，当感应信号超出预设值时，报警芯片输出报警启动信号。报警器接收报警芯片发出的报警启动信号，并根据报警启动信号发出报警。

本发明实施例提供的安全报警装置，利用感应线圈l0生成与变压器的初级线圈的电流大小同步的感应信号，并将该感应线圈l0的电流大小(即变压器的初级线圈的电流大小)作为电网过压等故障的报警条件，因此能够提高电路保护的灵敏度，更加有效保护输电线路，从而提高了输电线路的安全性。

本实施例中，感应线圈l0的两端分别连接报警芯片的两个输入端，使报警芯片接收感应芯片产生的感应信号。并且，感应线圈l0的一端与报警芯片之间连接有滤波电容c0，以防止感应信号的幅度过大时，对报警芯片造成损害。

本发明实施例采用的报警装置，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，发出报警来提醒或警示用户采取防范措施的电子产品。

作为一个优选方案，本发明实施例中的报警装置中包括蜂鸣报警器。当报警装置接收到报警芯片发出的报警启动信号时，蜂鸣报警器就会发出报警音，提示用户采取防范措施。

进一步，本发明实施例中的报警装置中还包括灯光报警器。当报警装置接收到报警芯片发出的报警启动信号时，蜂鸣报警器就会发出报警灯光，提示用户采取防范措施。

如图4所示，本实施例的报警芯片中包括比较单元和触发单元。比较单元接收感应信号，并将感应信号与预设值进行比较。当感应信号超出预设值时，触发单元输出报警启动信号。

作为一个优选方案，触发单元中设置有多稳态触发器，多稳态触发器也称为n稳态触发器，是双稳态触器的进一步发展。如果n个放大级的每一级的输入与其余各级的输出端之间有直流耦合，则在一定条下可得到n个稳态，并且在每一个稳态时只有一级导通，而其余的均截止。在非二进制计数线路中，采用多态触发器能够实现多种不同状态下的快速响应，因此比双稳态触发器的响应速度更快。

本发明实施例中通过采用具有高灵敏度的比较单元和触发单元，并且在触发单元中设置多稳态触发器，使报警芯片能够在0.1秒以内响应，从而在极短的时间内发出报警启动信号，有效保护电网及变压器。

本发明实施例提供的安全报警装置中，还包括第一继电器j1和第二继电器j2。第一继电器j1可用于连接交流输出端的保护装置，比如将保护装置的输出端连接第一继电器j1的控制线圈。第一继电器j1的输出端与第二继电器j2的控制线圈串联，第二继电器j2的输出端与e型变压器tb的初级线圈l1串联。

作为一个优选方案，第一继电器j1为常闭型继电器，即控制线圈不通电时第一继电器j1的输出端处于闭合状态。同时，第二继电器j2为常开型继电器，即控制线圈不通电时第一继电器j1的输出端处于断开状态。

在安全报警装置正常供电的情况下，第一继电器j1的控制线圈不通电，第一继电器j1的输出端处于闭合状态，因此控制电源可通过第一继电器j1向第二继电器j2的控制线圈供电。第二继电器j2的控制线圈在通电的情况下，其输出端处于闭合状态，以维持e型变压器tb的初级线圈l1持续供电。

当保护装置输出断电信号时，第一继电器j1的控制线圈通电，使第一继电器j1的输出端断开。由于第一继电器j1的输出端断开，因此第二继电器j2的控制线圈断电，使第二继电器j2的输出端断开，从而切断电网与e型变压器tb的初级线圈l1的连接，以切断安全报警装置的供电，实现供电线路的保护。

本实施例中，第一继电器j1采用常闭型继电器，第二继电器j2采用常开型继电器还具有以下优点：在实际的安全报警装置中，可以在第一继电器j1的输出端与第二继电器j2的控制线圈之间串联多个不同用途的继电器，比如用于电弧保护的继电器、过压保护的继电器，以及用于短路保护的继电器。这些继电器也都采用常闭型继电器，并且每个继电器的输出端都与第二继电器j2的控制线圈串联，则其中任意一个继电器断开时，都可以使第二继电器j2的控制线圈断电，从而切断电力系统的供电。

本发明实施例二提供的安全报警装置，与上述实施例一提供的e型变压器，具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例提供的安全报警装置，利用感应线圈l0生成与变压器的初级线圈的电流大小同步的感应信号，并将该感应线圈l0的电流大小，也就是将变压器的初级线圈的电流大小作为电网过压等故障的报警条件，因此能够提高电路保护的灵敏度，更加有效保护输电线路，从而提高了输电线路的安全性。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，处理器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。