具有减少交流损耗提高可靠性的变压器及使用方法与流程

1.本发明涉及一种变压器，特别是涉及具有减少交流损耗提高可靠性的变压器，本发明还涉及一种变压器的使用方法，特别涉及具有减少交流损耗提高可靠性的变压器及使用方法，属于变压器技术领域。


背景技术：

2.现有技术中如cn201810792055.9一种集成变压器，该变压器220原边线圈与210副边线圈一般使用堆叠结构，220原边与所述210副边之间用所述300绝缘薄膜作绝缘隔离，原边采用多线圈并联堆叠方式，线圈与磁芯不做物理隔离，如说明书附图中的图1和图2所示，现有技术中存在如下问题：
3.a.变压器原边与副边的物理隔离距离不够，受电压感应及原/副边的交流磁场影响，高频交流损耗急剧增加；
4.b.原边与副边及线圈与磁芯之间物理隔离距离不够，存在着高压击穿的隐患；
5.c.串联绕组产生的寄生参数导致更高的高频交流损耗；
6.c.结构复杂，产品一致性差，不易于大批量生产；
7.d.高交流损耗导致更大的产品尺寸来满足特性，功率密度低，产生社会资源浪费；
8.为此设计一种具有减少交流损耗提高可靠性的变压器及使用方法来解决上述问题。


技术实现要素：

9.本发明的主要目的是为了提供具有减少交流损耗提高可靠性的变压器及使用方法，将原边与副边及谐振线圈使用一种绝缘支撑骨架集成装配及隔离方式，原边线圈以串联方式缠绕在绝缘支撑骨架线槽内，可有效减少并联方式缠绕原边所带来的高交流损耗，副边铜片可直接插入绝缘支撑骨架，使得原边与副边之间有了固定的物理距离隔离，有效解决了原来隔离不足。其塑胶体固定的物理隔离距离也有效预防了高压击穿风险，产品一致性好，简化了工艺流程并易于大批量生产。功率密度也随之增加，产品尺寸更小，充分提高了能源利用率，和保护了社会资源，原边线圈串联方式绕制在绝缘支撑骨架槽内，铜线相对位置固定，分布参数均匀，提升产品一致性，副边铜片不需要绝缘处理，直接插入绝缘支撑骨架以骨架做物理绝缘，且相对位置固定分布参数均匀，提升产品一致性。
10.本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
11.具有减少交流损耗提高可靠性的变压器，包括磁芯架体组件，该磁芯架体组件的内中上方处设有第一绝缘支撑骨架组，该绝缘支撑骨架组上缠绕有原边绕组，且磁芯架体组件等间距插入有副边铜片，所述磁芯架体组件的内下方处设有第二绝缘支撑骨架组，该第二绝缘支撑骨架组的内侧餐绕有谐振线圈，所述原边绕组从第一绝缘支撑骨架组缠绕贯穿第二绝缘支撑骨架组侧边延展而出。
12.优选的，磁芯架体组件包括上磁芯、下磁芯、中磁芯、底插筒、中插筒和上插筒，所
述中磁芯的中部安装有中插筒，且中磁芯的顶部与底部分别安装有上磁芯和下磁芯，所述下磁芯的内底中部处设有贯穿第二绝缘支撑骨架组的底插筒，所述上磁芯的底中部处设有贯穿第一绝缘支撑骨架组的上插筒，所述中磁芯的中部处设有贯穿第一绝缘支撑骨架组下方的中插筒，且中插筒的顶部与上插筒的底部连接，中插筒的底部与底插筒的顶部连接。
13.优选的，第一绝缘支撑骨架组包括第一绝缘支撑骨架和第三绝缘支撑骨架，所述第一绝缘支撑骨架和第三绝缘支撑骨架相互交错垛堞，第一绝缘支撑骨架的外侧缠绕有原边绕组，且第三绝缘支撑骨架的内侧插入有副边铜片。
14.优选的，所述第二绝缘支撑骨架组包括第二绝缘支撑骨架和隔离限位条，所述第二绝缘支撑骨架设有多组，且第二绝缘支撑骨架的外侧缠绕有谐振线圈，所述第二绝缘支撑骨架的顶边部处安装有隔离限位条。
15.优选的，所述第三绝缘支撑骨架和第一绝缘支撑骨架皆为环型中空结构，且环形结构的一端向外延展出e型架结构。
16.优选的，所述第二绝缘支撑骨架也为环型中空结构，且环形结构的一端向外延展出e型架结构。
17.优选的，所述第一绝缘支撑骨架和第二绝缘支撑骨架的一侧皆开设有可供原边绕组贯穿的槽口。
18.具有减少交流损耗提高可靠性的变压器的使用方法，包括如下步骤：
19.将第一绝缘支撑骨架和第三绝缘支撑骨架错位垛堞构成垛堞结构；
20.将第一绝缘支撑骨架和第三绝缘支撑骨架套入至上插筒内，并使其第三绝缘支撑骨架与上磁芯两侧贴合；
21.将原边绕组缠绕在第一绝缘支撑骨架的外侧并通过槽口贯穿，且在第三绝缘支撑骨架内插入有副边铜片；
22.将第二绝缘支撑骨架垛堞设置并缠绕谐振线圈。
23.本发明的有益技术效果：
24.本发明提供的具有减少交流损耗提高可靠性的变压器及使用方法，将原边与副边及谐振线圈使用一种绝缘支撑骨架集成装配及隔离方式，原边线圈以串联方式缠绕在绝缘支撑骨架线槽内，可有效减少并联方式缠绕原边所带来的高交流损耗，副边铜片可直接插入绝缘支撑骨架，使得原边与副边之间有了固定的物理距离隔离，有效解决了原来隔离不足。其塑胶体固定的物理隔离距离也有效预防了高压击穿风险，产品一致性好，简化了工艺流程并易于大批量生产。功率密度也随之增加，产品尺寸更小，充分提高了能源利用率，和保护了社会资源，原边线圈串联方式绕制在绝缘支撑骨架槽内，铜线相对位置固定，分布参数均匀，提升产品一致性，副边铜片不需要绝缘处理，直接插入绝缘支撑骨架以骨架做物理绝缘，且相对位置固定分布参数均匀，提升产品一致性。
附图说明
25.图1为现有技术立体结构分解示意图；
26.图2为现有技术立体结构示意图；
27.图3为按照本发明的具有减少交流损耗提高可靠性的变压器的一优选实施例的第一视角立体结构示意图；
28.图4为按照本发明的具有减少交流损耗提高可靠性的变压器的一优选实施例的第二视角立体结构示意图；
29.图5为按照本发明的具有减少交流损耗提高可靠性的变压器的一优选实施例的表图；
30.图6为按照本发明的具有减少交流损耗提高可靠性的变压器的一优选实施例的通电实际测试图。
31.图中：1-上磁芯，2-第一绝缘支撑骨架，3-副边铜片，4-原边绕组，5-第二绝缘支撑骨架，6-谐振线圈，7-中磁芯，8-下磁芯，9-上插筒，10-槽口，11
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中插筒，12-底插筒，13-隔离限位条，14-第三绝缘支撑骨架。
具体实施方式
32.为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
33.如图3-图4所示，本实施例提供的具有减少交流损耗提高可靠性的变压器，包括磁芯架体组件，该磁芯架体组件的内中上方处设有第一绝缘支撑骨架组，该绝缘支撑骨架组上缠绕有原边绕组4，且磁芯架体组件等间距插入有副边铜片 3，磁芯架体组件的内下方处设有第二绝缘支撑骨架组，该第二绝缘支撑骨架组的内侧餐绕有谐振线圈6，原边绕组4从第一绝缘支撑骨架组缠绕贯穿第二绝缘支撑骨架组侧边延展而出。
34.将原边与副边及谐振线圈使用一种绝缘支撑骨架集成装配及隔离方式，原边线圈以串联方式缠绕在绝缘支撑骨架线槽内，可有效减少并联方式缠绕原边所带来的高交流损耗，副边铜片可直接插入绝缘支撑骨架，使得原边与副边之间有了固定的物理距离隔离，有效解决了原来隔离不足。其塑胶体固定的物理隔离距离也有效预防了高压击穿风险，产品一致性好，简化了工艺流程并易于大批量生产。功率密度也随之增加，产品尺寸更小，充分提高了能源利用率，和保护了社会资源，原边线圈串联方式绕制在绝缘支撑骨架槽内，铜线相对位置固定，分布参数均匀，提升产品一致性，副边铜片不需要绝缘处理，直接插入绝缘支撑骨架以骨架做物理绝缘，且相对位置固定分布参数均匀，提升产品一致性。
35.在本实施例中，磁芯架体组件包括上磁芯1、下磁芯8、中磁芯7、底插筒 12、中插筒11和上插筒9，中磁芯7的中部安装有中插筒11，且中磁芯7的顶部与底部分别安装有上磁芯1和下磁芯8，下磁芯8的内底中部处设有贯穿第二绝缘支撑骨架组的底插筒12，上磁芯1的底中部处设有贯穿第一绝缘支撑骨架组的上插筒9，中磁芯7的中部处设有贯穿第一绝缘支撑骨架组下方的中插筒 11，且中插筒11的顶部与上插筒9的底部连接，中插筒11的底部与底插筒12 的顶部连接。
36.在本实施例中，第一绝缘支撑骨架组包括第一绝缘支撑骨架2和第三绝缘支撑骨架14，第一绝缘支撑骨架2和第三绝缘支撑骨架14相互交错垛堞，第一绝缘支撑骨架2的外侧缠绕有原边绕组4，且第三绝缘支撑骨架14的内侧插入有副边铜片3。
37.在本实施例中，第二绝缘支撑骨架组包括第二绝缘支撑骨架5和隔离限位条13，第二绝缘支撑骨架5设有多组，且第二绝缘支撑骨架5的外侧缠绕有谐振线圈6，第二绝缘支撑骨架5的顶边部处安装有隔离限位条13。
38.在本实施例中，第三绝缘支撑骨架14和第一绝缘支撑骨架2皆为环型中空结构，且
环形结构的一端向外延展出e型架结构。
39.在本实施例中，第二绝缘支撑骨架5也为环型中空结构，且环形结构的一端向外延展出e型架结构。
40.在本实施例中，第一绝缘支撑骨架2和第二绝缘支撑骨架5的一侧皆开设有可供原边绕组4贯穿的槽口10。
41.具有减少交流损耗提高可靠性的变压器的使用方法，包括如下步骤：
42.将第一绝缘支撑骨架2和第三绝缘支撑骨架14错位垛堞构成垛堞结构；
43.将第一绝缘支撑骨架2和第三绝缘支撑骨架14套入至上插筒9内，并使其第三绝缘支撑骨架14与上磁芯1两侧贴合；
44.将原边绕组4缠绕在第一绝缘支撑骨架2的外侧并通过槽口10贯穿，且在第三绝缘支撑骨架14内插入有副边铜片3；
45.将第二绝缘支撑骨架5垛堞设置并缠绕谐振线圈6。
46.在本实施例中，如下图5所示，在相同条件下，增加了绝缘支撑骨架后的串联绕组在高频干扰情况下的临近效应损耗比为0.0625/0.315，而常规薄膜隔离的并联绕组在高频干扰情况下的临近效应损耗比为0.5/2.5，结果是增加了绝缘支撑骨架后的串联绕组计算得出的交流损耗为333/1499mw,而常规薄膜隔离的并联绕组计算得出的交流损耗为2665/12060mw，结论是增加了绝缘支撑骨架后的串联绕组损耗比常规薄膜隔离的并联绕组损耗要小得多，最后的计算温度显示为90℃比122℃。
47.将以上理论结果通电实际测试，论证及如下图6所示所示；增加了绝缘支撑骨架后的串联绕组温度为87℃，常规薄膜隔离的并联绕组的温度为121℃，结果显示实测的温度非常接近理论计算值，故本专利发明点可有效减少高频交流损耗。
48.以上，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。