一种低损耗的磁芯结构及高频变压器的制作方法

1.本发明属于高频变压器技术领域，具体为一种低损耗的磁芯结构及高频变压器。


背景技术：

2.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。
3.在高频变压器应用中，为了达到储能、防止磁芯饱和、及在大电流工作状态下保证电感较小波动，通常需要在传统的铁氧体磁芯磁路上进行开气隙设计以满足产品的性能要求。
4.但是，气隙的设置也存在以下缺点：气隙处的磁通散漏，漏磁通切割邻近绕组，在绕组中产生高频涡流损耗，这一附加的涡流损耗，极大的增加了变压器的功率损耗、加大了运行温升、降低了变压器的效率，随着开关频率的提高，气隙附近的附加高频涡流损耗增加显著，增加了变压器生产工艺的复杂性。


技术实现要素：

5.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，有效的解决了现有的高频变压器磁芯结构容易产生涡流损耗以及温升的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，包括高频变压器本体，所述高频变压器本体由骨架、磁芯、电感线圈组件、若干焊接引脚一和若干焊接引脚二构成，磁芯穿插于骨架的内部，电感线圈组件缠绕于骨架的外部，焊接引脚一和焊接引脚二分别固定连接于骨架一侧的顶端和底端并与电感线圈组件连接，磁芯由第一磁芯单元和第二磁芯单元构成，第一磁芯单元和第二磁芯单元为对称式结构，电感线圈组件由第一绝缘胶布、第一初级线圈、第二绝缘胶布、次级工作线圈、第三绝缘胶布、次级反馈线圈、第四绝缘胶布、第二初级线圈和第五绝缘胶布构成，第一绝缘胶布套设于骨架的外表面，第一初级线圈套设于第一绝缘胶布，第二绝缘胶布套设于第一初级线圈，次级工作线圈套设于第二绝缘胶布，第三绝缘胶布套设于次级工作线圈，次级反馈线圈套设于第三绝缘胶布，第四绝缘胶布套设于次级反馈线圈，第二初级线圈套设于第四绝缘胶布，第五绝缘胶布套设于第二初级线圈。
7.优选的，所述第一初级线圈和第二初级线圈为串联结构，次级工作线圈和次级反馈线圈为独立结构，骨架为耐高温塑料材质，磁芯为铁氧磁体材质。
8.优选的，所述第一磁芯单元由m型固定式磁芯一和柱式可调式磁芯一构成，m型固定式磁芯一内部的侧边开设有若干与骨架相匹配的骨架卡槽一，m型固定式磁芯一内部的中间位置开设有与柱式可调式磁芯一相匹配的安装内槽一，柱式可调式磁芯一活动连接于安装内槽一的内部。
9.优选的，所述第二磁芯单元由m型固定式磁芯二和柱式可调式磁芯二构成，m型固
定式磁芯二内部的侧边开设有若干与骨架相匹配的骨架卡槽二，m型固定式磁芯二内部的中间位置开设有与柱式可调式磁芯二相匹配的安装内槽二，柱式可调式磁芯二活动连接于安装内槽二的内部。
10.优选的，所述m型固定式磁芯一和m型固定式磁芯二之间的中间位置设置有磁芯气隙，柱式可调式磁芯一与m型固定式磁芯一之间、以及柱式可调式磁芯二与m型固定式磁芯二之间均设置有安装间隙，柱式可调式磁芯一与m型固定式磁芯一之间、以及柱式可调式磁芯二与m型固定式磁芯二之间均为非接触式结构。
11.优选的，所述m型固定式磁芯一和m型固定式磁芯二内部一端的中间位置均固定设置有电磁铁一、热变形金属弹片和若干限位导向组件，热变形金属弹片位于电磁铁一的一侧，限位导向组件位于热变形金属弹片的侧边。
12.优选的，所述热变形金属弹片为弧形结构，热变形金属弹片远离电磁铁一一侧的中间位置依次设置有活动滚珠、正极触片一和负极触片一，正极触片一和负极触片一均通过弹簧与热变形金属弹片活动连接。
13.优选的，所述限位导向组件由限位导向杆、限位端板和限位弹簧构成，限位端板固定连接于限位导向杆的一端，限位弹簧套设于限位导向杆。
14.优选的，所述柱式可调式磁芯一和柱式可调式磁芯二靠近电磁铁一一端的中间位置均固定设置有与电磁铁一相匹配的电磁铁二，电磁铁二的一侧设置有与正极触片一和负极触片一相匹配的正极触片二和负极触片二。
15.优选的，所述柱式可调式磁芯一和柱式可调式磁芯二靠近限位导向组件一端的侧边均开设有与限位导向杆、限位端板和限位弹簧相匹配的限位槽，限位槽内部的一端固定设置有与限位导向杆滑动连接的限位滑套。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.(1)、在工作中，通过将第一初级线圈绕制在最内层，将第二初级线圈绕制在最外层，将第一初级线圈和第二初级线圈串联设置，并将次级工作线圈和次级反馈线圈包裹在第一初级线圈和第二初级线圈之间，从而能够增加磁电转换效率，进而提高高频变压器的工作效率；
18.(2)、通过设置有m型固定式磁芯一、柱式可调式磁芯一、m型固定式磁芯二、柱式可调式磁芯二、电磁铁一、热变形金属弹片、限位导向组件、正极触片一、负极触片一、电磁铁二、正极触片二和负极触片二，从而能够根据高频变压器的工作状态来调整磁芯气隙的间距，同时也可以完全消除磁芯气隙，进而避免产生涡流损耗以及造成变压器温度的急速升高，通过该高频变压器能够提高其工作状态的灵活性，提高变压器的工作效率。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
20.在附图中：
21.图1为本发明高频变压器本体结构示意图；
22.图2为本发明高频变压器本体局部剖视图；
23.图3为本发明磁芯结构示意图之一；
24.图4为本发明磁芯结构示意图之二；
25.图5为本发明m型固定式磁芯一结构示意图；
26.图6为本发明图5的局部放大图；
27.图7为本发明柱式可调式磁芯一结构示意图；
28.图8为本发明图7的局部放大图；
29.图9为本发明图3中a处的局部放大图；
30.图10为本发明图4中b处的局部放大图；
31.图中：1、高频变压器本体；2、骨架；3、磁芯；4、电感线圈组件；5、焊接引脚一；6、焊接引脚二；7、第一磁芯单元；8、第二磁芯单元；9、第一绝缘胶布；10、第一初级线圈；11、第二绝缘胶布；12、次级工作线圈；13、第三绝缘胶布；14、次级反馈线圈；15、第四绝缘胶布；16、第二初级线圈；17、第五绝缘胶布；18、m型固定式磁芯一；19、柱式可调式磁芯一；20、骨架卡槽一；21、安装内槽一；22、m型固定式磁芯二；23、柱式可调式磁芯二；24、骨架卡槽二；25、安装内槽二；26、磁芯气隙；27、电磁铁一；28、热变形金属弹片；29、限位导向组件；30、活动滚珠；31、正极触片一；32、负极触片一；33、弹簧；34、限位导向杆；35、限位端板；36、限位弹簧；37、电磁铁二；38、正极触片二；39、负极触片二；40、限位槽；41、限位滑套。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
33.实施例一，由图1至图3给出，本发明一种低损耗的磁芯结构及高频变压器包括高频变压器本体1，高频变压器本体1由骨架2、磁芯3、电感线圈组件4、若干焊接引脚一5和若干焊接引脚二6构成，磁芯3穿插于骨架2的内部，电感线圈组件4缠绕于骨架2的外部，焊接引脚一5和焊接引脚二6分别固定连接于骨架2一侧的顶端和底端并与电感线圈组件4连接，磁芯3由第一磁芯单元7和第二磁芯单元8构成，第一磁芯单元7和第二磁芯单元8为对称式结构，电感线圈组件4由第一绝缘胶布9、第一初级线圈10、第二绝缘胶布11、次级工作线圈12、第三绝缘胶布13、次级反馈线圈14、第四绝缘胶布15、第二初级线圈16和第五绝缘胶布17构成，第一绝缘胶布9套设于骨架2的外表面，第一初级线圈10套设于第一绝缘胶布9，第二绝缘胶布11套设于第一初级线圈10，次级工作线圈12套设于第二绝缘胶布11，第三绝缘胶布13套设于次级工作线圈12，次级反馈线圈14套设于第三绝缘胶布13，第四绝缘胶布15套设于次级反馈线圈14，第二初级线圈16套设于第四绝缘胶布15，第五绝缘胶布17套设于第二初级线圈16，第一初级线圈10和第二初级线圈16为串联结构，次级工作线圈12和次级反馈线圈14为独立结构，骨架2为耐高温塑料材质，磁芯3为铁氧磁体材质；
34.通过将次级工作线圈12和次级反馈线圈14设置在第一初级线圈10和第二初级线圈16之间，从而能够提高磁电转换效率，通过次级工作线圈12和次级反馈线圈14的独立设置，从而实现磁电的多层次转换，同时根据需要可增加次级线圈的数量；
35.实施例二，在实施例一的基础上，由图2至图10给出，第一磁芯单元7由m型固定式磁芯一18和柱式可调式磁芯一19构成，m型固定式磁芯一18内部的侧边开设有若干与骨架2
相匹配的骨架卡槽一20，m型固定式磁芯一18内部的中间位置开设有与柱式可调式磁芯一19相匹配的安装内槽一21，柱式可调式磁芯一19活动连接于安装内槽一21的内部，第二磁芯单元8由m型固定式磁芯二22和柱式可调式磁芯二23构成，m型固定式磁芯二22内部的侧边开设有若干与骨架2相匹配的骨架卡槽二24，m型固定式磁芯二22内部的中间位置开设有与柱式可调式磁芯二23相匹配的安装内槽二25，柱式可调式磁芯二23活动连接于安装内槽二25的内部；
36.通过设置m型固定式磁芯一18和柱式可调式磁芯一19为分体式结构，以及设置m型固定式磁芯二22和柱式可调式磁芯二23为分体式结构，从而在变压器工作时实现对柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23之间的间距进行调节，进而调节磁芯气隙26的宽度，降低变压器工作时的涡流损耗，同时降低变压器的温升，提高变压器的使用效果；
37.实施例三，在实施例一的基础上，由图3至图10给出，m型固定式磁芯一18和m型固定式磁芯二22之间的中间位置设置有磁芯气隙26，柱式可调式磁芯一19与m型固定式磁芯一18之间、以及柱式可调式磁芯二23与m型固定式磁芯二22之间均设置有安装间隙，柱式可调式磁芯一19与m型固定式磁芯一18之间、以及柱式可调式磁芯二23与m型固定式磁芯二22之间均为非接触式结构，m型固定式磁芯一18和m型固定式磁芯二22内部一端的中间位置均固定设置有电磁铁一27、热变形金属弹片28和若干限位导向组件29，热变形金属弹片28位于电磁铁一27的一侧，限位导向组件29位于热变形金属弹片28的侧边，热变形金属弹片28为弧形结构，热变形金属弹片28远离电磁铁一27一侧的中间位置依次设置有活动滚珠30、正极触片一31和负极触片一32，正极触片一31和负极触片一32均通过弹簧33与热变形金属弹片28活动连接，限位导向组件29由限位导向杆34、限位端板35和限位弹簧36构成，限位端板35固定连接于限位导向杆34的一端，限位弹簧36套设于限位导向杆34；
38.实施例四，在实施例一的基础上，由图4、图6、图9和图10给出，柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23靠近电磁铁一27一端的中间位置均固定设置有与电磁铁一27相匹配的电磁铁二37，电磁铁二37的一侧设置有与正极触片一31和负极触片一32相匹配的正极触片二38和负极触片二39，柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23靠近限位导向组件29一端的侧边均开设有与限位导向杆34、限位端板35和限位弹簧36相匹配的限位槽40，限位槽40内部的一端固定设置有与限位导向杆34滑动连接的限位滑套41；
39.变压器正常工作时，其内部温度为正常工作温度，此时的磁芯气隙26为最大值，当变压器内部产生的涡流损耗较多，同时造成变压器内部温度较高时，此时热变形金属弹片28受热发生形变，热变形金属弹片28挤压电磁铁二37，此时产生一定的推力，能够使得柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23发生一定程度的位移，从而实现对磁芯气隙26的宽度削减，热变形金属弹片28挤压电磁铁二37的同时，正极触片一31和负极触片一32分别与正极触片二38和负极触片二39接触，实现电路的导通，此时电磁铁二37通电，同时控制电磁铁一27通电，电磁铁一27和电磁铁二37的磁性相同，因此产生排斥力，并且电磁铁一27和电磁铁二37之间的磁力远大于变压器自身的磁性，因此电磁铁二37受到排斥力而发生位移，通过两个电磁铁二37分别推动柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23移动，此时使得磁芯气隙26的宽度减小，当柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23接触时，则完全消除磁芯气隙26，因此能够避免产生涡流损耗，同时使得变压器内部温度降低，当变压器内部温度达到正常值时，热变形金属弹片28复位，此时正极触片一31和负极触片一32分别与正
极触片二38和负极触片二39分离，电磁排斥力消失，通过限位弹簧36分别带动柱式可调式磁芯一19和柱式可调式磁芯二23复位，此时重新形成磁芯气隙26，通过磁芯气隙26实现储能、防止磁芯饱和以及在大电流工作状态下实现电感较小波动的目的，通过该高频变压器能够提高其工作状态的灵活性，有效提高工作效率。
40.在工作中，通过将第一初级线圈绕制在最内层，将第二初级线圈绕制在最外层，将第一初级线圈和第二初级线圈串联设置，并将次级工作线圈和次级反馈线圈包裹在第一初级线圈和第二初级线圈之间，从而能够增加磁电转换效率，进而提高高频变压器的工作效率；通过设置有m型固定式磁芯一、柱式可调式磁芯一、m型固定式磁芯二、柱式可调式磁芯二、电磁铁一、热变形金属弹片、限位导向组件、正极触片一、负极触片一、电磁铁二、正极触片二和负极触片二，从而能够根据高频变压器的工作状态来调整磁芯气隙的间距，同时也可以完全消除磁芯气隙，进而避免产生涡流损耗以及造成变压器温度的急速升高，通过该高频变压器能够提高其工作状态的灵活性，提高变压器的工作效率。

技术特征：
1.一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，包括高频变压器本体(1)，其特征在于：所述高频变压器本体(1)由骨架(2)、磁芯(3)、电感线圈组件(4)、若干焊接引脚一(5)和若干焊接引脚二(6)构成，磁芯(3)穿插于骨架(2)的内部，电感线圈组件(4)缠绕于骨架(2)的外部，焊接引脚一(5)和焊接引脚二(6)分别固定连接于骨架(2)一侧的顶端和底端并与电感线圈组件(4)连接，磁芯(3)由第一磁芯单元(7)和第二磁芯单元(8)构成，第一磁芯单元(7)和第二磁芯单元(8)为对称式结构，电感线圈组件(4)由第一绝缘胶布(9)、第一初级线圈(10)、第二绝缘胶布(11)、次级工作线圈(12)、第三绝缘胶布(13)、次级反馈线圈(14)、第四绝缘胶布(15)、第二初级线圈(16)和第五绝缘胶布(17)构成，第一绝缘胶布(9)套设于骨架(2)的外表面，第一初级线圈(10)套设于第一绝缘胶布(9)，第二绝缘胶布(11)套设于第一初级线圈(10)，次级工作线圈(12)套设于第二绝缘胶布(11)，第三绝缘胶布(13)套设于次级工作线圈(12)，次级反馈线圈(14)套设于第三绝缘胶布(13)，第四绝缘胶布(15)套设于次级反馈线圈(14)，第二初级线圈(16)套设于第四绝缘胶布(15)，第五绝缘胶布(17)套设于第二初级线圈(16)。2.根据权利要求1所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述第一初级线圈(10)和第二初级线圈(16)为串联结构，次级工作线圈(12)和次级反馈线圈(14)为独立结构，骨架(2)为耐高温塑料材质，磁芯(3)为铁氧磁体材质。3.根据权利要求1所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述第一磁芯单元(7)由m型固定式磁芯一(18)和柱式可调式磁芯一(19)构成，m型固定式磁芯一(18)内部的侧边开设有若干与骨架(2)相匹配的骨架卡槽一(20)，m型固定式磁芯一(18)内部的中间位置开设有与柱式可调式磁芯一(19)相匹配的安装内槽一(21)，柱式可调式磁芯一(19)活动连接于安装内槽一(21)的内部。4.根据权利要求3所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述第二磁芯单元(8)由m型固定式磁芯二(22)和柱式可调式磁芯二(23)构成，m型固定式磁芯二(22)内部的侧边开设有若干与骨架(2)相匹配的骨架卡槽二(24)，m型固定式磁芯二(22)内部的中间位置开设有与柱式可调式磁芯二(23)相匹配的安装内槽二(25)，柱式可调式磁芯二(23)活动连接于安装内槽二(25)的内部。5.根据权利要求4所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述m型固定式磁芯一(18)和m型固定式磁芯二(22)之间的中间位置设置有磁芯气隙(26)，柱式可调式磁芯一(19)与m型固定式磁芯一(18)之间、以及柱式可调式磁芯二(23)与m型固定式磁芯二(22)之间均设置有安装间隙，柱式可调式磁芯一(19)与m型固定式磁芯一(18)之间、以及柱式可调式磁芯二(23)与m型固定式磁芯二(22)之间均为非接触式结构。6.根据权利要求4所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述m型固定式磁芯一(18)和m型固定式磁芯二(22)内部一端的中间位置均固定设置有电磁铁一(27)、热变形金属弹片(28)和若干限位导向组件(29)，热变形金属弹片(28)位于电磁铁一(27)的一侧，限位导向组件(29)位于热变形金属弹片(28)的侧边。7.根据权利要求6所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述热变形金属弹片(28)为弧形结构，热变形金属弹片(28)远离电磁铁一(27)一侧的中间位置依次设置有活动滚珠(30)、正极触片一(31)和负极触片一(32)，正极触片一(31)和负极触片一(32)均通过弹簧(33)与热变形金属弹片(28)活动连接。
8.根据权利要求6所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述限位导向组件(29)由限位导向杆(34)、限位端板(35)和限位弹簧(36)构成，限位端板(35)固定连接于限位导向杆(34)的一端，限位弹簧(36)套设于限位导向杆(34)。9.根据权利要求7所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述柱式可调式磁芯一(19)和柱式可调式磁芯二(23)靠近电磁铁一(27)一端的中间位置均固定设置有与电磁铁一(27)相匹配的电磁铁二(37)，电磁铁二(37)的一侧设置有与正极触片一(31)和负极触片一(32)相匹配的正极触片二(38)和负极触片二(39)。10.根据权利要求8所述的一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，其特征在于：所述柱式可调式磁芯一(19)和柱式可调式磁芯二(23)靠近限位导向组件(29)一端的侧边均开设有与限位导向杆(34)、限位端板(35)和限位弹簧(36)相匹配的限位槽(40)，限位槽(40)内部的一端固定设置有与限位导向杆(34)滑动连接的限位滑套(41)。

技术总结
本发明涉及高频变压器技术领域，且公开了一种低损耗的磁芯结构及高频变压器，解决了现有的高频变压器磁芯结构容易产生涡流损耗以及温升的问题，其包括高频变压器本体，所述高频变压器本体由骨架、磁芯、电感线圈组件、若干焊接引脚一和若干焊接引脚二构成，磁芯由第一磁芯单元和第二磁芯单元构成，第一磁芯单元和第二磁芯单元为对称式结构，电感线圈组件由第一绝缘胶布、第一初级线圈、第二绝缘胶布、次级工作线圈、第三绝缘胶布、次级反馈线圈、第四绝缘胶布、第二初级线圈和第五绝缘胶布构成；通过该高频变压器能够根据其工作状态自动调整磁芯气隙之间的间距或消除磁芯气隙，从而避免产生涡流损耗以及温度的升高，提高其使用效果。果。果。


技术研发人员：曾如猛 王志刚
受保护的技术使用者：抚州市宏鑫电子有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/9/20