CN222801563U - 一种高频变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高频变压器，包括：磁路部及电路部，磁路部包括第一磁芯及第二磁芯，电路部包括原边绕组及副边绕组，第一磁芯与第二磁芯层叠设置，原边绕组缠绕于第一磁芯及第二磁芯上，副边绕组缠绕于第一磁芯上。通过将原边绕组缠绕于第一磁芯上，副边绕组缠绕于第一磁芯及第二磁芯上，让原边绕组与第一铁心及第二铁心都发生耦合，让副边绕组不与第一磁芯发生耦合。当变压器的磁芯不与绕组耦合时，即提高漏磁场的产生，漏磁场的产生从而加大了漏感值，相当于高频变压器上外挂谐振电感，由此可以减少使用谐振电感元件，从而简化LLC电路的结构。

Description

一种高频变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器领域，具体地，涉及一种高频变压器。

背景技术

在充电器内部会设置MOS管用于控制各种元件和电路的通断，而驱动MOS管进行工作需要较高的功耗，但采用LLC电路来驱动MOS管可以降低功耗。LLC电路通过提高开关频率来降低驱动MOS管的功耗，提高开关频率的方法通常是采用设置高频变压器以及多个谐振电感元件，高频变压器通常用于充电器内部的LLC电路中起到变压及提升开关频率的功能。LLC谐振电路中，当开关频率高于谐振频率时，可以保证LLC的增益为1，使LLC电路中的高频变压器能够有效地转换能量，提高高频变压器的能量转换效率，同时使MOS管可以零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)，由此降低MOS管的开关损耗。

在LLC电路中一般会设置多个谐振电感元件提高开关频率,当MOS管驱动功耗增加则需要提高LLC电路的开关频率，导致谐振电感元件的增多。为了减少谐振电感元件的使用，以简化LLC电路结构，通常会想办法增大变压器的漏感值，利用变压器产生的漏感值来替代谐振电感元件，减少谐振电感原件的使用数量，实现简化LLC电路结构的目的。

现有的常见的增大高频变压器漏感的方法有:如图1所示的采用原副边分离式绕法来绕制变压器，让高频变压器原边与副边分开绕制，减小原边绕组与副边绕组的耦合度，以此来增加高频变压器的漏感值，但是增加的漏感值有限，一般无法满足磁集成式高频变压器所需的漏感值；如图2所示的采用双槽骨架来绕制高频变压器，在高频变压器的原边、副边之间增加挡墙来减小原副边的耦合度，此方法可以有效的增加高频变压器的漏感值，可以达到一般磁集成式高频变压器所需的较大的漏感值，但是此方法不好控制高频变压器的漏感值大小。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高频变压器，

本实用新型的目的是通过以下方案来实现的：

一种高频变压器，包括：磁路部及电路部，磁路部包括第一磁芯及第二磁芯，电路部包括原边绕组及副边绕组，第一磁芯与第二磁芯层叠设置，原边绕组缠绕于第一磁芯及第二磁芯上，副边绕组缠绕于第一磁芯上。

在其中一种实施方式中，第一磁芯及第二磁芯的结构为圆环状。

在其中一种实施方式中，第一磁芯及第二磁芯层叠处还设置有绝缘隔离层，其中，绝缘隔离层用以将第一磁芯及第二磁芯相互进行隔离，绝缘隔离层的一端面与第一磁芯抵接接触，另一端面与第二磁芯抵接接触。

在其中一种实施方式中，绝缘隔离层环绕第一磁芯及第二磁芯设置。

在其中一种实施方式中，还包括底座，第一磁芯及第二磁芯均设置于底座上。

在其中一种实施方式中，底座上还设置有粘贴层，粘贴层的其中一面与第一磁芯及第二磁芯相连接，粘贴层远离第一磁芯及第二磁芯的一面与底座相连接。

在其中一种实施方式中，原边绕组及副边绕组的材质为铜。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型的一种高频变压器通过将原边绕组缠绕于第一磁芯上，副边绕组缠绕于第一磁芯及第二磁芯上，让原边绕组与第一铁心及第二铁心都发生耦合，让副边绕组不与第一磁芯发生耦合。当变压器的磁芯不与绕组耦合时，即提高漏磁场的产生，漏磁场的产生从而加大了漏感值，相当于高频变压器上外挂谐振电感，由此可以减少使用谐振电感元件，从而简化LLC电路的结构。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为采用原副边分离式绕法来绕制变压器；

图2为采用双槽骨架来绕制变压器；

图3为本实用新型的侧视图；

图4为本实用新型正视图；

图5为本实用新型后视图；

图6为本实用新型中第二磁芯的横截面；

图7为本实用新型的磁路部的分解图；

图8为本实用新型第二磁芯的正视图；

其中，附图标记为，1.磁路部；11.第一磁芯；12.第二磁芯；2.电路部；21.原边绕组；22.副边绕组；3.绝缘隔离层；4.底座；41.粘贴层。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图3所示，本实施例提供一种高频变压器，包括：磁路部1及电路部2。其中，磁路部1用以组成闭合的磁回路，与输入高频变压器的电能产生电磁感应；电路部2用以将输入高频变压器的电压进行增大或减小，进而再输出给后续电路。当高频变压器设置于LLC电路中时，通过底座4进行安装放置。

具体的，参照图3、图4及图5，磁路部1包括第一磁芯11及第二磁芯12，电路部2包括原边绕组21及副边绕组22，第一磁芯11与第二磁芯12层叠设置，原边绕组21缠绕于第一磁芯11及第二磁芯12上，副边绕组22缠绕于第一磁芯11上。其中，第一磁芯11及第二磁芯12均设置于底座4上，原边绕组21缠绕于第一磁芯11及第二磁芯12上，并与第一磁芯11及第二磁芯12耦合；副边绕组22缠绕于第一磁芯11上，并与第一磁芯11耦合。

需要说明的是，第二磁芯12的其中一部分只缠绕有原边绕组21，第二磁芯12的另外一部分则是没有缠绕原边绕组21及副边绕组22。由此第二磁芯12没有被原边绕组21及副边绕组22缠绕的部分，不与原边绕组21和副边绕组22进行耦合，使得磁通无法通过，使得第二磁芯12与原边绕组21缠绕耦合的部分磁通释放到空气中，导致高频变压器漏磁，高频变压器磁通的泄漏将会使高频变压器的漏感值增大，进一步增大高频变压器的谐振电感，即等于高频变压器上外置了谐振电感，由此在LLC电路中可以减少使用谐振电感元件，进而简化LLC电路结构。

参照图4及图5，优选地，第一磁芯11及第二磁芯12的结构为圆环状。其中，圆环状磁芯的磁场分布均匀，磁性能高，由此高频变压器在变压时，可以提升转换效率。

参照图3，优选地，第一磁芯11及第二磁芯12为层叠设置时，第一磁芯11及第二磁芯12层叠处还设置有绝缘隔离层3。其中，绝缘隔离层3环绕第一磁芯11及第二磁芯12设置，并且绝缘隔离层(3)用以将第一磁芯(11)及第二磁芯(12)相互进行隔离，绝缘隔离层的一端面与第一磁芯11抵接接触，另一端面与第二磁芯12抵接接触。需要说明的是，绝缘隔离层3可以防止层间短路和匝间短路的现象，本实施例中绝缘隔离层3将第一磁芯11及第二磁芯12进行隔离，防止层间短路。

参照图3，优选地，底座4上还设置有粘贴层41，粘贴层41的其中一面与第一磁芯11及第二磁芯12相连接，粘贴层远离第一磁芯11及第二磁芯12的一面与底座4相连接。其中，粘贴层41可以将第一磁芯11及第二磁芯12固定在底座4上。

优选地，原边绕组21及副边绕组22的材质为铜。其中，铜作为原边绕组21和副边绕组22的材质，具备较低的线阻，由于高频变压器工作的频率比较高，工作中的高频变压器通过电流会产生比较高的热量。由于铜的线阻比较低，从而不会产生较高的热量，由此防止高频变压器过热，以避免高频变压器损坏。

综上，在本实施例中，参考图6及图8，设r为第二磁芯12圆心到外环的半径，h为第二磁芯12的厚度，S为第二磁芯12的有效横截面积，由于横截面为矩形，可由矩形面积公式可得S＝h*r。

如图7所示，第二磁芯12的气隙长度L_δ为第一磁芯11及第二磁芯12之间层叠的间距。

参考图8，L_f2为第二磁芯12的外环周长长度，第二磁芯12为圆环状的柱形，可由圆柱周长公式可得L_f2＝2πrh。

同时，设N为高频变压器的原边绕组21的匝数，μ_f2为第二磁芯的磁导率，μ_δ为气隙的磁导率。

由此，根据电感的定义式L＝Ψ/I，以及变压器中电感量的计算公式L＝N*Ф/I，可以推出变压器中漏感的计算公式L＝N² S/(L_f2/μ_f2+L_δ/μ_δ)。从而可以得知，漏感值与原边绕组21的匝数平方以及第二磁芯12的横截面积成正比。在具体工作中，由于高频变压器的第一磁芯11及第二磁芯12的材质、横截面积以及大小长度均为固定值，当需要提升高频变压器的漏感值，可以增加原边绕组21的匝数，提高高频变压器的漏感值，使得高频变压器等同于外置谐振电感，由此减少谐振电感元件的使用，从而简化LLC电路的结构。

以上仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种高频变压器，其特征在于，包括：磁路部(1)及电路部(2)，所述磁路部(1)包括第一磁芯(11)及第二磁芯(12)，所述电路部(2)包括原边绕组(21)及副边绕组(22)，所述第一磁芯(11)与第二磁芯(12)层叠设置，所述原边绕组(21)缠绕于第一磁芯(11)及第二磁芯(12)上，所述副边绕组(22)缠绕于第一磁芯(11)上。

2.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于，所述第一磁芯(11)及第二磁芯(12)的结构为圆环状。

3.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于，所述第一磁芯(11)及第二磁芯(12)层叠处还设置有绝缘隔离层(3)，其中，绝缘隔离层(3)用以将第一磁芯(11)及第二磁芯(12)相互进行隔离，绝缘隔离层(3)的一端面与第一磁芯(11)抵接接触，另一端面与第二磁芯(12)抵接接触。

4.根据权利要求3所述的一种高频变压器，其特征在于，所述绝缘隔离层(3)环绕第一磁芯(11)及第二磁芯(12)设置。

5.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于，还包括底座(4)，所述第一磁芯(11)及第二磁芯(12)均设置于底座(4)上。

6.根据权利要求5所述的一种高频变压器，其特征在于，所述底座(4)上还设置有粘贴层(41)，所述粘贴层(41)的其中一面与第一磁芯(11)及第二磁芯(12)相连接，所述粘贴层(41)远离第一磁芯(11)及第二磁芯(12)的一面与底座相连接。

7.根据权利要求1所述的一种高频变压器，其特征在于，所述原边绕组(21)及副边绕组(22)的材质为铜。