平板高壓變壓器及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種平板高壓變壓器及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國國防事業(yè)的飛速發(fā)展，對武器裝備的小型化在航空航天的電子對抗戰(zhàn)爭及通信領(lǐng)域列為重點要求。
[0003]該領(lǐng)域中的雷達(dá)行波管電源是整個系統(tǒng)重要部件，而高壓變壓器又是整個電源系統(tǒng)中提供行波管能源的核心器件，要求變壓器同時滿足效率高、體積小、超薄、耦合好、分布電容小、漏感小、絕緣強(qiáng)度高、耐高低溫、低氣壓等技術(shù)條件。平板高壓變壓器基本能夠滿足上述條件，目前大多平板高壓變壓器都采取鐵芯和交叉疊放的多層印制板線路組合而成，但由于印制線路板設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試周期較長，使得此類平板高壓變壓器的制作成本較高；又印制線路板有化學(xué)腐蝕工藝，不利環(huán)保；而且印制線路板構(gòu)成的平板高壓變壓器，在運行中由于其特殊結(jié)構(gòu)抗震性能差，為了增強(qiáng)抗震性能往往需要灌膠處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種平板高壓變壓器及其制作方法，在滿足平板高壓變壓器各種性能要求的同時，縮短開發(fā)周期，降低制作成本，解決了現(xiàn)有技術(shù)中用印制線路板制作時，其設(shè)計、開發(fā)、調(diào)試周期較長，制作成本較高的技術(shù)問題。
[0005]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):
一種平板高壓變壓器，包括磁芯和繞組，所述繞組包括至少兩個初級繞組和多個次級繞組，所述初級繞組由電磁線或銅帶繞制而成，所述次級繞組均由電磁線繞制而成，電磁線可以是絲包線、漆包線、三層絕緣線等。所述初級繞組和次級繞組以相對于磁芯中心由內(nèi)向外的方式依次環(huán)形設(shè)置，相鄰的初級繞組和次級繞組之間、相鄰的次級繞組之間均設(shè)置有組間絕緣。
[0006]上述平板高壓變壓器中，其初級繞組由電磁線或銅帶繞制而成，所述次級繞組均由電磁線繞制而成，與開發(fā)、調(diào)試印刷線路板相比，繞制電磁線無疑很大程度的節(jié)約時間，而且電磁線或銅帶是以磁芯中心為基準(zhǔn)由內(nèi)向外依次繞制的，繞組的制作過程容易控制，而且繞制效率較高。所述組間絕緣設(shè)置于相鄰的初級繞組和次級繞組之間或相鄰的次級繞組之間，也就是在制作過程中，每一初級繞組或次級繞組繞制結(jié)束后，便在初級繞組或次級繞組外側(cè)包繞組間絕緣，有利于保障組間絕緣的包繞效果，從而減少平板高壓變壓器被擊穿的安全隱患。當(dāng)然也可以在初級繞組或次級繞組繞制過程中，進(jìn)行組間絕緣的包繞，以提高制作效率。電磁線沒有印制線路板所有的化學(xué)腐蝕工藝，故而與包含印制線路板的平板高壓變壓器相比，本發(fā)明還具有較好的環(huán)保效果。
[0007]進(jìn)一步的，所述繞組包括兩個初級繞組，相對于磁芯中心，所述繞組的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均為初級繞組，多個次級繞組均位于兩個初級繞組之間。將兩個初級繞組間隔設(shè)置，有利于減小初次級漏感。
[0008]進(jìn)一步的，所述磁芯包括第一磁芯和第二磁芯，所述第一磁芯和第二磁芯均為“E”型磁芯，所述第一磁芯中心處設(shè)置有第一磁芯中柱，第一磁芯的相對兩邊設(shè)置有第一側(cè)板，所述第二磁芯中心處設(shè)置有第二磁芯中柱，第二磁芯相對兩邊設(shè)置有第二側(cè)板，所述第一磁芯和第二磁芯組合成“日”字形，所述第一磁芯中柱和第二磁芯中柱位于繞組內(nèi)側(cè)，所述第一側(cè)板和第二側(cè)板位于繞組外側(cè)，所述繞組內(nèi)側(cè)設(shè)置有底層絕緣，所述繞組外側(cè)設(shè)置有外層絕緣。
[0009]當(dāng)然可以將所述第一磁芯選用“E”型磁芯，所述第二磁芯選用“I”型磁芯，所述第一磁芯和第二磁芯組合成“日”字形，所述第一磁芯中心處設(shè)置有第一磁芯中柱，第一磁芯相對的兩邊設(shè)置有第一側(cè)板，所述第一磁芯中柱位于繞組內(nèi)側(cè)，所述第一側(cè)板位于繞組外側(cè)，所述繞組內(nèi)側(cè)設(shè)置有底層絕緣，所述繞組外側(cè)設(shè)置有外層絕緣。第一磁芯選用“E”型磁芯，第二磁芯選用“I”型磁芯，便于本發(fā)明制造過程中第一磁芯和第二磁芯的裝配。
[0010]進(jìn)一步的，所述繞組包括三個次級繞組，平板高壓變壓器的截面上從內(nèi)向外依次包括:第一磁芯中柱或第二磁芯中柱、底層絕緣、初級繞組、組間絕緣、次級繞組、組間絕緣、次級繞組、組間絕緣、次級繞組、組間絕緣、初級繞組、外層絕緣、第一側(cè)板或第二側(cè)板。按該方案將兩個初級繞組和三個次級繞組繞制于“E”型磁芯內(nèi)，形成一個三輸出平板高壓變壓器的核心組成部分，其不僅便于制作和裝配，且具有較好的繞組間絕緣性能和抗壓能力。
[0011]進(jìn)一步的，所述底層絕緣為絕緣骨架或聚亞胺復(fù)合膜，所述組間絕緣和外層絕緣為聚亞胺復(fù)合膜。聚亞胺復(fù)合膜較優(yōu)異的熱性能、介電性能、絕緣性能作底層絕緣或組間絕緣，有利于平板高壓變壓器設(shè)計的微型化，而且聚亞胺復(fù)合膜利于粘接，從而便于本發(fā)明的制作。
[0012]進(jìn)一步的，還包括外殼，所述繞組和磁芯位于外殼內(nèi)，繞組和磁芯與外殼內(nèi)壁之間的間隙中填充有灌封料。外殼可選用散熱良好的鋁材加工而成，外殼對磁芯和繞組有較好的機(jī)械保護(hù)作用，灌封料使磁芯和繞組可靠固定于外殼內(nèi)，并使本發(fā)明具有較強(qiáng)的抗震性會泛。
[0013]進(jìn)一步，所述灌封料為環(huán)氧樹脂或?qū)峁柘鹉z，環(huán)氧樹脂或?qū)峁柘鹉z在保障磁芯和繞組可靠固定的同時，可使磁芯和繞組上的熱量快遞傳遞至外界，增強(qiáng)本發(fā)明的絕緣耐壓性能。
[0014]進(jìn)一步的，所述初級繞組設(shè)置有初級繞組引出線，所述次級繞組設(shè)置有次級繞組引出線，所述初級繞組引出線和次級繞組引出線外套有高壓套管，所述外殼上設(shè)置有供初級繞組引出線和次線繞組引出線穿過的孔。套于初級繞組引出線和次級繞組引出線的高壓套管不僅使繞組與外殼之間較好的絕緣，而且對繞組有一定的機(jī)械保護(hù)作用。
[0015]進(jìn)一步的，所述高壓套管為硅橡膠套管或鐵氟龍?zhí)坠艿冉^緣套管，使用耐高溫、耐腐蝕、絕緣性能高且使用壽命長的絕緣套管作為高壓套管，使繞組得到很好的保護(hù)，延長本發(fā)明的使用壽命。
[0016]一種平板高壓變壓器制作方法，包括以下步驟:
步驟1:環(huán)繞磁芯中心包繞底層絕緣；
步驟2:沿底層絕緣外側(cè)繞制初級繞組，并在初級繞組外側(cè)包繞組間絕緣；
步驟3:沿組間絕緣外側(cè)繞制次級繞組，并在次級繞組外側(cè)包繞組間絕緣；
步驟4:N次重復(fù)步驟3，N為大于1的正整數(shù)； 步驟5:沿組間絕緣外側(cè)繞制初級繞組，并在初級繞組外側(cè)包繞外層絕緣；
步驟6:裝配磁芯，并將磁芯與繞組置于外殼內(nèi)，初級繞組引出線和次級繞組引出線外套裝高壓套管；
步驟7:向外殼內(nèi)注入灌封料。
[0017]上述平板變壓器制造方法中，其初級繞組由電磁線或銅帶繞制而成，次級繞組均由電磁線繞制而成，且電磁線或銅帶是以磁芯中心為基準(zhǔn)由內(nèi)向外依次繞制的，繞組的制作過程容易控制，而且繞制效率較高。每個初級繞組或次級繞組結(jié)束后包繞組間絕緣，有利于檢測組間絕緣的絕緣性能。與印制線路板繞制的平板高壓變壓器相比，本發(fā)明不但制作工序簡單、過程控制較容易，而且制作效率高，很大程度的節(jié)省時間成本。此外，本發(fā)明制作的平板高壓變壓器，無化學(xué)腐蝕工藝，環(huán)保性能好。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果:
(1)本發(fā)明通過電磁線繞制成繞組，設(shè)計周期短，制作效率高，節(jié)省時間成本；
(2)本發(fā)明的繞組采用以相對于磁芯中心由內(nèi)向外的方式依次設(shè)置，便于繞組制作的過程控制，有利于保障本發(fā)明的質(zhì)量；
(3)本發(fā)明不存在印制線路板的化學(xué)腐蝕工藝，環(huán)保性好；
(4)本發(fā)明在外殼和灌封料作用下，具有較強(qiáng)的抗震性能；
(5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于裝配，可直接安裝使用。
【附圖說明】
[0019]此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中:
圖1為印制線路板制成的平板高壓變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖2的A向視圖；
圖4為本發(fā)明一種實施方式的裝配示意圖；
圖5為本發(fā)明一種實施方式的立體示意圖；
圖6為選用EI磁芯繞制本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
1-磁芯，2-繞組，3-外殼，4-灌封料，5-高壓套管，11-第一磁芯，12-第二磁芯，111-第一磁芯中柱，112-第一側(cè)板，121-第二磁芯中柱，122-第二側(cè)板，21-初級繞組，22-次級繞組，23-組間絕緣，24-底層絕緣，25-外層絕緣，201-初級繞組引出線，202-次線繞組引出線，211-初線繞組X I，212_初級繞組X II，221-次級繞組A，222-次級繞組B，223-次級繞組C，231-組間絕緣a，232-組間絕緣b，233-組間絕緣c，234-組間絕緣d。
【具體實施方式】
[0021]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。
[0022]實施例1: 如圖1至圖5所示，一種平板高壓變壓器，包括磁芯1和繞組2，繞組2包括至少兩個初級繞組21和多個次級繞組22，初級繞組21和次級繞組22的數(shù)目可根據(jù)設(shè)計需要而定。初級繞組21由電磁線繞制而成，或需要較大的初級電流時，初級繞組21可選擇銅帶或其它材料繞制，次級繞組22均由電磁線繞制而成，電磁線可以是絲包線、漆包線、三層絕緣線等。前述【背景技術(shù)】已介紹，在現(xiàn)有的平板高壓變壓器中，多層印刷線路板02是以初級繞組和次級繞組交叉疊放而成，本實施例中，初級繞組21和次級繞組22以相對于磁芯1中心由內(nèi)向外的方式依次環(huán)形設(shè)置，在相鄰的初級繞組21和次級繞組22之間、相鄰的次級繞組21之間均設(shè)置有組間絕緣23。
[0023]與開發(fā)、調(diào)試印刷線路板02相比，本實施例中繞制電磁線方式，無疑能夠很大程度的節(jié)約時間，而且電磁線或銅帶是以磁芯1的中心為基準(zhǔn)由內(nèi)向外依次繞制的，繞組2的制作過程容易控制，繞制效率較高。組間絕緣23設(shè)置于相鄰的初級繞組21和次級繞組22之間或相鄰的次級繞組22之間，也就是在制作過程中，每一初級繞組21或次級繞組22繞制結(jié)束后，便在初級繞組21或次級繞組22外側(cè)包繞組間絕緣23，有利于保障組間絕緣23的包繞效果，從而減少平板高壓變壓器被擊穿的安全隱患。當(dāng)然也可以在初級繞組21或次級繞組22繞制過程中，進(jìn)行組間絕緣23的包繞，以提高制作效率。此外，電磁線不存在印制線路板所有的化學(xué)腐蝕工藝，故而與包含印制線路板的平板高壓變壓器相比，本發(fā)明還具有較好的環(huán)保效果。
[0024]實施例2:
如圖2至圖5所示，本實施例是對實施例1的進(jìn)一步優(yōu)化，是一個三輸出平板高壓變壓器。在本實施例中，繞組2包括兩個初級繞組21和三個次級繞組22，繞組2的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均為初級繞組21，兩個初級繞組21并聯(lián)，三個次級繞組22均位于兩個初級繞組21之間，且相鄰的初級繞組21和次級繞組22之間、相鄰的次級繞組22之間均