电力变压器 |
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| 申请号 | CN200480003447.9 | 申请日 | 2004-01-29 | 公开(公告)号 | CN1748267B | 公开(公告)日 | 2014-07-30 |
| 申请人 | 雷声公司; | 发明人 | 鲍里斯·所罗门·雅各布森; 布鲁斯·威廉·希尼奥拉; 加罗·达凯西安; 丹尼斯·罗伯特·克林; 凯文·爱德华·马丁; 埃伯哈特·普雷格; 威廉·爱德华·韦索沃夫斯基; | ||||
| 摘要 | 本 发明 描述了一种具有设置在一对绝缘体之间的磁芯的电 力 变压器 ，每个绝缘体具有设置在多个电绝缘层的每一个上的多个电绝缘的导电段。该磁芯在其中具有在第一和第二绝缘体之间延伸的孔，并且在该孔中具有绝缘体。该绝缘体具有设置在其中的多个第三电绝缘的导电段，该第三电绝缘的导电段的第一端电连接到多个第一电绝缘的导电段，以及该第三电绝缘的导电段的第二端电连接到多个第二电绝缘的导电段，这些导电段用作变压器的绕组。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电力变压器，包括： |
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| 说明书全文 | 电力变压器技术领域[0001] 本发明涉及电力变压器，尤其涉及小型电力变压器。 背景技术[0002] 如本领域所公知的，电力变压器具有广泛多样的应用。变压器包括初级绕组和相邻的次级绕组。流过初级绕组的电流的变化导致初级绕组周围磁场的相应变化。这种变化的磁场导致相邻的、磁耦合的次级绕组中电流的相应变化。 [0003] 如本领域所公知的，所期望的是减小变压器的尺寸。 发明内容[0004] 根据本发明，提供具有第一绝缘体的电力变压器。第一绝缘体包括多个第一电绝缘的导电段。第二绝缘体设置在第一绝缘体之上，并和第一绝缘体对齐，第二绝缘体具有设置在该第二绝缘体上的多个第二电绝缘的导电段。该变压器包括磁芯，该磁芯具有设置于制成所述磁芯的材料中的孔，该孔在第一和第二绝缘体之间延伸。设置了多个第三电绝缘的导电段。第三电绝缘的导电段的第一端电连接到多个第一电绝缘的导电段，且第三电绝缘的导电段的第二端电连接到多个第二电绝缘的导电段，以提供变压器的初级绕组部分和次级绕组部分。初级绕组包括多个第一电绝缘的导电段中的第一多个段、多个第二电绝缘的导电段中的第一多个段和多个第三电绝缘的导电段中的第一多个段。次级绕组包括多个第一电绝缘的导电段中的第二多个段、多个第二电绝缘的导电段中的第二多个段和多个第三电绝缘的导电段中的第二多个段，其中，所述第三导电段中的每一个具有一对导电接头片，每个所述导电接头片延伸超过所述绝缘体的一对相对端的对应一端，每个所述导电接头片电连接至所述印刷电路板中的对应一个，其中，所述第三导电段中的每一个具有有相对边的表面部分，其中所述接头片具有从导电表面的边伸出的宽度部分，并且其中所述边具有大于所述宽度部分的长度。 [0006] 在一个实施例中，第一和第二多层印刷电路板设置在一对叠置平面中，以及多个第三电绝缘的导电段垂直于该叠置平面设置。 [0007] 在一个实施例中，初级和次级绕组提供围绕磁芯的线圈。 [0008] 在一个实施例中，第三电绝缘的导电段嵌入在磁芯中。 [0009] 在一个实施例中，磁芯包括环形体，并且绝缘体设置在该环形体的中心区域。 [0010] 根据本发明的另一个特征，提供了具有第一多层印刷电路板的电力变压器。该第一多层印刷电路板包括多个第一电绝缘的导电段，这些导电段设置在该第一多层印刷电路板的多个电绝缘层的每一层上。第二多层印刷电路板设置在第一多层印刷电路板之上并和第一多层印刷电路板对齐。第二多层印刷电路板具有多个第二电绝缘的导电段，这些导电段设置在该第二多层印刷电路板的多个电绝缘层的每一层上。一对绝缘体设置在第一多层印刷电路板和第二多层印刷电路板之间。这些绝缘体中的每一个具有设置在其中的多个第三电绝缘的导电段。第三电绝缘的导电段的第一端电连接到多个第一电绝缘的导电段，以及第三电绝缘的导电段的第二端电连接到多个第二电绝缘的导电段，以提供变压器的初级绕组和次级绕组。磁芯材料设置在所述第一和第二多层印刷电路板之间，以及其中所述初级和次级绕组提供围绕所述磁芯材料的线圈。初级绕组包括多个第一电绝缘的导电段中的第一多个段、多个第二电绝缘的导电段中的第一多个段和多个第三电绝缘的导电段中的第一多个段。次级绕组包括多个第一电绝缘的导电段中的第二多个段、多个第二电绝缘的导电段中的第二多个段和多个第三电绝缘的导电段中的第二多个段。所述磁芯材料包括一对相邻的环形体，以及所述一对绝缘体中的每一个设置在该对环形体中的对应一个的中心区域，其中，所述第三导电段中的每一个具有一对导电接头片，每个所述导电接头片延伸超过所述绝缘体的一对相对端的对应一端，每个所述导电接头片电连接至所述印刷电路板中的对应一个，其中，所述第三导电段中的每一个具有有相对边的表面部分，其中所述接头片具有从导电表面的边伸出的宽度部分，并且其中所述边具有大于所述宽度部分的长度。 [0011] 根据本发明的另一个特征，提供电力变压器的结构。该结构包括具有多个第一电绝缘的导电段的第一多层印刷电路板，这些第一电绝缘的导电段设置在该第一多层印刷电路板的多个电绝缘层的每一层上。该结构包括设置在第一多层印刷电路板之上并和第一多层印刷电路板对齐的第二多层印刷电路板。第二多层印刷电路板具有多个第二电绝缘的导电段，这些第二电绝缘的导电段设置在该第二多层印刷电路板的多个电绝缘层的每一层上。绝缘隔板件设置在第一多层印刷电路板和第二多层印刷电路板之间。该隔板件具有多个穿过其中的孔。隔板件中的孔在隔板件的顶表面和底表面之间穿过。设置了多个环形磁芯。这些磁芯中的每一个设置在绝缘隔板件的多个孔的对应的一个孔中。每个磁芯具有设置于制成所述磁芯的材料中的孔，磁芯的孔和绝缘隔板件中的孔同轴。设置了多个绝缘体。这些绝缘体中的每一个设置在磁芯中相应的孔中。多数多个绝缘体具有多个第三电绝缘的导电段组中相应的一组。第三电绝缘的导电段的第一端电连接到多个第一电绝缘的导电段，以及第三电绝缘的导电段的第二端电连接到多个第二电绝缘的导电段，以提供变压器的初级绕组和次级绕组。初级绕组包括多个第一电绝缘的导电段中的第一多个段、多个第二电绝缘的导电段中的第一多个段和多个第三电绝缘的导电段中的第一多个段。次级绕组包括多个第一电绝缘的导电段中的第二多个段、多个第二电绝缘的导电段中的第二多个段和多个第三电绝缘的导电段中的第二多个段，其中，所述第三导电段中的每一个具有一对导电接头片，每个所述导电接头片延伸超过所述绝缘体的一对相对端的对应一端，每个所述导电接头片电连接至所述印刷电路板中的对应一个，其中，所述第三导电段中的每一个具有有相对边的表面部分，其中所述接头片具有从导电表面的边伸出的宽度部分，并且其中所述边具有大于所述宽度部分的长度。 附图说明[0013] 图1是根据本发明的电力变压器的剖视图； [0014] 图2是图1的变压器中使用的磁芯和其中具有导电段的一对绝缘体的剖视图； [0015] 图3是图1的变压器中使用的装配好的磁芯和图2中的其中具有导电段的一对绝缘体以及绝缘隔板的剖视图； [0016] 图4是根据本发明的另一实施例的电力变压器的剖视图； [0017] 图5是图4的变压器中使用的、其中具有导电段的绝缘体的顶视图； [0018] 图6是图5中的其中具有导电段的绝缘体的横截面图，沿着图5中的线6-6得到该横截面； [0019] 图7是根据本发明的另一实施例的变压器的顶视图，该变压器具有图5中的其中具有导电段的绝缘体的阵列，该顶视图仅仅示出了在该变压器中使用的初级绕组的部分线路；以及 [0020] 图8是初级和次级绕组段的示意图，连接该初级和次级绕组段以得到图7的变压器。 [0021] 发明详述 [0022] 现在参考图1，如图所示，示出了具有设置在一对绝缘体14、16(这里，例如一对多层印刷电路板14、16)之间的磁芯12(这里，例如铁氧体磁芯)的电力变压器10。第一多层印刷电路板14具有设置在该第一多层印刷电路板14的多个电绝缘层或绝缘板141和142的每一个上的多个第一电绝缘的导电段14a-14f。因此，电绝缘的导电段14a-14d在板14的绝缘板141的不同电绝缘区域上，以及电绝缘的导电段14e和14f在板14的绝缘板142的不同电绝缘区域上。 [0023] 第二多层印刷电路板16设置在第一多层印刷电路板14的下面，并和第一多层印刷电路板14对齐。第二多层印刷电路板具有设置在该第二多层印刷电路板16的多个电绝缘层的每一个上的多个第二电绝缘的导电段16a-16d。因此，电绝缘的导电段16a和16b在板16的绝缘板161的不同电绝缘区域上，电绝缘的导电段16c在板16的绝缘板162上，以及导电段16d在板16的绝缘板163上。每个板具有导电的镀通孔，用附图标记18表示一部分镀通孔，以及用附图标记S2-S9和P2-P9表示另一部分。 [0024] 标记如下： [0025] 导电段14a的两端连接在端口P1和镀通孔P2之间； [0026] 导电段14b的两端连接在镀通孔S9和端口S10之间； [0027] 导电段14c的两端连接在镀通孔S2和端口S1之间； [0028] 导电段14d的两端连接在镀通孔P9和端口P10之间； [0029] 导电段14e的两端连接在镀通孔S5和镀通孔P5之间； [0030] 导电段14f的两端连接在镀通孔P6和镀通孔P5之间； [0031] 导电段16a的两端连接在镀通孔P3和镀通孔P4之间； [0032] 导电段16b的两端连接在镀通孔P7和镀通孔P8之间； [0033] 导电段16c的两端连接在镀通孔S8和镀通孔S7之间；以及 [0034] 导电段16d的两端连接在镀通孔S4和镀通孔S3之间。 [0035] 在图2中更清楚地示出的磁芯12具有穿过其中的多个孔20a、20b。如图1所示，当装配时，孔20a、20b在第一和第二多层印刷电路板14、16之间延伸。如图所示，一对绝缘体，这里例如印刷电路板22a、22b，分别设置在孔20a、20b中。如图所示，绝缘体22a、22b中的每一个具有设置在其中的多个电绝缘的导电段24a到24h。因此，如图所示，这里绝缘体22a具有在其中的导电段24a-24d，以及绝缘体22b具有在其中的导电段24e-24h。 [0036] 如图1和3所示，磁芯12和具有导电段24a-24h的绝缘体22a、22b插入绝缘隔板30中。 [0037] 注意，第一和第二多层印刷电路板14、16设置在一对叠置平面中，以及多个电绝缘的导电段24a-24h垂直于该叠置平面设置。 [0038] 当装配时，电绝缘的导电段24a-24h的第一端，这里指图1中的上端，电连接到电绝缘的导电段14a-14f，并且第二端，这里指电绝缘的导电段24a-24h的下端，通过电镀通孔S2-S9和P2-P9电连接到电绝缘的导电段16a-16h。更具体地，当装配时： [0039] 导电段24a-24h的上端分别电连接到镀通孔S9、P2、P6、S5、S6、P5、P9和S2；以及[0040] 导电段24a-24h的下端分别电连接到镀通孔S8、P3、P7、S4、S7、P4、P8和S3。 [0041] 通过这些连接，变压器10的初级绕组包括端口P1、导电段14a、24b、16a、24f、14f、24c、16b、24h、14d和端口P10，以及次级绕组包括端口S1、导电段14c、24h、16d、24d、14e、 24e、16d、24a、14b和端口S10。 [0042] 应当注意的是，初级和次级绕组提供围绕磁芯12的部分12a(图3)的线圈。而且，应当注意的是，电绝缘的导电段24a-24h嵌入在磁芯12内。 [0043] 现在参考图4，示出另一个实施例。这里，如以上结合图1、2和3的描述，变压器10′具有一对多层印刷电路板14和16。然而，这里，一对环形磁芯12a、12b的相邻部分提供了磁芯。如图所示，该对环形磁芯12a、12b设置在穿过绝缘隔板30′的一对孔中。如图所示，具有导电段24a-24b的一对环形绝缘体22′a、22′b分别设置在环形体12a、12b的相应的中心孔区域内。 [0044] 当装配时，电绝缘的导电段24a-24h的第一端，这里指图4中的上端，电连接到电绝缘的导电段14a-14f，以及第二端，这里指电绝缘的导电段24a-24h的下端，通过电镀通孔S2-S9和P2-P9电连接到电绝缘的导电段16a-16h。更具体地，当装配时： [0045] 导电段24a-24h的上端分别电连接到镀通孔S9、P2、P6、S5、S6、P5、P9和S2；以及[0046] 导电段24a-24h的下端分别电连接到镀通孔S8、P3、P7、S4、S7、P4、P8和S3。 [0047] 通过这些连接，变压器10的初级绕组包括端口P1、导电段14a、24b、16a、24f、14f、24c、16b、24g、14d和端口P10，以及次级绕组包括端口S1、导电段14c、24h、16d、24d、14e、 24e、16d、24a、14b和端口S10。 [0048] 因此，这里初级和次级绕组提供了围绕磁芯12a和12b的相邻部分12a′和12b′的部分12a(图3)的线圈。而且，应当注意的是，如图所示，电绝缘的导电段24a-24h嵌入在磁芯12a和12b内。应当注意的是，段24b、24c、24f和24g提供了初级线圈的垂直部分，以及段24h、24d、24e和24a提供次级线圈的垂直部分。 [0049] 应当可以理解的是，随着印刷电路板的导电段的数量相应增加，穿过绝缘体22a、22b或者22a′、22b′的导电段的数量可以大于所示出的四段。因此，现在参考图5和6，示出了绝缘体22′a和22′b的一个变形实例，这里指绝缘体22"a。这里，绝缘体22"a具有八个导电段24′S1-24′S4和24P1-24P4。导电段24′S1-24′S4提供次级线圈的垂直部分，以及导电段24′P1-24′P4提供初级线圈的垂直部分。八个导电段24′S1-24′S4和 24P1-24P4具有用于电连接到多层印刷电路板14、16的镀通孔的上和下导电接头片38。这里，在段24′S1-24′S4和段24P1-24P4之间设置有导电屏蔽层40。导电屏蔽层40具有用于连接到多层印刷电路板14和16的接地层(未示出)的接头片42，和用于防止该屏蔽层在变压器中引入短路线圈的垂直开口。这里，导电段24′S1-24′S4和24P1-24P4以及屏蔽层40是铜的，并嵌入环氧填料44中。 [0050] 如上所述，绝缘体22"a设置在环形磁芯12a的中心区域内。 [0051] 现在参考图7，这里示出了具有上部多层印刷电路板14的电力变压器10″，使用导电段对要结合图8进行描述的变压器段进行互连，仅仅利用这样的导电段来说明该上部多层印刷电路板14。这里，绝缘隔板件30"具有多个贯通的孔，这里是20个。隔板件30″中的孔在该隔板件的上表面和下表面之间穿过。提供了多个如图4所示的环形磁芯12″。各个这种磁芯12"设置在绝缘隔板件30"的多个孔的相应的一个孔中。各个磁芯12″在其中具有孔，磁芯12″的孔和绝缘隔板件30"中的孔同轴。提供多个绝缘体，这里指以上结合图5和6描述的体22"。各个这种绝缘体22"设置在磁芯12″的对应的孔中。 [0052] 因此，多数多个绝缘体22"具有对应的一个垂直的如以上结合图5和6描述的电绝缘的导电段24S1-24S4和24P1-24P4。导电段的端子或接头片38电连接到上和下多层印刷电路板的电绝缘的导电段。然而，这里修改板14、16，从而不但可以提供初级和次级绕组，或围绕每个环形磁芯的线圈，即，以提供如图8所示的变压器段10′，而且多层印刷电路板上的导电段用于电连接每个如图8所示的变压器段10′，并由此提供更大的变压器组件10″。 [0053] 已经描述了本发明的多个实施例。然而，可以理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以作出各种修改。因此，在以下权利要求的范围内包括其它的实施例。 |
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