一种高频变压器及其制作方法与流程

1.本发明属于变压器技术领域，尤其涉及一种高频变压器及其制作方法。


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。按工作频率高低，可分为几个档次：10khz～50khz、50khz～100khz、100khz～500khz、500khz～1mhz、10mhz以上。
3.变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
4.相关技术中柱式变压器具有围绕铁芯缠绕的作为导线的厚线圈，质量大而不利于轻量化。
5.因此，本发明提供了一种高频变压器，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种高频变压器，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
7.本发明还提供了上述高频变压器的制作方法。
8.具体如下，本发明第一方面提供了一种高频变压器，包括器身，
9.所述器身包括铁芯和绕组，
10.所述铁芯由内至外依次设置有第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环；
11.所述第一纳米晶合金环、所述第一非晶合金环、所述第二纳米晶合金环和所述第二非晶合金环同轴设置；
12.所述绕组嵌套于所述铁芯上。
13.根据本发明高频变压器技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
14.本发明通过设置复合型铁芯，在提升饱和磁密的基础上，降低了磁损；同时还减小了高频变压器的体积，实现了高频变压器的轻量化。
15.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环的磁芯损耗为20w/kg～40w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
16.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环的磁芯损耗为35w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
17.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环的饱和磁密为1.0t～1.3t。
18.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t。
19.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环的居里温度为500℃～600℃。
20.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环的居里温度为570℃。
21.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环为ft-3l合金环。
22.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环的磁芯损耗为45w/kg～50w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
23.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环的磁芯损耗为46w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
24.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环的饱和磁密为0.5t～0.6t。
25.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环的饱和磁密为0.57t。
26.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环的居里温度为200℃～300℃。
27.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环的居里温度为225℃。
28.根据本发明的一些实施方式，所述第一非晶合金环为2714a合金环。
29.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环的磁芯损耗为70w/kg～90w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
30.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环的磁芯损耗为80w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
31.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环的饱和磁密为1.0t～1.3t。
32.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t。
33.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环的居里温度为500℃～600℃。
34.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环的居里温度为570℃。
35.根据本发明的一些实施方式，所述第二纳米晶合金环为ft-3h合金环。
36.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环的磁芯损耗为110w/kg～130w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
37.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环的磁芯损耗为120w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)。
38.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环的饱和磁密为1.3t～1.5t。
39.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环的饱和磁密为1.41t。
40.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环的居里温度为300℃～400℃。
41.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环的居里温度为358℃。
42.根据本发明的一些实施方式，所述第二非晶合金环为2650s3a合金环。
43.根据本发明的一些实施方式，所述第一纳米晶合金环、所述第一非晶合金环、所述第二纳米晶合金环和所述第二非晶合金环的宽度之比为1:0.1～0.2:0.3～0.4:0.05～0.1。
44.根据本发明的一些实施方式，所述绕组为铜箔绕组、铜线绕组、铝箔绕组、铝线绕组和利兹线绕组中的至少一种。
45.根据本发明的一些实施方式，所述高频变压器还包括外壳。
46.根据本发明的一些实施方式，所述外壳用于承载所述器身。
47.根据本发明的一些实施方式，所述外壳上设置有散热翅片。
48.根据本发明的一些实施方式，所述散热翅片为铝散热翅片或不锈钢散热翅片。
49.根据本发明的一些实施方式，所述外壳为不锈钢外壳或铝外壳。
50.根据本发明的一些实施方式，所述外壳和所述器身间填充有浇注层。
51.根据本发明的一些实施方式，所述浇注层为有机硅灌封胶层或环氧树脂层。
52.根据本发明的一些实施方式，所述有机硅灌封胶为浙江荣泰科技企业有限公司的r-383-23。
53.根据本发明的一些实施方式，所述高频变压器上还设有电气接口。
54.根据本发明的一些实施方式，所述电气接口用于与外部形成电连接。
55.本发明第二方面提供了上述高频变压器的制作方法，包括以下步骤：
56.s1、将所述第一非晶合金环套设于所述第一纳米合金环的外侧，制得第一组件；
57.s2、将所述第二非晶合金环套设于第一组件的外侧，制得第二组件；
58.s3、将所述第二纳米晶合金环套设与第二组件的外侧，制得铁芯；
59.s4、将绕组缠绕在所述铁芯表面。
60.根据本发明的一些实施方式，所述制作方法还包括将器身放置于所述外壳中。
61.根据本发明的一些实施方式，所述制作方法还包括在所述器身和所述外壳缝隙处浇注有机硅灌封胶。
具体实施方式
62.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
63.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
64.实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
65.实施例1
66.本实施例为一种高频变压器，包括一种高频变压器，包括器身，
67.器身包括铁芯和绕组，
68.铁芯由内至外依次设置有第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环；
69.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环同轴设置；
70.绕组嵌套于铁芯上；
71.第一纳米晶合金环为ft-3l合金环，第一纳米晶合金环的磁芯损耗为35w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第一纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t，第一纳米晶合金环的居里温度为570℃。
72.第一非晶合金环为2714a合金环，第一非晶合金环的磁芯损耗为46w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第一非晶合金环的饱和磁密为0.57t，第一非晶合金环的居里温度为225℃。
73.第二纳米晶合金环为ft-3h合金环，第二纳米晶合金环的磁芯损耗为80w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第二纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t，第二纳米晶合金环的居里温度为570℃。
74.第二非晶合金环为2650s3a合金环，第二非晶合金环的磁芯损耗为120w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第二非晶合金环的饱和磁密为1.41t，第二非晶合金环的居里温度为358℃。
75.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环的宽度之比为1:0.15:0.35:0.08。
76.绕组为利兹线绕组；
77.高频变压器还包括外壳；外壳用于承载器身；外壳上设置有散热翅片；散热翅片为铝散热翅片；外壳为铝外壳。
78.外壳和器身间填充有浇注层；浇注层为有机硅灌封胶层；有机硅灌封胶为浙江荣泰科技企业有限公司的r-383-23。
79.高频变压器上还设有电气接口；电气接口用于与外部形成电连接。
80.本实施例中高频变压器的制作方法，包括以下步骤：
81.s1、将第一非晶合金环套设于第一纳米合金环的外侧，制得第一组件；
82.s2、将第二非晶合金环套设于第一组件的外侧，制得第二组件；
83.s3、将第二纳米晶合金环套设与第二组件的外侧，制得铁芯；
84.s4、将绕组缠绕在铁芯表面，形成器身；
85.s5、将器身放置于外壳中。
86.s6、将器身和外壳缝隙处浇注有机硅灌封胶。
87.实施例2
88.本实施例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
89.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环的宽度之比为1:0.1:0.3:0.05。
90.实施例3
91.本实施例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
92.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环的宽度之比为1:0.2:0.4:0.1。
93.对比例1
94.本对比例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
95.本对比例中铁芯为ft-3l合金环。
96.本对比例中高频变压器的制作方法，包括以下步骤：
97.s1、将绕组缠绕在铁芯表面，形成器身；
98.s2、将器身放置于外壳中。
99.s3、将器身和外壳缝隙处浇注有机硅灌封胶。
100.对比例2
101.本对比例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
102.本对比例中铁芯铁芯由内至外依次设置有第一纳米晶合金环和第一非晶合金环；
103.第一纳米晶合金环和第一非晶合金环同轴设置；
104.绕组嵌套于铁芯上；
105.第一纳米晶合金环为ft-3l合金环，第一纳米晶合金环的磁芯损耗为35w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第一纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t，第一纳米晶合金环的居里温度为570℃。
106.第一非晶合金环为2714a合金环，第一非晶合金环的磁芯损耗为46w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第一非晶合金环的饱和磁密为0.57t，第一非晶合金环的居里温度为225℃。
107.第一纳米晶合金环和第一非晶合金环的宽度之比为1:0.15。
108.本实施例中高频变压器的制作方法，包括以下步骤：
109.s1、将第一非晶合金环套设于第一纳米合金环的外侧，制得铁芯；
110.s2、将绕组缠绕在铁芯表面，形成器身；
111.s3、将器身放置于外壳中。
112.s4、将器身和外壳缝隙处浇注有机硅灌封胶。
113.对比例3
114.本对比例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
115.铁芯由内至外依次设置有第一纳米晶合金环、第一非晶合金环和第二纳米晶合金环；
116.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环和第二纳米晶合金环同轴设置；
117.绕组嵌套于铁芯上；
118.第一纳米晶合金环为ft-3l合金环，第一纳米晶合金环的磁芯损耗为35w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第一纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t，第一纳米晶合金环的居里温度为570℃。
119.第一非晶合金环为2714a合金环，第一非晶合金环的磁芯损耗为46w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第一非晶合金环的饱和磁密为0.57t，第一非晶合金环的居里温度为225℃。
120.第二纳米晶合金环为ft-3h合金环，第二纳米晶合金环的磁芯损耗为80w/kg(测试条件为：25℃，0.2t，100khz正弦交流激励)，第二纳米晶合金环的饱和磁密为1.23t，第二纳米晶合金环的居里温度为570℃。
121.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环和第二纳米晶合金环的宽度之比为1:0.15:0.35。
122.本实施例中高频变压器的制作方法，包括以下步骤：
123.s1、将第一非晶合金环套设于第一纳米合金环的外侧，制得第一组件；
124.s2、将第二非晶合金环套设于第一组件的外侧，制得铁芯；
125.s3、将绕组缠绕在铁芯表面，形成器身；
126.s4、将器身放置于外壳中。
127.s5、将器身和外壳缝隙处浇注有机硅灌封胶。
128.对比例4
129.本对比例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
130.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环的宽度之比为1:0.05:0.35:0.08。
131.对比例5
132.本对比例为一种高频变压器，与实施例1的差异在于：
133.第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环的宽度之比为1:0.15:0.25:0.08。
134.综上所述，本发明通过设置复合型铁芯，在提升饱和磁密的基础上，降低了磁损；同时还减小了高频变压器的体积，实现了高频变压器的轻量化。
135.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高频变压器，其特征在于，包括器身，所述器身包括铁芯和绕组，所述铁芯由内至外依次设置有第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环；所述第一纳米晶合金环、所述第一非晶合金环、所述第二纳米晶合金环和所述第二非晶合金环同轴设置；所述绕组嵌套于所述铁芯上。2.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述第一纳米晶合金环的磁芯损耗为20w/kg～40w/kg。3.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述第一非晶合金环的磁芯损耗为45w/kg～50w/kg。4.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述第二纳米晶合金环的磁芯损耗为70w/kg～90w/kg。5.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述第二非晶合金环的磁芯损耗为110w/kg～130w/kg。6.根据权利要求1所述的高频变压器，其特征在于，所述绕组为铜箔绕组、铜线绕组、铝箔绕组、铝线绕组和利兹线绕组中的至少一种。7.根据权利要求6所述的高频变压器，其特征在于，所述外壳和所述器身间填充有浇注层。8.根据权利要求7所述的高频变压器，其特征在于，所述浇注层为有机硅灌封胶层或环氧树脂层。9.一种如权利要求1至8任一项所述的高频变压器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述第一非晶合金环套设于所述第一纳米合金环的外侧，制得第一组件；将所述第二非晶合金环套设于第一组件的外侧，制得第二组件；将所述第二纳米晶合金环套设与第二组件的外侧，制得铁芯；将绕组缠绕在所述铁芯表面。

技术总结
本发明公开了一种高频变压器及其制作方法，属于变压器技术领域；该变压器包括器身，器身包括铁芯和绕组，铁芯由内至外依次设置有第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环；第一纳米晶合金环、第一非晶合金环、第二纳米晶合金环和第二非晶合金环同轴设置；绕组嵌套于铁芯上。本发明通过设置复合型铁芯，在提升饱和磁密的基础上，降低了磁损；同时还减小了高频变压器的体积，实现了高频变压器的轻量化。实现了高频变压器的轻量化。


技术研发人员：蒋露 夏茂燕 景致钧 邵博 武佳文 刘植南
受保护的技术使用者：湖南美德克斯电气有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/7/21