一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器的制作方法

1.本实用新型涉及变压器设备技术领域，尤其涉及一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器。


背景技术：

2.随着电力电子应用领域的产品在技术水平和制造工艺上的不断进步，对电源模块性能指标也不断提出更高的要求。比如，提供更高的功率密度，以适应更为紧凑的安装空间。
3.在电源模块中，高频变压器是必不可少的一部分，它实现能量的存储和传递、用以隔离和变压，其性能的好坏不仅直接影响到输出是否产生波形的畸变及能量传输的效率，而且可能影响到功率开关器件的安全工作。当电源模块是百千瓦级大功率、几千伏高电压输出场合时，高频变压器的高压线圈和低压线圈以及铁芯之间需要有效的绝缘厚度或距离以避免电场击穿，传统的低压变压器由于低压绕组导线截面积大、匝数少，通常不能排布整层，导致寄生泄漏电感增大，影响电源模块的性能指标；另外传统的低压变压器按照自冷或风冷散热方式散热，散热效果差，在满足温升指标的情况下，体积需要设计的很大。


技术实现要素：

4.有鉴于此，为了解决传统的低压变压器应用于电源模块产生的漏感大、体积大、散热效果差的问题，本实用新型的实施例提供了一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器。
5.本实用新型的实施例提供一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器，包括：
6.铁芯；
7.线圈，其围绕所述铁芯设置且包括多个低压绕组和多个高压绕组，其中各所述低压绕组并联连接，各所述高压绕组串联连接；
8.以及散热组件，其包括底板和外框，其中所述底板为表面设有凹槽的水冷板，所述外框的下端口嵌设安装于所述凹槽内，所述线圈设置于所述外框内，且所述外框内填充有灌封胶。
9.进一步地，所述外框内壁设有多个垫块，所述线圈下部支撑于各所述垫块上以与所述底板分离。
10.进一步地，所述垫块为陶瓷垫块。
11.进一步地，还包括压板、定位棒和多个绝缘管，所述定位棒贯穿设置于所述线圈的中心，各所述绝缘管环绕所述线圈设置，所述压板上设有多个螺纹连接件，每一所述螺纹连接件贯穿所述定位棒或所述绝缘管连接所述凹槽槽底，以使所述压板盖合于所述外框的上端口。
12.进一步地，所述外框为矩形框，所述绝缘管的数量为四个，四所述绝缘管分别设置于所述外框的四角。
13.进一步地，所述线圈的相对两侧分别设有高压引线端子和低压引线端子，所述压板靠近所述高压引线端子和所述低压引线端子部分设有避让缺口。
14.进一步地，所述外框的下端口嵌入所述凹槽内通过紧固螺钉连接，且所述外框的下端口与所述凹槽之间填充有粘接剂。
15.进一步地，所述水冷板为紫铜水冷板。
16.进一步地，所述低压绕组和所述高压绕组的导线均多股利兹线，所述多股利兹线外表面缠绕聚酰亚胺胶带。
17.进一步地，所述灌封胶为导热系数为≥1.8w/m
·
k的高导热灌封胶。
18.本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型的一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器，低压绕组和高压绕组均由多个绕组连接组成，线圈结构耦合程度高，大幅降低了变压器的漏感；线圈外围通过灌封胶填充包裹，提高了绝缘性能；利用水冷板散热，散热性能优异，缩小了高频变压器的铁芯与线圈的体积，提高了高频变压器的功率密度；散热组件外表面可供安装大功率高压电源模块中其它功率器件，提高了电源模块的空间利用率。
附图说明
19.图1是本实用新型一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器的爆炸图；
20.图2是图1中线圈的剖视图；
21.图3是图1中线圈的内部接线示意图；
22.图4是图1中散热组件的示意图。
23.图中：1-铁芯、2-线圈、21-低压绕组、211-低压绕组始端、212-低压绕组末端、22-高压绕组、221-高压绕组始端、222-高压绕组末端、23-低压引线端子、24-高压引线端子、3-散热组件、31-底板、311-螺纹孔、312-凹槽、313-螺钉孔、32-外框、33-紧固螺钉、4-垫块、5-定位棒、6-压板、7-绝缘管、8-螺纹连接件。
具体实施方式
24.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。下面介绍的是本实用新型的多个可能实施例中的较优的一个，旨在提供对本实用新型的基本了解，但并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。
25.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接；可以是机械连接,也可以是电连接；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种适用于大功率高压电源模块的高频变压器，主要应该于电源模块，该高频变压器主要包括铁芯1、线圈2、散热组件3、压板6、定位棒5和多个绝缘管7。
27.如图2所示，所述线圈2围绕所述铁芯1设置，所述线圈2包括多个低压绕组21和多
个高压绕组22，由里向外所述高压绕组22和所述低压绕组21一一间隔设置。再如图3所示，各所述低压绕组21并联连接，各所述高压绕22组串联连接。具体的，本实施例中所述低压绕组21的数量为两个，所述高压绕组22的数量为三个，其中两所述低压绕组始端211合并连接后与一低压引线端子23焊接，两所述低压绕组末端212合并连接后与另一低压引线端子23焊接。三所述高压绕组22的始端221、末端222依次相连，未相连的始端221、末端222分别与两个高压引线端子24焊接。
28.优选的，所述低压绕组21和所述高压绕组22的导线均多股利兹线，所述多股利兹线外表面缠绕聚酰亚胺胶带，所述低压绕组21和所述高压绕组22的缠绕方法均为四分之三叠。
29.所述散热组件3包括底板31和外框32，其中所述底板31为表面设有凹槽312的水冷板，所述外框32的下端口嵌设安装于所述凹槽312内。如图4所示，所述凹槽312为矩形相对所述底板31表面向下凹陷，优选的所述底选31择紫铜水冷板，通过水冷散热形式散热。所述外框32为矩形框，其形状与所述凹槽312相适配，这样其下端口可以恰好嵌入所述凹槽312内。对于本领域技术人员而言，可以理解的是所述外框32还可以根据应用场景灵活设置为其他形状，如圆柱形、其他多边形等，所述凹槽312的形状依据所述外框32的下端口的形状进行设计。
30.进一步的，所述外框32的下端口与所述凹槽312之间固定连接，且连接处做密封处理。如本实施例中所述外框32的下端口嵌入所述凹槽312内通过紧固螺钉33连接，且所述外框32的下端口与所述凹槽312之间填充有粘接剂，通过粘接剂对所述外框32的下端口与所述凹槽312之间的缝隙进行密封。优选的，所述外框32的各个侧面设计成真空腔均温板，能够提高其四周的散热能力。
31.所述线圈2设置于所述外框32内，且所述外框32内填充有灌封胶。如图1所示，所述外框32内壁设有多个垫块4，所述线圈2下部支撑于各所述垫块4上以与所述底板31分离。本实施例中所述垫块4的数量设置为三个，三所述垫块4环绕所述外框内壁设置，所述线圈2底部稳定支撑于各所述垫块4上。优选的，所述垫块4为陶瓷垫块。在满足所述线圈2与所述底板31的绝缘距离的同时，也能提高导热效率。
32.所述线圈2放置于各所述垫块4上之后，对所述外框32内灌注灌封胶，灌封胶固化包裹住所述线圈2。优选的，所述灌封胶为导热系数为≥1.8w/m
·
k的高导热灌封胶，这样灌封胶具有较好的导热性能，进而提高换热效率。
33.继续如图1所示，所述定位棒5贯穿设置于所述线圈2的中心，各所述绝缘管7环绕所述线圈2设置，所述压板6上设有多个螺纹连接件8，每一所述螺纹连接件8贯穿所述定位棒5或所述绝缘管7连接所述凹槽312槽底，以使所述压板6盖合于所述外框32的上端口。如本实施例中所述绝缘管7的数量为四个，四所述绝缘管7分别设置于所述外框32的四角，所述螺纹连接件8为螺杆，所述螺杆由所述压板6上部依次贯穿所述压板6、所述绝缘管7或所述定位棒5，然后与所述凹槽312上的螺纹孔螺纹连接。
34.两所述高压引线端子24和两所述低压引线端子23分别设置于所述线圈2的相对两侧，也就是位于所述压板6的相对两侧。所述压板6靠近所述高压引线端子24和所述低压引线端子23部分设有避让缺口，所述避让缺口使所述高压引线端子24和所述低压引线端子23漏出，以便与电源模块连接。
35.在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解的是，它们是相对的概念，可以根据使用、放置的不同方式而相应地变化，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
36.在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。