[发明专利]高频电源变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源变压器，尤其是一种利用水冷的高频电源变压器。

背景技术

电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离，作为一种主要的软磁电磁元件，在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。

在开关电源中，高频电源变压器是进行电能转换的动力，是决定着开关电源性能好坏的重要部件。变压器在开关电源电路中起着磁耦合、传送电能、储存电能、抑制尖峰电压和尖峰电流的作用。还可以与电容电路构成频率振荡器，产生谐振，调整控制输出电压，实现电压的升降。因此，高频电源变压器的设计是开关电源设计的核心。

在高频电源变压器的设计中，如何保证电磁能量有效的传送、降低铁芯的发热量、提高电能转换效率是变压器性能中最为核心的要求。现有普遍的高频水冷电源用变压器都是将铜管缠绕到变压器磁芯上，铜管内通水进行冷却。但铜管与变压器接触面积小，散热效果差，加工时要将铜管与铜线共同缠绕在铁芯上，加工难度大。且该结构由于铜管缠绕的间隙会造成变压器的漏感大，影响功率输出的稳定性。如中国专利申请号为200520053895.1，专利名称为《线圈用水冷却的干式固体绝缘变压器》的专利文献公开了一种线圈用水冷却的干式固体绝缘变压器，其主要特点为线圈内、外表面置有不锈钢水套，而变压器本体之外装有片式散热器，水套和片式散热器之间有水道相连，依靠自然循环或者强迫循环实现线圈冷却。该结构虽然替代了常规干式变压器的空气冷却，但是需要在铁芯上的线圈上缠绕水套，导致铁芯上线圈缠绕的间距增大，从而导致较大的漏感及集肤效应，造成变压器的功率输出不稳定及电能转换效率不高的缺陷。

发明内容

本发明的目的是:提供一种发热量小、散热性能好、能量转换效率高及结构紧凑的高频电源变压器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高频电源变压器，包括由变压器磁芯及缠绕在变压器磁芯上的线圈构成的原边，副边包括互相配合形成容纳所述原边的腔体的第一散热壳体及第二散热壳体，所述第一散热壳体与第二散热壳体上分别设有第一凹槽及第二凹槽，所述第二散热壳体在第二凹槽的中央还凸伸出呈圆柱体的凸部，所述凸部贯穿变压器磁芯以构成副边的感应端，所述第一散热壳体与第二散热壳体绝缘连接，所述第一散热壳体内加工有水道并设有进水口和出水口。

较佳地，所述第二散热壳体上所述第二凹槽与所述变压器磁芯的外周相配合，且所述第二凹槽的侧壁向外分布有相间的凹缝，以与缠绕在变压器磁芯上的所述线圈相配合，以对变压器原边的线圈及变压器磁芯进行均匀的包裹，防止变压器原边的局部高热。

较佳地，所述变压器磁芯为圆环形，所述变压器磁芯的内径与所述凸部的外径相配合。这样的设计，使得所述凸部的外径尽可能大，从而增大了所述凸部的横截面积，降低了导电阻值。

较佳地，所述第二散热壳体的外侧还连接有一盖体，所述盖体与所述第二散热壳体相配合形成有水道。优选地，所述第二散热壳体与所述盖体各自在两者相向的侧壁上开有内凹的槽道以配合形成水道。这样，在所述第二散热壳体侧形成有对第二散热壳体进行冷却的水道。

较佳地，所述第一散热壳体内的水道通过导水导管与所述第二散热壳体及所述盖体配合形成的水道相连通。

较佳地，所述第一散热壳体及第二散热壳体分别连接有第一输出端子及第二输出端子，所述第一输出端子通过导水水管与第一散热壳体内的水道相连通，所述第二输出端子通过导水水管与所述第二输出端子及所述盖体配合形成的水道相连通，所述第一输出端子及第二输出端子之间通过导水水管连通。这样第一散热壳体及第二散热壳体侧皆形成了互相连通的水道，以对变压器整体进行冷却。

较佳地，所述第一散热壳体的第一凹槽内设有一电容器，所述电容器的一端与所述第一散热壳体相抵触、另一端与所述变压器磁芯相抵触，以方便第一散热壳体与第二散热壳体绝缘连接。

较佳地，所述第一散热壳体及第二散热壳体皆采用高导热高导电材料制成，优选地，第一散热壳体及第二散热壳体采用铝制材料制成，以增强散热壳体的导热率，减小其发热量。

较佳地，所述变压器磁芯上缠绕的线圈为利兹线，能较大降低原边线圈产生的热量。