[发明专利]变压器

说明书

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体而言，涉及一种变压器。

背景技术

高频加热装置如磁控管驱动中用到的升压变压器，主要由绕线轴、配置在绕线轴上的初级绕组和次级绕组，以及插入绕线轴形成磁路至少两个磁芯组成，如由两个U形磁芯或一个U形磁芯与一个I形磁芯组成。

相关技术中，变压器普遍采用的结构是初级绕组，次级绕组同轴水平相近地配置在一个绝缘体的两侧，并且通常是初级绕组与次级绕组水平相近配置于U形磁芯的同一条臂上，此绕线磁芯臂与另一条磁芯臂，以及两臂间的连接部构成变压器工作时所需的磁回路。

具体地，如图1所示，变压器100包括U形磁芯102和U形磁芯104，初级绕组106缠绕在U形磁芯104的一条侧壁上，次级绕组108缠绕在U形磁芯102的一条侧壁上，且在U形磁芯104上缠绕有初级绕组106的侧壁与在U形磁芯102上缠绕有次级绕组108的侧壁相对。同时，由于初级绕组106与次级绕组108是同轴水平相近地进行配置，因此为了实现初级绕组106与次级绕组108之间的良好耦合，就需要初级绕组106的径向匝数增多，而轴向匝数减少，即整个初级绕组106形成的径向绕线层数多，轴向绕线长度短；类似地，需要次级绕组108的径向匝数增多，而轴向匝数减少，即整个次级绕组108形成的径向绕线层数多，轴向绕线长度短，由此容易造成变压器散热不良的问题。此外由于径向绕线层数较多，因此在相同的绕线圈数时需要更多用量的线材，材料成本较大，而且初级绕组106和次级绕组108的径向层数多，也增大了变压器100的整体尺寸。

因此，如何确保变压器中的初级绕组与次级绕组之间的耦合度不变的前提下，降低变压器的生产成本，优化变压器散热效果成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出了一种初级绕组和次级绕组在轴向和径向上都能进行耦合的变压器，同时降低了变压器的生产成本，优化了变压器的散热效果。

为实现上述目的，根据本发明的实施例，提出了一种变压器，包括：磁芯组件；以及初级绕组和次级绕组，所述初级绕组和所述次级绕组缠绕在所述磁芯组件上，与所述磁芯组件配合使用；其中，所述初级绕组包括：与所述次级绕组在轴向耦合的第一绕组，以及与所述次级绕组在径向耦合的第二绕组，和/或所述次级绕组包括：与所述初级绕组在轴向耦合的第三绕组，以及与所述初级绕组在径向耦合的第四绕组。

由于在磁控管驱动电源中，为使功率半导体器件负载减轻，通常采用零电压开关技术(ZVS)，这种零电压开关技术需要将升压变压器的耦合系数设置在大约0.6到0.85之间，这就要求升压变压器的初级绕组和次级绕组之间有较强的耦合。而根据本发明的实施例的变压器，当初级绕组包括与次级绕组在轴向耦合的第一绕组，以及与次级绕组在径向耦合的第二绕组，和/或次级绕组包括与初级绕组在轴向耦合的第三绕组，以及与初级绕组在径向耦合的第四绕组时，变压器内的初级绕组与次级绕组之间的耦合可以不仅仅局限在轴向的耦合，而且还可以在径向实现耦合，进而在需要将初级绕组与次级绕组之间的耦合系数提高到0.6至0.85之间时，可以通过增加第二绕组和/或第四绕组在轴向上的绕线圈数，及减少第一绕组和/或第三绕组在径向上的绕线圈数来调节，无需采用相关技术中增加初级绕组和/或次级绕组在径向上的绕线圈数而增加线材的使用量，降低了变压器的生产成本，同时由于减少了初级绕组和/或次级绕组在径向上的绕线圈数，因此在装配变压器时也缩小了变压器的体积。此外，初级绕组和/或次级绕组在径向上的绕线圈数减少，在轴向上的绕线圈数增加，可以增大绕组的散热面积，从而获得更好的散热效果。

另外，根据本发明的上述实施例的变压器，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述磁芯组件包括：多个磁芯，所述多个磁芯配合构成闭合磁芯组件或开路磁芯组件。

根据本发明的实施例的变压器，由于初级绕组和次级绕组不仅可以在轴向上实现耦合，而且可以在径向上实现耦合，即初级绕组和次级绕组之间的耦合度较强，相互间的互感较大，因此初级绕组和次级绕组之间的大部分磁通可以不经过磁芯组件就可以形成闭合回路，因此，为了减少磁芯的使用，磁芯组件可以由多个磁芯构成开路磁芯组件。当然，可以进一步增强初级绕组和次级绕组之间的耦合，磁芯组件也可以为闭合磁芯组件。

作为本发明的一个实施例，在所述多个磁芯配合构成开路磁芯组件时，所述多个磁芯之间的连接处的气隙距离小于或等于预定距离。