專(zhuān)利名稱(chēng)：用于隔離變壓器的安全屏障及包括安全屏障的隔離變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于隔離變壓器的安全屏障，以及包括該安全屏障的隔離 變壓器。
背景技術(shù)：
隔離變壓器通常在電路中設(shè)置為使其一部分與不希望受到影響的其他部分隔離 開(kāi)來(lái)，其初級(jí)與次級(jí)繞組比為1 1，以消除在沒(méi)有電壓變化時(shí)的直接連接。當(dāng)前，越 來(lái)越多的隔離變壓器正使用三重絕緣線(xiàn)用于次級(jí)繞組，并使用常規(guī)的漆包線(xiàn)用于初級(jí)繞 組。許多這種變壓器在變壓器骨架上具有繞組，并裝配有磁芯以封閉磁通回路。為了使 得變壓器線(xiàn)圈更細(xì)，通常將具有相對(duì)較厚涂層的三重絕緣線(xiàn)應(yīng)用于次級(jí)繞組，這是因?yàn)?次級(jí)繞組上的總的匝數(shù)比初級(jí)繞組上的總的匝數(shù)少的多。因此，磁芯被認(rèn)為是通過(guò)漆包 線(xiàn)由初級(jí)繞組來(lái)激勵(lì)。然而，如何定位次級(jí)端子成為了一個(gè)挑戰(zhàn)。必須將次級(jí)端子與變壓器磁芯和線(xiàn) 圈隔開(kāi)安全的電氣間隙和爬電距離。該爬電距離例如在一種AC-DC前端中通常為8mm。 然而，這種隔開(kāi)的空間隔離布局足以抵消利用三重絕緣線(xiàn)纏繞變壓器帶來(lái)的尺寸方面的 優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)地，存在兩種將次級(jí)端子隔開(kāi)的方式，一種是使用升高式骨架，一種是使用 非對(duì)稱(chēng)式骨架。圖1示出了這種升高式骨架的一個(gè)示例。升高式骨架基本上將整個(gè)變壓器抬 高，以提供充分的豎向間隙。然而，這樣形成的變壓器不可能具有低輪廓。由于頂部 空間總是有限的，因此需要在磁芯底部上進(jìn)行附加的包繞，以補(bǔ)償所述間隙。這種包 繞——通常為2層——在組裝變壓器的過(guò)程中增加了手動(dòng)工作。圖2示出了非對(duì)稱(chēng)式骨架的一個(gè)示例。非對(duì)稱(chēng)式骨架將次級(jí)端子向側(cè)向擴(kuò)展， 從而避開(kāi)磁芯和線(xiàn)圈。為了實(shí)現(xiàn)變壓器的低輪廓，該方案需要更多的印刷電路板占用空 間。上述兩種傳統(tǒng)的方案還具有另外一個(gè)共同的缺點(diǎn)。在磁芯廣泛暴露在外的情況 下，附近的次級(jí)部件必須與磁芯隔開(kāi)。這對(duì)印刷電路的布局施加了限制，并導(dǎo)致空間利 用不足。JP 2008258250示出了一種具有殼體的變壓器，其中在小空間范圍內(nèi)確保了高壓 端子與磁芯之間的絕緣距離。該變壓器包括一對(duì)磁芯；骨架，磁芯安裝于骨架；以及 纏繞在骨架上的高壓線(xiàn)圈和低壓線(xiàn)圈。該變壓器容納在盒狀的殼體中，高壓線(xiàn)圈的端子 穿過(guò)殼體的上表面的引導(dǎo)孔并沿著厚壁的側(cè)面引出，用于連接到高壓端子。低壓線(xiàn)圈的 端子從開(kāi)口的側(cè)面引出并連接于低壓端子。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，本實(shí)用新型旨在提供一種摒除了傳統(tǒng)方案的局限的用于隔離變壓器的安 全屏障以及一種包括該安全屏障的隔離變壓器。[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種用于隔離變壓器的安全屏障，所述隔 離變壓器包括磁芯、線(xiàn)圈、所述安全屏障、初級(jí)端子、次級(jí)端子、變壓器骨架以及印刷 電路板，所述初級(jí)端子和次級(jí)端子為通孔安裝式引腳，其中，所述安全屏障包括頂 部、背部、底部、以及兩個(gè)側(cè)部，所述安全屏障的頂部、背部、底部以及兩個(gè)側(cè)部分別 覆蓋所述隔離變壓器的頂部、次級(jí)側(cè)、底部以及兩個(gè)側(cè)部。優(yōu)選地，所述安全屏障為扶手椅形。優(yōu)選地，所述次級(jí)端子從所述安全屏障中延伸出。根據(jù)本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種包括根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的安全 屏障的隔離變壓器，其中，所述隔離變壓器的次級(jí)繞組由三重絕緣線(xiàn)構(gòu)成。優(yōu)選地，從所述次級(jí)繞組延伸的三重絕緣線(xiàn)從所述安全屏障的背部的上端伸 出，沿著所述背部向下布置，并且終止在所述次級(jí)端子處。根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面，提供了一種用于隔離變壓器的安全屏障，所述隔 離變壓器包括磁芯、線(xiàn)圈、所述安全屏障、初級(jí)端子、次級(jí)端子、變壓器骨架以及印刷 電路板，所述初級(jí)端子和次級(jí)端子為表面貼裝式，其中，所述安全屏障包括前部、后 部、以及兩個(gè)側(cè)部，所述安全屏障的前部、后部、以及兩個(gè)側(cè)部分別覆蓋所述隔離變壓 器的次級(jí)側(cè)、初級(jí)側(cè)以及兩個(gè)側(cè)部。優(yōu)選地，所述安全屏障為上端和下端開(kāi)口的中空形狀。優(yōu)選地，所述初級(jí)端子安裝在所述安全屏障的后部，并且所述次級(jí)端子安裝在 所述安全屏障的前部。根據(jù)本實(shí)用新型的第四方面，提供了一種包括根據(jù)本實(shí)用新型的第三方面的安 全屏障的隔離變壓器，其中，所述隔離變壓器的次級(jí)繞組由三重絕緣線(xiàn)構(gòu)成。優(yōu)選地，從所述次級(jí)繞組延伸的三重絕緣線(xiàn)從所述安全屏障的背部的上端伸 出，沿著所述背部向下布置，并且終止在所述次級(jí)端子處。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)與非對(duì)稱(chēng)式骨架相比，覆蓋區(qū)域較?。?2)與升高式骨架相比，輪廓較??；(3)組裝簡(jiǎn)單，勞力成本降低；(4)印刷電路板布局的自由度更大。事實(shí)上，選擇本實(shí)用新型的方案是為了間接地提高功率供給效率。對(duì)越來(lái)越高 的能效的追求要求AC-DC電源降低轉(zhuǎn)換頻率，以減小半導(dǎo)體設(shè)備的轉(zhuǎn)換損失。低頻要求 變壓器使用更大的磁芯。本實(shí)用新型彌補(bǔ)了較大的磁芯對(duì)變壓器總體尺寸的影響。

結(jié)合附圖，從以下對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選但非限制性的實(shí)施例的詳細(xì)描述中，將 更全面地理解本實(shí)用新型，在附圖中圖1是現(xiàn)有技術(shù)的升高式骨架的立體圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的非對(duì)稱(chēng)式骨架的立體圖圖3是示出了包括根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的安全屏障的隔離變壓器的立體 圖；[0029]圖4是示出了包括根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的安全屏障的隔離變壓器的立 體圖；圖5是應(yīng)用了根據(jù)本實(shí)用新型的安全屏障的EE19型隔離變壓器的前視立體圖；圖6為圖5的隔離變壓器的后視立體圖；圖7為圖5的隔離變壓器的剖視平面圖；圖8為圖5的隔離變壓器的剖視前視圖；圖9為圖5的隔離變壓器的剖視側(cè)視圖；以及圖10示出了已有的帶有升高式骨架的E19型變壓器的尺寸。
具體實(shí)施方式
以下描述實(shí)質(zhì)上只是示范性的且絕不意在限制本實(shí)用新型、其應(yīng)用或使用。此 外，在所有附圖中使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示相同的部件。圖3示出了包括根據(jù)本實(shí)用新型的扶手椅形安全屏障的隔離變壓器1。如圖所 示，隔離變壓器1包括變壓器磁芯10、變壓器線(xiàn)圈20、扶手椅形安全屏障30、初級(jí)端子 40以及次級(jí)端子50。在圖3的示例中，隔離變壓器1的初級(jí)端子40和次級(jí)端子50為通 孔安裝式引腳。圖4示出了包括根據(jù)本實(shí)用新型的安全屏障的隔離變壓器1’。如圖所示，隔離 變壓器1’包括變壓器磁芯10、變壓器線(xiàn)圈20(未示出)、扶手椅形安全屏障30、初級(jí)端 子40、次級(jí)端子50、變壓器骨架60以及印刷電路板70。在圖4的示例中，隔離變壓器 1’的初級(jí)端子40和次級(jí)端子50為表面貼裝式，并與印刷電路板70相連。如圖3所示，次級(jí)端子50裝載在扶手椅形屏障30上并從中延伸。在圖3的示 例中，屏障30為一側(cè)敞開(kāi)的扶手椅形，其包括頂部、背部、底部以及兩個(gè)側(cè)部，屏障30 的頂部、背部、底部以及兩個(gè)側(cè)部分別覆蓋隔離變壓器1的頂部、次級(jí)側(cè)、底部以及兩 個(gè)側(cè)部。引腳式次級(jí)端子50從屏障30的背部的下端伸出。從次級(jí)繞組延伸的三重絕緣 線(xiàn)80從屏障30的背部的上端伸出，沿著背部向下布置，終止在次級(jí)端子50處。因此， 通過(guò)設(shè)置屏障30，有效地實(shí)現(xiàn)了初級(jí)端子40和次級(jí)端子50之間的安全爬電距離。如圖4所示，初級(jí)端子40和次級(jí)端子50都裝載在屏障30上。在本示例中，隔 離變壓器1，為EE12型。隔離變壓器1，的線(xiàn)圈20和磁芯10都位于屏障30內(nèi)，并且 屏障30連續(xù)地覆蓋隔離變壓器1’的次級(jí)側(cè)、初級(jí)側(cè)以及兩個(gè)側(cè)部。因此，這種覆蓋將 次級(jí)端子50和相應(yīng)的印刷電路板(或襯墊)70與線(xiàn)圈20和磁芯10隔離開(kāi)一定的爬電距 離。所述爬電距離由適用的安全標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定，在本示例中例如為8mm。在圖4中還示 出了隔離變壓器1’和屏障30的一些尺寸。例如，安全屏障30的長(zhǎng)度Ll為13.9mm， 磁芯10的長(zhǎng)度L2為12.4mm，磁芯10的頂部至PCB 70的表面的距離H為13.5mm，初 級(jí)端子40與次級(jí)端子50之間的距離W為13.7mm。線(xiàn)圈20 (未示出)纏繞在骨架60上，并且磁芯10安裝于骨架60。安全屏障30 包圍骨架60和磁芯10。如圖所示，安全屏障30為中空的形狀，其具有敞開(kāi)的上端和下 端，磁芯10的頂部從所述上端暴露出，而所述下端連接在印刷電路板70上。初級(jí)端子 40和次級(jí)端子50分別在屏障30的下端側(cè)安裝于屏障30的后部和前部，并且初級(jí)端子40 和次級(jí)端子50連接在印刷電路板70上。由三重絕緣線(xiàn)80構(gòu)成的次級(jí)繞組50的絕緣線(xiàn)80的端頭從安全屏障30的背部的上端伸出，沿著所述背部向下布置，終止在次級(jí)端子50 處。在多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下，對(duì)于EN60950型號(hào)的變壓器，初級(jí)端子40和次級(jí)端子50之 間需要最小為8mm的爬電距離。在圖4中分別示出了爬電路徑I和爬電路徑II。爬電 路徑I從次級(jí)端子50至線(xiàn)圈20，在本示例中為9.1mm。爬電路徑II從印刷電路板70的 表面至磁芯10，在本示例中為11.1mm。通過(guò)本實(shí)用新型，能夠?qū)崿F(xiàn)非常高的空間利用 率。雖然設(shè)置屏障30使隔離變壓器1’的總體寬度增加了 Imm至1.5mm，但是在水平 方向和高度上節(jié)省了空間。此外，在印刷電路布局上也顯著地節(jié)省了空間。下面以EE19型隔離變壓器為例來(lái)圖示本實(shí)用新型在尺寸減小方面的優(yōu)勢(shì)。圖 5為應(yīng)用了根據(jù)本實(shí)用新型的安全屏障的隔離變壓器的前視立體圖，圖6為該隔離變壓 器的后視立體圖，圖7-9分別為該隔離變壓器的剖視平面圖、剖視前視圖以及剖視側(cè)視 圖，示出了該隔離變壓器的各種尺寸。在本示例中，使用扶手椅形屏障將磁芯10和線(xiàn)圈20與次級(jí)端子50隔開(kāi)8mm的 安全爬電距離。此外，還能夠?qū)⒋渭?jí)導(dǎo)體部件緊靠“扶手椅”的背部布置。如圖7-9所示，應(yīng)用了該扶手椅形安全屏障的隔離變壓器的長(zhǎng)度L3為0.82英 寸，寬度W2為0.61英寸，高度H，為0.67英寸，磁芯10的長(zhǎng)度L4為0.77英寸，初級(jí) 端子40之間的間距Sl —般為0.16英寸，次級(jí)端子50之間的間距S2 —般為0.16英寸， 并且初級(jí)端子40與次級(jí)端子50之間的距離Wl為0.43英寸。圖10示出了已有的帶有升 高式骨架的E19變壓器的尺寸，該變壓器的長(zhǎng)度為0.76英寸，寬度為0.65英寸，高度為 0.93英寸。在圖10中，高的骨架將該線(xiàn)圈和磁芯與次級(jí)端子(弓丨腳)隔開(kāi)至少8mm。 此外，需要在磁芯底部進(jìn)行附加的包繞。在電路布局中，次級(jí)導(dǎo)體必須與升高的線(xiàn)圈隔 開(kāi)。通過(guò)比較應(yīng)用了本實(shí)用新型的扶手椅形屏障30的EE19型低輪廓隔離變壓器與已有 的帶有升高式骨架的E19變壓器，可以看到，根據(jù)本實(shí)用新型的隔離變壓器雖然覆蓋區(qū) 域增加了 4%，但其高度卻減小了 27%，并且總的封裝體積減小了 17.5%。新的磁芯減 小到EE17的尺寸，但是變厚了，以提供更大的磁通通道。結(jié)果是，變壓器的功率增大， 覆蓋區(qū)域的總體尺寸相當(dāng)，但高度減小。本實(shí)用新型通過(guò)減小轉(zhuǎn)換頻率來(lái)提高電源的效率。這還能在不影響安全的情況 下增加包裝密度。本實(shí)用新型對(duì)任何需要輸入_輸出隔離的電源來(lái)說(shuō)都是節(jié)省空間并且制造環(huán)境 友好的方案。在對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了以上描述后，很明顯的是本實(shí)用新型可能以多種方式進(jìn) 行變化。這些變化并不認(rèn)為偏離本實(shí)用新型的宗旨和范圍，并且意在使所有這些對(duì)于本 領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的改變都包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 由權(quán)利要求限定。工業(yè)應(yīng)用性本實(shí)用新型可以應(yīng)用于任何隔離變壓器以實(shí)現(xiàn)所述優(yōu)點(diǎn)。例如，在幾乎所有 AC-DC前端中應(yīng)用于輔助變壓器(待機(jī)變壓器)和門(mén)驅(qū)動(dòng)變壓器，以便減小電源的實(shí)體 尺寸。所述隔離變壓器可以位于電源內(nèi)或其他電氣、電子設(shè)備內(nèi)，例如太陽(yáng)能變頻器或 LED燈內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于隔離變壓器的安全屏障，所述隔離變壓器包括磁芯、線(xiàn)圈、所述安全屏 障、初級(jí)端子、次級(jí)端子、變壓器骨架以及印刷電路板，所述初級(jí)端子和次級(jí)端子為通 孔安裝式引腳，其特征在于，所述安全屏障包括頂部、背部、底部、以及兩個(gè)側(cè)部， 所述安全屏障的頂部、背部、底部以及兩個(gè)側(cè)部分別覆蓋所述隔離變壓器的頂部、次級(jí) 側(cè)、底部以及兩個(gè)側(cè)部。
2.如權(quán)利要求1所述的安全屏障，其特征在于，所述安全屏障為扶手椅形。
3.如權(quán)利要求1或2所述的安全屏障，其特征在于，所述次級(jí)端子從所述安全屏障中 延伸出。
4.一種包括如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的安全屏障的隔離變壓器，其特征在于， 所述隔離變壓器的次級(jí)繞組由三重絕緣線(xiàn)構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的隔離變壓器，其特征在于，從所述次級(jí)繞組延伸的三重絕緣線(xiàn) 從所述安全屏障的背部的上端伸出，沿著所述背部向下布置，并且終止在所述次級(jí)端子 處。
6.—種用于隔離變壓器的安全屏障，所述隔離變壓器包括磁芯、線(xiàn)圈、所述安全屏 障、初級(jí)端子、次級(jí)端子、變壓器骨架以及印刷電路板，所述初級(jí)端子和次級(jí)端子為表 面貼裝式，其特征在于，所述安全屏障包括前部、后部、以及兩個(gè)側(cè)部，所述安全屏 障的前部、后部、以及兩個(gè)側(cè)部分別覆蓋所述隔離變壓器的次級(jí)側(cè)、初級(jí)側(cè)以及兩個(gè)側(cè) 部。
7.如權(quán)利要求6所述的安全屏障，其特征在于，所述安全屏障為上端和下端開(kāi)口的中 空形狀。
8.如權(quán)利要求6或7所述的安全屏障，其特征在于，所述初級(jí)端子安裝在所述安全屏 障的后部，并且所述次級(jí)端子安裝在所述安全屏障的前部。
9.一種包括如權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的安全屏障的隔離變壓器，其特征在于， 所述隔離變壓器的次級(jí)繞組由三重絕緣線(xiàn)構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的隔離變壓器，其特征在于，從所述次級(jí)繞組延伸的三重絕緣 線(xiàn)從所述安全屏障的背部的上端伸出，沿著所述背部向下布置，并且終止在所述次級(jí)端 子處。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種用于隔離變壓器的安全屏障，所述隔離變壓器包括磁芯、線(xiàn)圈、所述安全屏障、初級(jí)端子、次級(jí)端子、變壓器骨架以及印刷電路板，所述初級(jí)端子和次級(jí)端子為通孔安裝式引腳，其特征在于，所述安全屏障包括頂部、背部、底部、以及兩個(gè)側(cè)部，所述安全屏障的頂部、背部、底部以及兩個(gè)側(cè)部分別覆蓋所述隔離變壓器的頂部、次級(jí)側(cè)、底部以及兩個(gè)側(cè)部。本實(shí)用新型還提供一種包括該安全屏障的隔離變壓器。本實(shí)用新型還可應(yīng)用于表面貼裝式端子。
文檔編號(hào)H01F27/28GK201796678SQ20102029390
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
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