增強型本安變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種特殊用途的變壓器，具體涉及一種中小功率的增強型本安變壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]本質(zhì)安全型隔離變壓器簡稱本安型變壓器。GB3836.4《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第4部分:本質(zhì)安全型》以及IEC60079-0:《爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備第O部分:通用要求》中對其各項指標(biāo)進行了明確的規(guī)定。本質(zhì)安全型“i” intrinsic safety是電氣設(shè)備的一種防爆型式，它將設(shè)備內(nèi)部和暴露于潛在爆炸性華景的連接導(dǎo)線可能產(chǎn)生的電火花和熱效應(yīng)能量限制在不能產(chǎn)生點燃的水平。本安型變壓器的電路在正常工作和規(guī)定的故障條件下，產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境。
[0003]傳統(tǒng)的本安變壓器有下列幾種方式:
1.平面變壓器型本安變壓器
其磁芯和繞組均為平面結(jié)構(gòu)，具有高頻、低造型的特點。
[0004]平面變壓器按設(shè)計制作工藝的不同，可分為印刷電路(PCB)型，厚膜型、薄膜型、亞微米型4種。平時使用的電磁爐也是平面變壓器的一種特殊應(yīng)用，爐子的電磁盤是變壓器的初級，鍋底為變壓器次級兼負(fù)載。
[0005]印刷電路PCB型變壓器如圖1所示,用單層或多層PCB板和磁芯構(gòu)成，故也稱為平板變壓器。如圖1所示，在此變壓器中，印刷在PCB板上的銅箔替代了普通變壓器中漆包線。并在PCB板的兩側(cè)布置有鐵氧體磁芯，變壓器的初次級由PCB的基板隔開，基板的材質(zhì)通常采用環(huán)氧樹脂基板或紙基板等絕緣材料。
GB3836.4-2010表5第4列要求本安型變壓器固體絕緣間距彡1.0mm ;平板變壓器的初、次間可由Imm厚的基板隔開，以滿足本安與非本安的間的安全間距的要求，同時也滿足絕緣耐壓得要求。
[0006]其主要缺點如下:
A、窗口利用率低，僅為0.25-0.3，傳統(tǒng)變壓器的窗口利用率為0.4，其體積也較大。
[0007]B、pcb銅箔及間距寬度均比較小，銅箔易開路、銅箔間易短路，因此變壓器不良率偏聞。
[0008]C、線圈的匝數(shù)越多，PCB的層數(shù)越多。隨著PCB的層數(shù)增多，PCB成本費用急劇增力口。為減少成本，需提高變壓器的頻率，高頻率磁芯和驅(qū)動電路均不是常用器件，也就導(dǎo)致變壓器及整機成本大大增加。
[0009]D、繞組數(shù)量有限，對于多電壓輸出的場合，幾乎不適合。
[0010]E、在本安場合應(yīng)用時磁芯周圍不能放器件，占電路板面積大。
[0011]F、初次級間、初次級與磁芯間的絕緣耐壓完全依賴于PCB廠家的生產(chǎn)工藝和材料水平，每一批次間質(zhì)量也不盡相同，使得此類本安變壓器安全性能常常處于危險的邊緣，風(fēng)險極大。
[0012]2.灌澆型本安變壓器
如圖2所示，在同一磁芯上覆蓋第一絕緣處理層，其上繞制第一繞組，在第一繞組外灌澆第二絕緣處理層，在第二絕緣處理層上繞制第二繞組，最后用外殼封裝。利用澆封化合物實現(xiàn)了電氣原件與外部環(huán)境的隔離，在GB3836.4-2010表5第3列規(guī)定通過澆封化合物的間距彡2.0mm,且線圈周圍膠封高度不小于1.0mm。
[0013]其主要缺點如下:
A、灌膠過程中經(jīng)常出現(xiàn)氣泡，有氣泡后就不能滿足本安要求，導(dǎo)致制造時報費率較聞;
B、為滿足GB3836.4的灌膠要求，變壓器的尺寸會變得更大。
[0014]C、由于其長寬高尺寸均較大，不利于本安電氣設(shè)備的小型化設(shè)計。
[0015]3.固體絕緣型本安變壓器
屬于初次級固體絕緣間距大于1_的本安變壓器。
[0016]經(jīng)檢索，中國專利文獻(xiàn)CN1770334A公開了一種一種具有安全爬電距離的變壓器，在變壓器的鐵芯與線圈支架之間設(shè)置襯套，通過襯套的翻邊結(jié)構(gòu)同時滿足了小型化和安全爬電距離的要求。然而該結(jié)構(gòu)并非為本安變壓器所設(shè)計，不具備封閉線圈的功能，無法將其直接應(yīng)用到本安變壓器上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]發(fā)明目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種可靠性高、生產(chǎn)成本低、結(jié)構(gòu)緊湊的增強型本安變壓器。
[0018]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的增強型本安變壓器，包括線圈、骨架和磁芯，所述骨架的外表面具有繞線槽，所述骨架的內(nèi)部具有貫通通道，所述磁芯部分容置于通道中；相鄰的繞線槽之間具有分隔槽，所述骨架外套設(shè)有第一護罩，所述第一護罩具有容納骨架的矩形腔室，所述腔室的底部具有用于裝入骨架的開口，所述腔室的側(cè)壁上具有與骨架通道相連通的通孔，所述第一護罩的兩側(cè)具有翻邊，所述翻邊與腔室外壁形成容納部分磁芯的凹槽，所述磁芯外部套設(shè)有第二護罩。
[0019]作為優(yōu)選，所述磁芯E形磁芯，包括兩側(cè)柱和一中心柱，所述中心柱容置于通道中，所述側(cè)柱外套設(shè)有第二護罩。
[0020]所述第二護罩呈C形槽體，所述C形槽體包括一對平行的伸出部和連接伸出部的連接部，所述伸出部位于凹槽內(nèi)，所述連接部位于凹槽外。
[0021]作為優(yōu)選，所述磁芯為EPC磁芯或Ero磁芯。
[0022]作為優(yōu)選，所述磁芯是相互對稱的第一磁芯和第二磁芯。也可以采用不對稱的磁
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[0023]作為優(yōu)選，所述第一護罩上安裝有覆蓋所述開口的底板。
[0024]所述骨架兩側(cè)繞線槽的端部向具有引線，所述引線從底板與第一護罩之間引出。
[0025]作為優(yōu)選，所述第一護罩、骨架、第二護罩和蓋板均由絕緣阻燃塑料制成。
[0026]上述結(jié)構(gòu)的增強型本安變壓器，可以通過以下步驟完成裝配:
1)在骨架上繞制線圈；
2)將骨架裝入第一護罩的矩形腔室內(nèi)； 3)將第二護罩套于E形磁芯外側(cè)；
4)將E形磁芯的中間柱從第一護罩的通孔穿入骨架通道中，同時使兩側(cè)柱置于第一護罩的凹槽內(nèi)。
[0027]5)安裝蓋板。
[0028]當(dāng)需要制造非灌澆的增強型本安變壓器時，采取以下工藝措施:
O以分隔槽為分割，本安端與非本安端分別位于分隔槽的兩側(cè)。
[0029]2)變壓器加工后二次抽真空浸漆絕緣漆處理。即采用涂層工藝方式。
[0030]3)變壓器焊到PCB板上后二次噴絕緣漆處理。即采用涂層工藝方式。
[0031]當(dāng)需要制造灌澆的增強型本安變壓器時，工藝措施如下:
I)以Imm的絕緣分隔板為分割，本安端與非本安端分別位兩側(cè)。
[0032]2)繞線距絕緣分隔板頂端Imm
3)變壓器加工后二次先浸絕緣漆處理。采用涂層工藝方式。
[0033]4)灌絕緣膠，在抽真空下固化，采用真空灌膠固化工藝。
[0034]5)變壓器焊到PCB板上后二次噴絕緣漆處理。采用涂層工藝方式。
[0035]有益效果:本發(fā)明的增強型本安變壓器，通過采用第一護罩與第二護罩的復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有以下顯著的進步:
I)本增強型本安變壓器絕緣強度增加，電氣性能大幅度提升，本質(zhì)安全關(guān)鍵電路根本改變，可靠性得到保證；
2)生產(chǎn)工藝簡單,產(chǎn)率、質(zhì)量、