專利名稱：高壓變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓變壓器，尤其是一種用于電視機的高壓變壓器。由于不可避免的損耗，這種高壓變壓器在工作時經(jīng)受到相當大的發(fā)熱。這些尤其是指由初級繞組和高壓繞組中流過的電流所產(chǎn)生的所謂銅耗，因高壓整流二極管的導通和截止的損耗，以及由于磁滯從磁芯的周期性再磁化所產(chǎn)生的所謂磁芯損耗。如果變壓器的溫度超過大約100℃的數(shù)值，則通常被裝在一塑料殼體中的高壓整流二極管特別處于危險之中。如果整個變壓器設(shè)置在附近帶有一個散熱片的小型機殼設(shè)計中，發(fā)熱尤其嚴重，為了減小干擾輻射，在安裝有繞組的繞組本體內(nèi)設(shè)置一空氣隙。
為了改進變壓器的冷卻，為裝有變壓器的印刷電路板在其安裝變壓器的部位形成大量的開口是已知的。這些開口形成一種煙囪效應(yīng)，即來自印刷電路板背對變壓器的一側(cè)的空氣通過這些開口，并經(jīng)由變壓器下與印刷電路板頂部之間的一狹窄氣隙接近磁芯和繞組本體。然而，這一措施僅能夠?qū)⒆儔浩鞯臏囟冉档痛蠹s1-2℃。
本發(fā)明的目的是提供這樣一種高壓變壓器，即使得變壓器上的溫度降低并確保更好地防止整流二極管過熱。由下述的本發(fā)明達到該目的。一種高壓變壓器，具有一個線圈架和一個由兩個U形磁芯部件組成的磁芯，在兩個U形磁芯部件之間設(shè)置有一個構(gòu)成空氣隙的隔離片，該高壓變壓器用于裝配在印刷電路板上，印刷電路板上在安裝變壓器的部位上形成有讓冷卻空氣通過的開口，其特征在于隔離片由非金屬材料構(gòu)成，該非金屬材料的導熱性明顯大于塑料和粘合劑，并且實際上沒有渦流損耗。
因此為獲得煙囪效應(yīng)，本發(fā)明將在印刷電路板上具有開口的裝置與一個形成空氣隙的隔離片組合，該隔離片的導熱性明顯大于塑料和粘合劑，而且實際上不具有渦流損耗。試驗已顯示出如下驚人的效果。僅用印刷電路板上的開口來形成煙囪效應(yīng)和改進冷卻導致變壓器上的溫度僅降低大約1-2℃。利用包括增加導熱性的材料(例如陶瓷)的空氣隙隔離片獨自說來同樣僅降低大約1-2℃的溫度。然而，令人驚異的是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)這兩種措施結(jié)合導致溫度降低6-8℃。因此，令人感到驚奇的是，兩種措施結(jié)合的有益效果顯著大于它們的純算術(shù)相加的效果。如此假設(shè)是因為印刷電路板中形成煙囪效應(yīng)的開口在變壓器上尤其是在下部磁芯臂上產(chǎn)生用于冷卻的氣流，并且具有增大的導熱性的隔離片確保變壓器中兩個磁芯部分之間的良好熱交換并從變壓器中心通過空氣隙不僅向上而且向下有效地散熱。
一方面是磁芯面對印刷電路板的這些邊界表面，另一方面是線圈架最好近似位于同一平面上，這樣一旦將變壓器安裝在印刷電路板上，該平面離印刷電路板的表面的距離近。同時，面對印刷電路板的磁芯部分、也就是說下部磁芯部分是具有較短U型臂的磁芯部分。這導致變壓器通常最熱的區(qū)域、即空氣隙周圍的區(qū)域僅離印刷電路板一近的距離，結(jié)果，流過印刷電路板中開口的冷卻空氣以最短的線路到達該最熱點。
例如，該隔離片的導熱性大于一般的塑料或粘合劑一個因子20。另一個優(yōu)點是可以用大約2/100mm的厚度精度制造一個小的陶瓷板。由此可獲得具有非常精確定義的寬度的空氣隙。由于空氣隙的寬度控制變壓器初級電導的微調(diào)以及回掃時間，用小陶瓷板可以使該調(diào)整大為簡化。
隔離片的相反表面最好直接位于并緊靠兩個磁芯部件的相互面對的芯臂的端表面。為了將所述磁芯部件固定在一起，在隔離片與磁芯部件之間僅需要具有幾個μm厚度的一個非常薄的粘接層。這一措施確保兩個磁芯部件之間的所需熱交換。該隔離片最好如此成形，即它在整個磁芯臂橫截面上延伸。如果磁芯臂是圓的，隔離片就是一個與磁芯臂具有相同直徑的圓形。隔離片的大小最好是這樣的，它填滿空氣隙的整個體積。
該隔離片也可利用設(shè)置在磁芯部件之間的導熱膠引入，這同樣使磁芯部件之間的熱交換得到改進。為了屏蔽空氣隙發(fā)出的泄漏場，形成空氣隙的隔離片最好設(shè)置在線圈架內(nèi)。
下文中參照附圖來描述本發(fā)明。


圖1示出一種用于電視機的高壓變壓器。
該圖表示出包含兩個U形磁芯部件2、3的鐵氧體磁芯1。在這種情況下，磁芯部件2的U形臂6a和6b明顯比磁芯部件3的U形臂7a和7b要長。線圈架4設(shè)置在臂6a和7b上，并安裝有初級線圈，高壓線圈，高壓整流二極管，以及可能的話，其它附加線圈。利用一個幾μm的極薄粘接層將形成空氣隙的隔離片5設(shè)置在相互面對的磁芯臂6a和7a之間。例如隔離片5的厚度為2.8mm。磁芯臂7a的長度比磁芯臂7b的長度短隔離片5的厚度，因此兩個磁芯臂6b和7b差不多正好處于線圈架4之外。借助于隔離片8，繞組體4的底部的連接引腳(未示出)，變壓器以離印刷電路板9大約3-5mm的短距離安裝于其上，所述連接引腳插在印刷電路板9下部的導體軌跡中。在面對印刷電路板9的一側(cè)上，一方面是線圈架4，另一方面是磁芯部件3近似在同一平面上。這意味著線圈架4的下邊緣和磁芯部件3的下邊緣處在離印刷電路板9頂部同樣的短距離a。印刷電路板9設(shè)置在具有大約2-3mm直徑的大量開口10的變壓器部位。線圈架4被殼體12所環(huán)繞，殼體12由塑料組成并近似延伸至該電路板。殼體12與線圈架4用合成樹脂(未示出)封裝在一起。
關(guān)于冷卻的操作方法如下根據(jù)環(huán)境溫度、變壓器負載和工作時間溫度可從25℃到40℃的冷卻空氣11穿過印刷電路板9上的開口10沿變壓器底部流動。如已知道的，變壓器最熱的部位在空氣隙的部位，也就是線圈架4內(nèi)隔離片5的部位。由于磁芯部件3的較短磁芯臂7a和7b設(shè)置在下端，也就是說直接設(shè)置在印刷電路板9上，冷卻空氣11經(jīng)最短路線到達這一臨界區(qū)，并產(chǎn)生最佳冷卻。同時，開口10與變壓器之下的空腔形成所謂的煙囪效應(yīng)，這通過開口10從印刷電路板9下面產(chǎn)生圍繞下部磁芯部件3的最佳冷卻空氣流。殼體12最好延伸至印刷電路板9，以使得冷卻空氣直接沿下部磁芯部件3的下面通過，并僅在所述磁芯部件3之下離開殼體12。離開變壓器上端的冷卻空氣溫度大約為60-70℃。
用一個小陶瓷板來形成隔離片5，其相對表面直接放置并緊靠在相互面對的磁芯臂6a和7a的兩端上。這樣來設(shè)計小陶瓷板5即讓它填滿磁芯臂6a和7a的整個橫截面。因此，如果磁芯臂6a和7a是圓的，小陶瓷板5的直徑等于磁芯臂6a和7a的直徑。
權(quán)利要求
1.一種高壓變壓器，尤其是用于電視機的高壓變壓器，具有一個線圈架(4)和一個由兩個U形磁芯部件(2，3)組成的磁芯(1)，在兩個U形磁芯部件(2，3)之間設(shè)置有一個構(gòu)成空氣隙的隔離片(5)，該高壓變壓器用于裝配在印刷電路板(9)上，印刷電路板(9)上在安裝變壓器的部位上形成有讓冷卻空氣(11)通過的開口(10)，其特征在于隔離片(5)由非金屬材料構(gòu)成，該非金屬材料的導熱性明顯大于塑料和粘合劑，并且實際上沒有渦流損耗。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于磁芯(1)和線圈架(4)面向印刷電路板(9)的那些邊界表面近似地位于同一平面上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的變壓器，其特征在于兩個磁芯部件(2，3)具有明顯不同長度的磁芯臂(6a，6b；7a，7b)，并且面對印刷電路板(9)的磁芯部件(3)是具有較短U型臂(7a，7b)的磁芯部件。
4.如權(quán)利要求1或3所述的變壓器，其特征在于材料是陶瓷的。
5.如權(quán)利要求4所述的變壓器，其特征在于隔離片(5)的相反表面直接置于并緊靠在兩個磁芯部件(2，3)的相互面對的磁芯臂(6a，7a)的端表面上。
6.如權(quán)利要求5所述的變壓器，其特征在于這樣來形成隔離片(5)，即讓它延伸在整個磁芯臂的橫截面上。
7.如權(quán)利要求6所述的變壓器，其特征在于隔離片(5)的尺寸填滿空氣隙的整個體積。
8.如權(quán)利要求4所述的變壓器，其特征在于利用導熱膠將隔離片(5)插在磁芯部件(2，3)之間。
9.如權(quán)利要求1或4所述的變壓器，其特征在于空氣隙位于裝有繞組的線圈架(4)內(nèi)。
全文摘要
一種高壓變壓器。由于因二極管導通和截止帶來的銅耗以及磁芯損耗的結(jié)果,高壓變壓器受到相當大的加熱。為了改進冷卻,已知方法是為裝有變壓器的印刷電路板設(shè)置帶有產(chǎn)生冷卻空氣的煙囪效應(yīng)的開口的區(qū)域。本發(fā)明進一步改進這種變壓器的冷卻,從而防止高壓整流二極管過熱。隔離片(5)由非金屬材料組成,其導熱性明顯大于塑料和粘合劑,且實際上沒有渦流損耗。陶瓷是一種特別適用的材料。特別是一種具有小型機殼設(shè)計且空氣隙設(shè)置在繞組體內(nèi)的高壓變壓器。
文檔編號H01F27/08GK1170944SQ97113888
公開日1998年1月21日 申請日期1997年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月9日
發(fā)明者沃爾特·戈斯伯格 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司