[發明專利]增強型本安變壓器

在審

• 申請號: 201510069919.0
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104616869A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 董健;董偉;鄧衍朋;劉國偉
• 申請（專利權）人: 南京優倍電氣有限公司
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F27/24
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術領域

本發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

本質安全型隔離變壓器簡稱本安型變壓器。GB3836.4《爆炸性氣體環境用電氣設備?第4部分：本質安全型》以及IEC60079-0：《爆炸性氣體環境電氣設備?第0部分：通用要求》中對其各項指標進行了明確的規定。本質安全型“i”intrinsic?safety是電氣設備的一種防爆型式，它將設備內部和暴露于潛在爆炸性華景的連接導線可能產生的電火花和熱效應能量限制在不能產生點燃的水平。本安型變壓器的電路在正常工作和規定的故障條件下，產生的任何電火花或任何熱效應均不能點燃規定的爆炸性氣體環境。

傳統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構，具有高頻、低造型的特點。

平面變壓器按設計制作工藝的不同，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用，爐子的電磁盤是變壓器的初級，鍋底為變壓器次級兼負載。

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，基板的材質通常采用環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≥1.0mm；平板變壓器的初、次間可由1mm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。

其主要缺點如下：

A、窗口利用率低，僅為0.25~0.3，傳統變壓器的窗口利用率為?0.4，其體積也較大。

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高。

C、線圈的匝數越多，PCB的層數越多。隨著PCB的層數增多，PCB成本費用急劇增加。為減少成本，需提高變壓器的頻率，高頻率磁芯和驅動電路均不是常用器件，也就導致變壓器及整機成本大大增加。

D、繞組數量有限，對于多電壓輸出的場合，幾乎不適合。

E、在本安場合應用時磁芯周圍不能放器件，占電路板面積大。

F、初次級間、初次級與磁芯間的絕緣耐壓完全依賴于PCB廠家的生產工藝和材料水平，每一批次間質量也不盡相同，使得此類本安變壓器安全性能常常處于危險的邊緣，風險極大。

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了電氣原件與外部環境的隔離，在GB3836.4-2010表5第3列規定通過澆封化合物的間距≥2.0mm，且線圈周圍膠封高度不小于1.0mm。

其主要缺點如下：

A、灌膠過程中經常出現氣泡，有氣泡后就不能滿足本安要求，導致制造時報費率較高；

B、為滿足GB3836.4的灌膠要求，變壓器的尺寸會變得更大。

C、由于其長寬高尺寸均較大，不利于本安電氣設備的小型化設計。

3．固體絕緣型本安變壓器

屬于初次級固體絕緣間距大于1mm的本安變壓器。

經檢索，中國專利文獻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置襯套，通過襯套的翻邊結構同時滿足了小型化和安全爬電距離的要求。然而該結構并非為本安變壓器所設計，不具備封閉線圈的功能，無法將其直接應用到本安變壓器上。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種可靠性高、生產成本低、結構緊湊的增強型本安變壓器。

技術方案：為解決上述技術問題，本發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，所述腔室的側壁上具有與骨架通道相連通的通孔,所述第一護罩的兩側具有翻邊，所述翻邊與腔室外壁形成容納部分磁芯的凹槽，所述磁芯外部套設有第二護罩。

作為優選，所述磁芯E形磁芯，包括兩側柱和一中心柱，所述中心柱容置于通道中，所述側柱外套設有第二護罩。