柔性无铜线变压器装置 本发明一般涉及变压器装置，尤其涉及一种柔性无铜线变压器装置。
传统的例如图1所示的铁心变压器采用一种矩形铁心，该铁心构成一个闭合的磁路，当初级绕组中通有交变电流时，其中便有交变磁通。虽然绝大部分磁通经过铁心闭合，但仍有一部分磁通是通过空气和/或其它非铁磁物质闭合的，这部分磁通称之为漏磁通。上述传统变压器的漏磁通一般达6-10％的数量级，变压器的效率为85％，电压波动为1-5％。无疑，当将这种变压器例如用作回扫变压器为电视接收机提供7-28KV范围的高压时，其高压稳定性是很差的，由此将造成电视图像的劣化。此外，传统的变压器其初级和次级绕组用铜线绕制，不仅需耗费大量的铜材使制造成本提高，而且使变压器的体积增大、重量加重，其应用场合受到一定限制。
针对上述问题，由本申请同一发明人获准的第5,392,020号美国专利公开了一种适合高压工作的柔性变压器装置。该柔性变压器装置采用一种具有柔性层叠结构的次级绕组(见图2)，它包括第一薄膜平片11、第二薄膜平片13以及插置在该两薄膜平片11与13之间的磁性薄片12。薄膜平片11和13由绝缘材料制成，其表面上例如通过金属沉积和光刻工艺形成一组平行的金属导电层。图2中，标号20、21和22所示实线表示设置在第一薄膜平片11外表面(即非面对磁性薄片12的一面，下同)上的一组平行导电层；标号23、24和25所示虚线表示设置在第二薄膜平片13外表面上的一组平行导电层。标号30、31、32和33等表示设置在第一薄膜平片11上位于导电层20和21等上下两端的通孔，同样，在第二薄膜平片13地导电层23、24和25等两端也设置相应的通孔(未图示)。通过连接导线(未图示)穿过上述通孔将导电层20、21和23、24相应的各端连接起来，就使第一、第二薄膜平片11和13外表面上设置的两组平行导电层连通构成了一个围绕中间磁性薄片12呈螺旋形绕向的初级绕组。
由于薄膜平片11、13以及磁性薄片12都是用柔性材料制成的，故由它们层叠构成的上述次级绕组可以卷曲成圆筒形，如图3所示，图3中，标号74和75所示虚线分别表示上述第一和第二薄膜平片，标号73所示实线表示夹在第一和第二薄膜平片74和75中间的磁性薄片，图3中示出了类似的多个次级绕组71、72等。在次级绕组的内、外侧分别同心地设置一个内圆筒70和一个外圆筒79，该内、外圆筒70和79可以由绝缘材料制成，在它们背对次级绕组的一表面上分别沿轴向设置两组平行导线(或导电层)124、125和100、101，用连接导线75和140等将内、外圆筒70和79表面上的两组平行导线呈螺旋形连通的方式连接起来就构成了一个包覆在次级绕组外的初级绕组。
为了尽可能地减少变压器中的连接导线，该美国专利还提供了一种变换方式，它将设置在第一和第二薄膜平片11和13表面上的平行导电层延伸到薄膜平片的上下侧面上。图4示出了采用这种变换方式的薄膜平片40，其中，标号41和43表示一组平行导电层，标号42和44表示该平行导电层41和43延伸至薄膜平片40上侧面的部分(下侧面相同，未图示)，标号45表示可脱卸地安装在中间夹有磁性薄片的两个薄膜平片上、下侧面的连接帽，连接帽45内侧设置与导电层延伸部分42和44等相对应的导电层46和47等。将连接帽45安装到中间夹有磁性薄片的两个薄膜平片上，就可以使分别置于该两个薄膜平片表面上的两组平行导电层连通构成一个次级绕组。
然而，在上述柔性变压器中，无论是采用连接导线还是连接帽来连接中间夹有磁性薄片的两个薄膜平片，都存在或因虚焊或因接触不良所造成的连接不可靠问题，从而影响到整个变压器的可靠性和使用寿命。
本发明的目的在于克服现有变压器装置中存在的缺陷，提供一种可靠性高、使用寿命长的柔性无铜线变压器装置。
本发明的另一目的在于提供一种频响宽、电压稳定性好、工作效率高的柔性无铜线变压器装置。
本发明的再一目的在于提供一种体积小巧、成平低的柔性无铜线变压器装置。
根据本发明的柔性无铜线变压器装置，它包括初级绕组、至少一个次级绕组以及具有至少一层的磁性薄片，所述次级绕组包括一薄膜平片，所述薄膜平片的至少一个表面上涂覆金属膜，所述薄膜平片上沿其长度方向切割形成多条相互平行排列的分割条，所述分割条的相邻两条在位于一对角位置上的各一个端部与所述薄膜平片的边缘之间分别设置一条无金属膜区间，所述具有至少一层的磁性薄片通过所述分割条插入所述薄膜平片内，所述薄膜平片上的金属膜部分设置成围绕所述磁性薄片呈螺旋形的绕向，所述初级绕组设置成围绕所述次级绕组至少一圈。
根据本发明的柔性无铜线变压器装置，由于一个次级绕组仅需一片薄膜平片，故节省了材料，减小了变压器的体积。尤其是磁性薄片插入表面涂覆金属膜的薄膜平片的平行分割条间隙内，使薄膜平片上的金属膜部分围绕磁性薄片构成一个呈螺旋形绕向的一体化绕组，省去了连接导线或连接帽，从而大大提高了变压器的工作可靠性，并使其使用寿命延长。
以下将结合附图和实施例对本发明的柔性无铜线变压器装置作进一步的详细描述，本发明的其它目的和优点将在以下的描述中得到进一步的体现。
图1是表示传统变压器结构的示意图；
图2是表示现有技术的一种柔性变压器次级绕组的结构示意图；
图3是表示现有技术的一种柔性变压器的平面结构示意图；
图4是表示现有技术的另一种柔性变压器次级绕组的结构示意图；
图5是表示本发明的柔性无铜线变压器装置的一个次级绕组的结构示意图；
图6是表示在图5所示次级绕组中插入磁性薄片的示意图；
图7是表示根据本发明的一种柔性无铜线变压器装置的平面结构示意图；
图8是表示根据本发明的另一种柔性无铜线变压器装置的平面结构示意图；
图9是图7和图8所示变压器装置的侧面结构示意图；
图10是表示用于图7和图8所示变压器装置的一个初级绕组连接盖的结构示意图；
图11是表示根据本发明的另一种柔性无铜线变压器装置的平面结构示意图；
图12是表示图11所示变压器装置的侧面结构示意图。
首先参见图5，它表示本发明的柔性无铜线变压器装置的一个次级绕组的结构示意图。次级绕组110包括柔性薄膜平片111，该薄膜平片111例如采用美国DUPONT公司生产的Kapton薄片或其它的纸质和塑料薄片，其厚度例如为1密耳。薄膜平片111的至少一个表面上涂覆金属膜116，且薄膜平片111沿其长度方向上切割形成多条相互平行排列的分割条112，相邻两条分割条112在位于一对角位置上的各一个端部113和113′与薄膜平片111的边缘114和114′之间例如通过光刻技术分别设置一条无金属膜区间115和115′。
接下来参见图6，它表示在本发明的柔性无铜线变压器装置的一个次级绕组中插入磁性薄片的示意图。其中，将一层或多层磁性薄片200通过分割条112形成的间隙插入薄膜平片111内。上述磁性薄片200例如采用美国Allied Signal公司生产的Metglas磁性薄片，它是一种非晶合金带，具有较佳的磁性能和较大的拉伸强度，可以弯曲成型。图6中实线201表示磁性薄片200穿出分割条112位于薄膜平片111前面的一部分，虚线202表示磁性薄片200穿进分割条112位于薄膜平片111后面的一部分，由此使薄膜平片111表面上所涂覆的金属膜116围绕磁性薄片200设置成螺旋形的绕向。
图7是表示根据本发明的一种柔性无铜线变压器装置的平面结构示意图。其中，一个或多个内插磁性薄片200的次级绕组110被卷成圆筒形状同心套设在一起，各个次级绕组110之间设置柔性绝缘层(未图示)。当然，在次级绕组110的薄膜平片111只有一面涂覆金属膜116或金属膜116表面上再涂覆一层绝缘层的情况下，也可以省去上述柔性绝缘层。图7中，标号300表示设置在次级绕组110内侧的一个内圆筒，标号302表示设置在次级绕组110外侧的一个外圆筒。内圆筒300和外圆筒302例如用绝缘材料形成，在它们例如背对次级绕组110的一表面上分别沿轴向设置两组平行的导电层304和305，导电层304和305的数量相等。标号306所示实线表示用以连接内、外圆筒300和302之导电层304和305各顶部之间的连接线，标号307所示虚线表示用以连接内、外圆筒300和302之导电层304和305各底部之间的连接线。由图可见，将上述导电层304和305呈螺旋形连通的方式连接起来，从而使内、外圆筒300和302连接构成了一个紧紧包覆在次级绕组110外的初级绕组。图7中，标号121和122表示次级绕组110的两个引出端子，标号308和309表示初级绕组的两个引出端子。由于初级绕组紧贴设置在次级绕组110外围，当在由内、外圆筒300和302之导电层304和305组成的初级绕组中通以交变电流时，所产生的磁力线基本上都局限在穿插于次级绕组110内的磁性薄片200内，与传统的铁心变压器相比，本发明的柔性无铜线变压器装置其漏磁通可大大减小，一般可减小到1％以下。电压波动可达到0.1％，效率可达到99.5％，频响可高达100KHz。
此外，当图7所示变压器装置例如用作回扫变压器时，可以在各个次级绕组之间串接一个高压二极管整流器(未图示)，该高压二极管整流器例如可以设置在上述内圆筒300的内侧。
接下来参见图8，图8是表示根据本发明的另一种柔性无铜线变压器装置的平面结构示意图。其中，内插磁性薄片200的次级绕组110围绕内圆筒300呈螺旋形地层层设置而成，它适用于次级绕组匝数较多的情况下。当然，上述图7和图8所示的变压器装置，在初级绕组仅需一匝的情况，内圆筒300或外圆筒302例如也可以用金属材料制成。
图9是图7和图8所示变压器装置的侧面结构示意图，图10是用于图7和图8所示变压器装置的一个初级绕组连接盖的结构示意图。参见图9和图10，其中，标号405表示用以设置次级绕组110的空间，标号400T和400B分别表示用以连接内圆筒300和外圆筒302的上、下连接盖，标号401表示设置在上连接盖400T内侧面中心、与内圆筒300上导电层304端部相对应的多个连接点，标号402表示设置在上述连接盖400T内侧面外周、与外圆筒302上导电层305端部相对应的多个连接区域，而标号406则表示连接上述连接点401与连接区域402的连接线，它相当于图7中所示的连接线306或307等。该上、下连接盖400T和400B例如可用陶瓷、塑料、硬纸片等绝缘材料制成，连接点401、连接区域402和连接线406例如可以是涂覆在上、下连接盖400T和400B内侧面上的金属导电层。虽然图10中仅画出了一个上连接盖400T的主要结构，但从图7所示的初级绕组连接方式中不难想象，下连接盖400B的内侧面上的金属导电层布局与上连接盖400T略有不同，即每个连接点401不是连接到其正对面的连接区域402，而是通过连接线406连接到其邻近一个连接点401正对面的连接区域402。
图11和12是分别表示根据本发明的另一种柔性无铜线变压器装置的平面结构示意图和侧面结构示意图。参见图11和12，其中的初级绕组例如采用由金属材料制成的三对内、外圆筒601和601′、602和602′以及603和603′，三个内插磁性薄片的次级绕组110a、110b和110c与内圆筒601、602和603同心交叠设置，三个外圆筒601′、602′和603′相互贴近设置。每个内圆筒601至603与每个次级绕组110a至110c之间，次级绕组110c与外圆筒601′之间，以及每个外圆筒601′至603′之间均设置绝缘层(未图示)。标号604所示虚线表示从内圆筒601底部连接到外圆筒601′底部的连接线，标号605所示实线表示从外圆筒601′顶部连接到内圆筒602顶部的连接线，标号606所示虚线表示从内圆筒602底部连接到外圆筒602′底部的连接线，标号607所示实线表示从外圆筒602′顶部连接到内圆筒603顶部的连接线，标号608所示虚线表示从内圆筒603底部连接到外圆筒603′底部的连接线，标号600和609分别表示设置在内圆筒601顶部和外圆筒顶部的两根引出线。显然，上述连接线604至608以及引出线600和609也可以是设置在前述上、下连接盖内侧面上的金属导电层。图11和图12所示的变压器装置，由于初级绕组的内圆筒601至603与内插磁性薄片的次级绕组110a至110c相互交叠设置，从而使每个次级绕组都能与初级绕组形成更紧密的耦合。虽然图中仅画出了三个次级绕组，但显然可以根据实际需要而增减次级绕组的数量，此时，初级绕组的内、外圆筒也应作相应的增减。
以上所述仅仅是本发明的柔性无铜线变压器装置的几个较佳实施例，根据本发明的上述构思，本领域的熟练人员还可对此作出种种变化和变换。例如，在图5所示的薄膜平片111上，分割条112可以从其一端延伸到薄膜平片111的边缘114或114′，并将该边缘114或114′分断，也就是用该分割条112至薄膜平片111边缘114或114′的延伸部分来取代前述的无金属膜区间115或115′，这样就省去了在薄膜平片111上制作无金属膜区间的工序。但诸如此类的变换和改进仍属于本发明的范围内。