[實用新型]一種開關電源變壓器

有效

• 申請號: 200820157882.2
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN201374233Y
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 蒲文旭
• 申請（專利權）人: 上海力申科學儀器有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/28
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王 潔

技術領域

本實用新型涉及一種新型開關電源變壓器，特別涉及一種具備超低電壓、大電流、多路輸出且后級不需要采用線性穩壓的開關電源變壓器。

背景技術

現代集成電路為了適應后備電源(電池)供電工作，工作電壓越來越低，很多芯片現在采用超低的工作電壓，如1.8伏，甚至為1.2伏。然而現在的開關電源為了減小體積，工作頻率越來越高，現在大部分開關電源的工作頻率也超過了100KHz，甚至有部分廠家采用了1MHz的工作頻率。這樣變壓器的繞組匝數就變得很少，對于低電壓輸出的次級為一匝多，或者不到一匝，如果將其取整，變壓器的體積將變大，同時變壓器的銅損也增加了；此外，如果變壓器為多路輸出，只有其中一路閉環調節，而其它各路需要較精確的匝比來獲得滿意的輸出電壓精度。如果次級繞組在理論計算的結果上取整，則輸出的電壓誤差十分大，為了得到精確的電壓，在后級不得不加線性穩壓，開關調節或磁放大器，但這樣做增大了變壓器體積及損耗，使電路更復雜，可靠性變差。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提出一種新型的電源變壓器，在不增加后級穩壓電路的情況下使輸出電壓滿足低電壓需求。

為達到上述目的，本實用新型采取如下技術方案：

一種開關電源變壓器，包括磁芯、與磁芯配套的骨架，所述磁芯包括若干個邊柱、一個中心柱，所述若干個邊柱分別設于中心柱四周，所述若干個邊柱的截面積分別相等且若干個邊柱的截面積之和等于所述中心柱的截面積。所述若干個邊柱的每一邊柱與中心柱的連接部分的截面積等于每一邊柱的截面積。優選的，所述磁芯包括四個邊柱，一個中心柱。

所述中心柱上設有初級繞組和次級整數倍繞組。所述初級和次級緊密耦合。所述每一邊柱上還設有不滿一匝的次級繞組，所述不滿一匝的次級繞組按輸出電流平均分布在每一邊柱上。

所述每一邊柱之間還設有平衡繞組。所述中心柱上還設有氣隙，所述氣隙的長度小于中心柱截面的二十分之一，所述氣隙設于中心柱的上分段。

本實用新型無需增加額外的線性穩壓電路或磁放大器即可實現低電壓、大電流、多路輸出，提高了變壓器的輸出電壓的精確度。本實用新型可靠性強，也沒有增加變壓器的體積和損耗。

附圖說明

圖1(a)至圖1(c)是本實用新型的磁芯結構示意圖。

圖2是本實用新型的配套骨架的立體圖。

圖3是本實用新型的磁芯與骨架裝配后的立體圖。

具體實施例

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述：

如圖1(a)、圖1(b)、圖1(c)、圖2、圖3所示，一種開關電源變壓器，包括磁芯10、與磁芯配套的骨架20，所述磁芯包括若干個邊柱、一個中心柱，所述若干個邊柱分別設于中心柱四周，所述若干個邊柱的截面積分別相等且若干個邊柱的截面積之和等于所述中心柱的截面積，所述若干個邊柱的每一邊柱與中心柱的連接部分的截面積等于每一邊柱的截面積。

優選的，所述磁芯包括四個邊柱10A、10B、10C、10D和一個中心柱10E，所述四個邊柱10A、10B、10C、10D分別設于中心柱10E的四周，所述每一邊柱10A、10B、10C、10D的截面積分別相等且四個邊柱10A、10B、10C、10D的截面積之和等于所述中心柱10E的截面積。所述每一邊柱10A、10B、10C、10D與中心柱10E的連接部分的截面積等于每一邊柱的截面積。

具體得講，假設一變壓器，初級繞組為Np匝，繞于中心柱10E上，根據電磁感應定律可以得到每匝的磁通變化量：

UiNp=Ae*ΔBTon]]>(式一)

公式中符號說明如下：

Ton為電壓Ui加載初級繞組上的時間S(秒)；

ΔB為在Ton時間里，磁芯中磁通密度的增量T(特斯拉)；

Ae為磁芯中心柱的有效截面積M²(平方米)；

Δφ為在Ton時間里，磁芯中磁通量的增量。

因每一邊柱10A、10B、10C、10D的截面積A1等于中心柱10E?Ae的四分之一，如果在一邊柱上繞一匝，則由電磁感應定律得到輸出電壓為：