[發明專利]開關電源變壓器

無效

• 申請號: 201210309055.1
• 申請日: 2012-08-28
• 公開（公告）號: CN102789878A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 袁周紅;季偉源;王乾;錢科
• 申請（專利權）人: 江蘇索爾光電科技有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30
• 代理公司: 張家港市高松專利事務所(普通合伙) 32209
• 代理人: 張玉平

技術領域

本發明涉及到變壓器，尤其涉及到一種開關電源變壓器。

背景技術

隨著半導體技術的飛速發展，開關電源在現代生活中得到廣泛應用，但隨著開關頻率的不斷提高，開關電源的電磁兼容性(EMC)問題日益引起人們的關注和重視。EMC設計已成為開關電源開發設計中必不可少的重要環節。

傳導電磁干擾(EMI)噪聲的抑制必須在產品開發初期就加以考慮。通常情況下，在電源輸入端加裝濾波器可以有效地抑制傳導(EMI)噪聲，但是會增加成本；而且濾波器會占用較大的空間，使得開關電源的體積也增大不少。

噪聲源通過變壓器初、次級繞組之間的分布電容(或者叫寄生電容)耦合是產生傳導電磁干擾的主要途徑之一，直接影響到開關電源的電磁兼容性。

傳統的變壓器EMC的設計方法，是通過在變壓器的初、次級繞組(或者叫初、次級線圈)間設置隔離層，金屬隔離層直接連接地線的方法來減小變壓器初、次級繞組之間的分布電容產生的電磁干擾。但是，這樣的設計會增大共模噪聲電流，使得開關電源的EMC性能變差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種可以有效地抑制其初、次級繞組之間的分布電容產生的電磁干擾、提高開關電源的電磁兼容性的開關電源變壓器。

為解決上述的技術問題，本發明所采用的技術方案為：開關電源變壓器，包括：器身、初級繞組和次級繞組，初級繞組由首尾相連、圈數相當的初級內側繞組和初級外側繞組構成，初級內側繞組繞設在器身上，次級繞組繞設在初級內側繞組上，初級外側繞組繞設在次級繞組上。

所述的初級內側繞組與次級繞組之間繞設有內輔助繞組，次級繞組與初級外側繞組之間繞設有外輔助繞組。

所述的內、外輔助繞組的圈數相當。

所述的內、外輔助繞組串接在一起構成輔助繞組。

所述的器身包括：鐵氧體磁芯和設置在鐵氧體磁芯上的骨架。

本發明的有益效果是：本發明的初、次級繞組的布置結構，可使得大部分噪聲電流相互抵消，可以大大降低最終耦合到次級繞組的噪聲電流強度，尤其是共模噪聲電流強度，從而降低了傳導電磁干擾(EMI)的強度，提高了電磁兼容性；這樣可不安裝濾波器或安裝較小的濾波器，從而可以降低了成本，減小開關電源的體積。除此之外，還可將內輔助繞組分別置于初級內側繞組與次級繞組之間、外輔助繞組置于次級繞組與初級外側繞組之間，通常情況下，內、外輔助繞組串接在一起作為一個輔助繞組為電路提供能量，而不用單獨為輔助繞組配套器身和初級繞組了，從而可以降低制造成本。

附圖說明

圖1是本發明所述變壓器的局部剖視結構示意圖。

圖中：1、骨架，2、PC40鐵氧體磁芯，3、初級內側繞組，4、初級外側繞組，5、內輔助繞組，6、外輔助繞組，7、次級繞組。

圖2是變壓器改進前后的噪聲頻譜圖。

其中：(a)為改進前的變壓器的噪聲頻譜圖，(b)為改進后的變壓器的噪聲頻譜圖；(a)和(b)中：兩條平行線分別為CISPR22標準中B級要求的準峰值檢波限值和平均值檢波限值，曲線為開關電源的傳導噪聲頻譜。

具體實施方式

下面結合附圖，詳細描述本發明的具體實施方案。

如圖1所示，本發明所述的開關電源變壓器，包括：由PC40鐵氧體磁芯2和設置在PC40鐵氧體磁芯2上的骨架1構成的器身、圈數相當(相等或者差一圈，最好相等)的初級內側繞組3和初級外側繞組4、以及次級繞組7，初級內側繞組3的尾端與初級外側繞組4的首端相連形成初級繞組，初級內側繞組3繞設在骨架1上，次級繞組7繞設在初級內側繞組3上，初級外側繞組4繞設在次級繞組7上。本實施例中，還可以繞制用于給開關電源的控制電路IC供電的輔助繞組(或者叫輔助線圈)，其具體設置方式為：將輔助繞組的一半作為內輔助繞組5繞設在初級內側繞組3與次級繞組7之間，將輔助繞組的另一半作為外輔助繞組6繞設在次級繞組7與初級外側繞組4之間。

為了方便線圈線頭的引出，實際繞制時，初、次級繞組和輔助繞組，均從同名端繞至另一端，且繞制方向相同。

加裝了輔助繞組后，一方面，由于輔助繞組的存在給噪聲電流的傳播提供了額外的途徑，但另一方面，構成輔助繞組的內、外輔助繞組5和6增大了初級內側繞組3與次級繞組7以及次級繞組7與初級外側繞組4之間的距離，從而就減小了初級內側繞組3和初級外側繞組4與次級繞組7之間的層間寄生電容，使得噪聲電流得以減小。因此，輔助繞組的增加對于最終耦合到次級繞組7的噪聲電流強度影響很小。

從圖2所示的實驗結果可以看出，與傳統變壓器相比，本發明所述的變壓器具有更加有效的共模噪聲抑制能力，尤其在中頻1-5MHz的頻段。在較低頻段，傳導干擾主要是由差模干擾引起；而在中、高頻段，共模干擾起主導作用；在10MHz以上的頻段，主要由電路中的其他寄生參數決定EMC性能，與變壓器關系不大。