[發明專利]一種低分布電容高頻變壓器

在審

• 申請號: 201710873817.3
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107481847A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 陸勇;任慶
• 申請（專利權）人: 無錫新暢電子有限公司
• 主分類號: H01F27/30
• 分類號: H01F27/30;H01F19/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 孟金喆

技術領域

本發明涉及一種變壓器，尤其涉及一種低分布電容高頻變壓器。

背景技術

隨著智能電表功能的增加，體積的縮小，傳統的低頻線性電源沒有辦法滿足要求，電表供電部分逐漸采用高頻開關電源。高頻開關電源相對于傳統的低頻線性電源具有寬輸入電壓、效率高(節能)、響應速度快、高功率密度等優點，但也有故障率略高、高頻干擾、抗浪涌能力差等缺點。在智能電網大環境條件下3-5年內智能電表將普及使用高頻開關電源。智能電表用開關電源有別于一般開關電源，具有高輸入低輸出，耐壓要求高，不間斷供電，工作環境復雜、溫差跨度大等特性。這就需要智能電表中的開關電源具有高穩定性、高可靠性來滿足智能電表的需求，開關電源變壓器的寄生參數是影響電源可靠性、穩定性的主要原因，變壓器的寄生參數主要是漏感和分布電容。

智能電表用開關電源因輸入電壓高，負載長時間處于輕載，所以為了降低功率器件的溫升，高頻變壓器的初級電感感量一般很大，初級感量大就導致原邊繞組匝數多，常繞成多層結構，這樣原邊繞組等效分布電容就較大。變壓器分布電容對高壓高頻開關電源電路的影響根據研究人員的研究可以歸納為：一、原邊繞組在繞組電壓發生變化時，分布電容中的能量也會發生變化，會在變壓器內部和主電路回路中產生高頻振蕩環流，使變壓器和功率器件的損耗增加。二、變壓器繞組電壓越高，分布電容儲存的能量越大，在開關管導通瞬間這部分能量瞬時流動在變壓器內部及主電路中產生較大電流尖峰，影響開關管工作的可靠性。三、開關管開通速度越快，繞組電壓的變化速度就越快，從而繞組分布電容中的能量流動也會越快形成較大電流尖峰。開關管速度較慢雖然能夠減小分布電容引起的電流尖峰幅值，但會使尖峰持續時間變長，為此需采用較大的濾波器件，造成電流的相移不利于整個電源系統的閉環控制。另外，大量的電表廠家目前都是采用開關管內置的電源集成電路來設計所需電源，開關管的開通速度沒有辦法調節，所以沒有辦法通過調整開關管的開通速度來減小分布電容的影響。

傳統減小變壓器分布電容影響的控制方法主要從變壓器的工藝設計來考慮，主要方式如下：一、采用Z型繞法，但該方法沒有辦法批量生產；二、采用分段式繞法，但該方法變壓器引腳多，體積大，無法應用智能電表；三、在原邊繞組間加層間絕緣膠帶，但該方法生產效率低，無法實現批量生產；四、在電路中采用斜波補償，但該方法只能限于分離式峰值電流控制的反激電路，因成本和體積的關系，大量電表廠家采用都是小功率電源集成電路，沒有辦法加補償電路。上述方法一至三的繞制工藝相對復雜，而且會降低變壓器窗口利用率。同時，當變壓器采用常規工藝繞制，分布電容已經很小再通過以上繞法效果已無明顯改善，上述方法一至三還有一個共同特點，即在減小分布電容的同時漏感會稍有增大，如果為了減小分布電容的影響而增大了漏感這些方法不能為電路正常工作所允許。綜上，傳統減少變壓器分布電容的方法都是在原始變壓器骨架基礎上進行的改動，并不能有效降低變壓器的分布電容，更無法實現低分布電容高頻變壓器批量生產。

發明內容

本發明的目的在于通過一種低分布電容高頻變壓器，來解決以上背景技術部分提到的問題。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種低分布電容高頻變壓器，其包括變壓器本體；所述變壓器本體包括內層子套和外層母套；所述內層子套上設置有若干原邊繞線槽，所述原邊繞線槽上繞制有變壓器原邊繞組；所述外層母套上設置有若干副邊繞線槽，所述副邊繞線槽上繞制有變壓器副邊繞組；所述外層母套套設在所述內層子套上。

特別地，所述內層子套上設置有內層隔離槽；所述外層母套上設置有外層隔離槽。

特別地，所述內層子套上依次設置有第一內層隔離槽、第一原邊繞線槽、第二原邊繞線槽、第三原邊繞線槽及第二內層隔離槽；所述變壓器原邊繞組均勻繞制在所述第一原邊繞線槽、第二原邊繞線槽和第三原邊繞線槽中。

特別地，所述外層母套上依次設置有第一外層隔離槽、第一副邊繞線槽及第二外層隔離槽；所述變壓器副邊繞組繞制在所述副邊繞線槽中。

特別地，所述內層子套上設置有原邊繞組接線端，所述變壓器原邊繞組的輸出線接在所述原邊繞組接線端上。

特別地，所述外層母套上設置有副邊繞組接線端，所述變壓器副邊繞組的輸出線接在所述副邊繞組接線端上。

特別地，所述內層子套的一端設置有若干凹槽；所述外層母套的一端設置有與所述凹槽配合的凸塊；所述外層母套套設在所述內層子套上后，所述凸塊嵌入在所述凹槽內。