[發(fā)明專利]強化絕緣變壓器以及其設計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910894200.9
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN111668000A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 林德英;梁千錫
• 申請（專利權(quán)）人: LS產(chǎn)電株式會社
• 主分類號: H01F27/32
• 分類號: H01F27/32;H01F27/28;H01F41/066;H01F41/12
• 代理公司: 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 吳昌教;崔炳哲

本發(fā)明提供強化絕緣變壓器以及其設計方法。在本發(fā)明一實施例的強化絕緣變壓器中，二次線圈卷曲在一次線圈上，由此一次線圈和二次線圈形成層疊結(jié)構(gòu)，并且滿足強化絕緣(reinforced insulation)基準，所述一次線圈和所述二次線圈包括導線和包圍該導線的絕緣表皮層，所述二次線圈的絕緣表皮層數(shù)量多于所述一次線圈的絕緣表皮層數(shù)量，或者所述二次線圈的絕緣表皮層的厚度大于所述一次線圈的絕緣表皮層的厚度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及強化絕緣變壓器以及其設計方法，更詳細地說，涉及能夠以最小的體積實現(xiàn)一次電源和二次電源之間的強化絕緣結(jié)構(gòu)的變壓器以及其設計方法。

背景技術(shù)

各種電子設備以及裝置需要多種電源。因此，在各個電子設備以及裝置設置有將從外部接收到的交流電源轉(zhuǎn)換為該電子設備以及裝置所需的電源的電源供給裝置。

作為這種電源供給裝置的類型有串聯(lián)穩(wěn)壓(series regulator)方式和開關(guān)模式(witching mode)方式。

串聯(lián)穩(wěn)壓方式是通過使用變壓器(transformer)來轉(zhuǎn)換交流電源的方式，主要用于TV接收器或CRT顯示器等。這種串聯(lián)穩(wěn)壓方式，雖然外圍電路簡單并且價格低廉，但是存在產(chǎn)生大量的熱、電源效率低以及體積大的缺點。

開關(guān)模式方式是通過利用開關(guān)元件來轉(zhuǎn)換交流電源的方式，與串聯(lián)穩(wěn)壓方式相比，具有幾乎不產(chǎn)生熱，電力效率高且體積小的優(yōu)點。通常，將這種開關(guān)模式方式的電源供給裝置稱作SMPS(witching mode power supply：開關(guān)電源)。尤其，SMPS效率高、耐久性強并且有利于小型化和輕量化，從而作為通信用、工業(yè)用、PC用、OA設備用、家電用等的大部分電子設備、裝備以及系統(tǒng)的電源供給裝置使用。

SMPS基本上設置有變壓器(transformer)。此時，SMPS用變壓器包括作為磁體的鐵芯(Core)、作為用于絕緣以及繞線的框架的繞線架(bobbin)、卷曲于繞線架并傳遞一次電源和二次電源的一次線圈和二次線圈。由此，SMPS可利用在一次線圈和二次線圈產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象來轉(zhuǎn)換電源。

另一方面，逆變器是將直流轉(zhuǎn)換為交流的裝置，通過根據(jù)PWM(Pulse WidthModulation)信號而導通/關(guān)斷(on/off)的開關(guān)元件，來開關(guān)直流電壓、產(chǎn)生交流電壓，并向負載輸出所生成的交流電壓。SMPS是為了這種逆變器的控制器和向其他周邊設備的電源供給而設置。即，在逆變器中，SMPS所產(chǎn)生的低電壓電源通過被加工為與運轉(zhuǎn)、保護、控制等的目的相匹配來使用。

在逆變器的SMPS中，各個電源(或各個線圈)彼此電絕緣(以下，稱作“絕緣”)。此時，各個電源之間(例如，一次電源之間、二次電源之間、或一次電源與二次電源之間)的絕緣等級根據(jù)各個電源的使用位置來決定。此時，絕緣等級是用于安全的絕緣基準，可劃分為功能絕緣(functional insulation)、基本絕緣(basic insulation)以及強化絕緣(reinforced insulation)三種。

尤其，在二次電源為位于使用者能夠直接接觸的外部的電源(例如，I/O電源等)的情況下，必須實現(xiàn)強化絕緣。但是，作為現(xiàn)有的用于實現(xiàn)強化絕緣的方法，僅提出了單純增加一次電源與二次電源之間的絕緣距離。因此，當應用現(xiàn)有方法時，存在逆變器SMPS用變壓器的體積隨著該絕緣距離的增加而變大的問題點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上問題而提出，其目的在于，提供一種能夠以最小的體積實現(xiàn)一次電源和二次電源之間的強化絕緣結(jié)構(gòu)的變壓器以及其設計方法。

但是，本發(fā)明要解決的問題不限定于在上面提及到的問題，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可從以下的記載明確地理解未提及到的其他問題。