[發明專利]一種高頻變壓器繞組結構、開關電源電路和電源適配器

在審

• 申請號: 202010872666.1
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112201457A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 曾穎宇;孫家文;王睿歡
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30
• 代理公司: 廣州市時代知識產權代理事務所(普通合伙) 44438
• 代理人: 楊少鵬

本發明屬于配電變壓器領域，公開了一種高頻變壓器繞組結構、開關電源電路和電源適配器，從內至外分為第一初級繞組、輔助繞組、次級繞組、第二初級繞組；第一初級繞組、輔助繞組、次級繞組、第二初級繞組均繞制在骨架上；第二初級繞組與骨架之間纏繞有一層或多層絕緣膠帶；第一初級繞組、輔助繞組、次級繞組、第二初級繞組兩兩之間纏繞有一層或多層絕緣膠帶。本發明省去了屏蔽繞組，一定程度上簡化了生產制造難度，并且降低了相關成本；變壓器初級繞組采用三明治繞法，有效降低了變壓器漏感；變壓器初級同名端與電路的開關管漏極相連并且置于變壓器結構最內層，同時輔助繞組能夠實現較好的電磁兼容性能。

技術領域

本發明屬于配電變壓器領域，尤其涉及一種高頻變壓器繞組結構、開關電源電路和電源適配器。

背景技術

目前，高頻變壓器是反激式開關電源中的關鍵器件，起到功率傳遞及電壓隔離作用。高頻變壓器的結構設計，對能量轉換效率、主開關器件的電壓應力、開關電源EMI有很大影響。目前絕大部分變壓器設計都會采用添加屏蔽層的方式進行EMI屏蔽，但額外增加的銅箔或繞組不僅增大了變壓器漏感，并且提高了成本；對于采用“三明治”式繞法的變壓器，通常將初級繞組按匝數平均分為兩個部分，導致磁芯窗口占用率偏高或變壓器體積偏大，增大漏感量。

專利CN202487310U公開了一種初次級屏蔽高頻變壓器，設置了兩層屏蔽銅箔，雖然減少了電磁干擾，但不方便自動化生產，而且增大了漏感，增大了主開關管的電壓應力，增大了開關電源損耗。專利CN203288400U公開了一種反激開關電源中的變壓器，其變壓器繞組結構由外至里分別為次級繞組、屏蔽層、輔助繞組、初級繞組，其初級繞組沒有采用三明治結構分成2部分，變壓器漏感較大，并且銅箔屏蔽層不便于自動化生產。

通過上述分析，現有技術存在的問題及缺陷為：

(1)目前開關電源高頻變壓器常常采用銅箔或者繞線式屏蔽繞組降低電磁干擾，但是屏蔽繞組減小了變壓器繞線窗口可用面積且增加了成本，而且增大變壓器漏感。

(2)采用“三明治”式繞法的變壓器，將初級繞組按匝數平均分為兩個部分，導致磁芯窗口占用率偏高，或變壓器體積偏大，增大漏感量。

解決以上問題及缺陷的意義為：

本發明提供了一種高頻變壓器繞組結構設計，利用輔助繞組及三明治結構初級繞組外層取代屏蔽繞組，起降低電磁干擾作用，漏感小且成本低。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種高頻變壓器繞組結構、開關電源電路和電源適配器。

本發明是這樣實現的，一種高頻變壓器繞組結構，所述高頻變壓器繞組結構從內至外分為第一初級繞組、輔助繞組、次級繞組、第二初級繞組；

所述第一初級繞組、輔助繞組、次級繞組、第二初級繞組均繞制在骨架上；

第二初級繞組與骨架之間纏繞有一層或多層絕緣膠帶；

所述第一初級繞組、輔助繞組、次級繞組、第二初級繞組兩兩之間纏繞有一層或多層絕緣膠帶。

進一步，第一初級繞組位于最內側，一端連接主功率器件，另一端連接中間節點；第一初級繞組繞制多層，每層均繞滿。

進一步，第二初級繞組位于最外側，一端連接直流母線正端，另一端連接中間節點，第二初級繞組只繞制層，密繞或疏繞繞滿整層。

進一步，次級繞組根據繞組總匝數、次級電流大小、邊緣效應與集膚效應因素采用一股或多股線繞制。

進一步，輔助繞組輸出電壓5-20V，采用單股線或多股并繞繞滿整數層。