CN101567252A

CN101567252A - 高频变压器线圈的新绕法

Info

Publication number: CN101567252A
Application number: CNA2009100372075A
Authority: CN
Inventors: 陈钦裕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-02-12
Filing date: 2009-02-12
Publication date: 2009-10-28

Abstract

本发明为一种高频变压器线圈的新绕法，先将初、次级线圈的圈数分为若干等分；接着先绕其中一等分的初级线圈，绕完该初级线圈的一等分线圈数后再绕次级线圈的一等分线圈数，以此交叉地绕每一等分的初、次级线圈直至绕完所有等分的初、次级线圈；所述次级线圈采用两股或多股线圈分流并绕，所述次级线圈并绕的股数按所要通过的电流来计算。本发明所绕制出来的变压器线圈能大幅提高转换效能，将之应用到开关电源适配器上后，可以大大节能省电，能完全符合环保要求；同时由于本发明所绕制出来的变压器能效损失少，也就不会使变压器产生很高的热量，这对适配器内的电器部件安全规格不用太高，恰好可以降低损失，缩小体积，节省生产成本。

Description

高频变压器线圈的新绕法

【技术领域】

本发明涉及一种开关电源适配器的高频变压器线圈的新绕法。

【背景技术】

高频变压器在开关电源适配器中，是一个非常重要部件，适配器AC交流电输入可以经过次级线圈降压后整流输出，以达到我们所要的DC电压，变压器是一种电转磁再磁转电的元器件，所以也就可以将初级线圈电压利用磁感应偶合到次级线圈，既然是磁电之间的能量转换方式，就会有一定的能量损失，若是初、次线圈磁感应无法做到最佳状况，那将损失很多能量在变压器中，以致造成高频变压器本身容易因自身损失而造成温度过高，易导致开关电源适配器能量损失变大甚至烧坏，其造成的影响和经济价值如下：

1.高频变压器损失大需提升一级变压器以达到，适配器所需电源输出；

2.转换效能不佳，影响外围零件要提升规格，散热片也要变大，适配器外壳也要变大，造成适配器生产成本的增加；

3.现在讲环保节能，因转换效能不佳，造成能量的损失大，从而浪费公用电力，造成社会公共支出增加，不符合当今节能环的要求。

其中，最初的高频变压器初、次级线圈的磁感应绕线方式如图1所示，它先将初线圈N1先绕于高频变压器线圈骨架上，再绕上次级线圈N2，此种转换能量效率最差，因为N1需先绕完，一般N1在高频变压器设计上线圈非常多层，N1的最外面一层和N2感应最好，但是越往里面越感应不好，以致造成转换能量的效能不佳，能量损失非常大。

于是，经过漫长的尝试之后，人们改进了最原始的变压器线圈绕法，俗称为三明治绕法，如图2所示，它是将初级线圈N1先分一半N11绕上骨架，然后绕上次级线圈N2，再将N1的剩下一半N12连接N11的尾端，继续绕完N12，这样圈数比还是N1∶N2，这种方式为现在采用的最流行绕线工艺，是通过用两部分初级线圈N11和N12来将N2包围，这样可提高感应能力，从而可以比原始方式提高转换效能许多，本申请人经过反复试验之后证明当前的这种绕法还不是最佳的，还有进一步改善的空间。

【发明内容】

本发明的目的是在于克服现有技术的不足，提供了一种能大幅提高转换效能、符合环保要求的高频变压器线圈的新绕法。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种高频变压器线圈的新绕法，先将初、次级线圈的圈数分为若干等分；接着先绕其中一等分的初级线圈，绕完该初级线圈的一等分线圈数后再绕次级线圈的一等分线圈数，以此交叉地绕每一等分的初、次级线圈直至绕完所有等分的初、次级线圈；所述次级线圈采用两股或多股线圈分流并绕，所述次级线圈并绕的股数按所要通过的电流来计算。

在对上述高频变压器线圈的新绕法的改进方案中，所述初、次级线圈的圈数分为两等分；所述次级线圈为两股并绕。

在对上述高频变压器线圈的新绕法的改进方案中，所述初、次级线圈的圈数分为两等分；所述次级线圈为三股并绕。

在对上述高频变压器线圈的新绕法的改进方案中，所述初、次级线圈的圈数分为三等分；所述次级线圈为两股并绕。

在对上述高频变压器线圈的新绕法的改进方案中，所述初、次级线圈的圈数分为三等分；所述次级线圈为三股并绕。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1)、本发明所绕制出来的变压器线圈能大幅提高转换效能，将之应用到开关电源适配器上后，可以大大节能省电，能完全符合环保要求；2)、由于本发明所绕制出来的变压器能效损失少，也就不会使变压器产生很高的热量，这对适配器内的电器部件安全规格不用太高，恰好可以降低损失，缩小体积，节省生产成本。

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

【附图说明】

图1是变压器线圈最原始的绕法示意图；

图2是变压器线圈现阶段的绕法示意图；

图3本发明的绕法示意图；

图4是现阶段的绕法下的变压器线圈骨架所绕制初、次级线圈分布区间；

图5是本发明绕法下的变压器线圈骨架所绕制初、次级线圈分布区间。

【具体实施方式】

本发明为一种高频变压器线圈的新绕法，先将初、次级线圈N1、N2的匝数(圈数)分为若干等分；接着先绕其中一等分的初级线圈，绕完该初级线圈的一等分线圈匝数后再绕次级线圈的一等分线圈匝数，以此交叉地绕每一等分的初、次级线圈直至绕完所有等分的初、次级线圈；所述次级线圈采用两股或多股线圈分流并绕，所述次级线圈并绕的股数按所要通过的电流来计算。通过初、次级线圈的交叉绕线，可提高线圈之间的感应能力，比起现阶段的绕法所生产出来的变压器来说大大提高转换效能。

初、次级线圈N1、N2的圈数可分为两等分、三等分甚至多等分，而次级线圈可以为两股、三股甚至多股并绕，不过，考虑到便于生产的角度，一般情况下，线圈的圈数分为两或三等分比较合适，而次级线圈并绕的股数也一般在两股或三股比较合适。相邻等分之间的初级线圈之间一般采用在线圈骨架的结线点处焊接起来。

本发明是针对现阶段高频变压器的三明治绕法进行改进的，可称为双三明治绕法。由于在同样规格、大小的高频变压器情况下，也就是在线圈骨架一样的情况下，要将原次级线圈在线圈骨架中所占用的的空间分为若干等分来绕制每一等分的次级线圈时，这时就要将原次级线圈的线径减小才能在每一等分的次级线圈空间中绕得下相同圈数的次级线圈，不过，我们知道，线圈线径的大小决定了线圈的电流容量，下表一所示的是部分线圈在不同线径下所对应的1000c.m/A的毫安培电流容量，可看出线圈的线径减小后会带来它的电流容量的降低，为了确保本发明所绕出来的次级线圈的电流容量与现阶段高频变压器的线圈绕法所绕出来的电流容量相当，这时就要采用两股或多股线径较小的线圈并绕才能达到。

AWG	在1000c.m/A的毫安培电流容量
AWG	在1000c.m/A的毫安培电流容量	20	1084
21	812.3	20	1084
21	812.3	22	640.1
23	540.8	22	640.1
23	540.8	25	320.4

26	252.8
26	252.8	27	201.6

表一

以图4、5所示为例，它将线圈骨架1的初、次级线圈所占用的空间各分为两等分(分别是A/2、B/2空间)后，初、次级线圈的匝数也各分为两等分，即初级线圈N1分为N11和N12，次级线圈N2分为N21和N22，如图3所示。假如现阶段三明治绕法所绕要求的次级线圈是22号(AWG)铜线，它所对应的电流容量规格是640.1，如果本发明采用的是25号(AWG)铜线时，由于它所对应的电流容量规格是320.4，两股25号铜线的并流电流值为640.8，于是要两股25号铜线并绕才能达到640.1的电流容量要求。如果采用26号铜线时，则要三股26号铜线(电流容量合为252.8X3＝758.4)并绕才能达到要求单股25号铜线的电流容量规格要求，以此类推计算。

由于适配器最怕的就是转换效益不高，转换效率为：效率＝输出功率/输入功率，若效率不高，则适配器本身能量损失大，这样不符节能要求。例如：每天使用一50W适配器供应给笔记本电脑使用的话，若旧技术(即现阶段的线圈绕法所生产出来的适配器)的效率为82％，本发明所生产出来的适配器的效率则可以达到87％，那中间相差5％，也就是旧技术需要50W/82％＝61W的输入功率，即旧技术下的适配器本身损失11W，那本发明需要50W/87％＝57.5W的输入功率，比起当前绕法下的适配器来说可节省3.5W，如果一笔记本电脑一天用10小时，则一天可省35W，一年可以省12,775W的电，若大家都使用本发明所绕制出来的变压器，则一年可节省相当可观的电能，这对个人或对国家、社会来说都是非常有利的，所以本发明所绕制出来的变压器线圈能大幅提高转换效能，将之应用到开关电源适配器上后，可以大大节能省电，从而符合环保要求。

由于开关电源适配器最重要的就是转换效率，效率不高，意味着适配器内部能量消耗大，这样其内部的电器部件必须提高安全规格，要采用安全性能更高的电器部件才能不会因适配器温度升高来烧坏；与此同时，要加大适配器的体积才能承受更多消耗，这样造成适配器生产成本增加，经本发明所绕制出来的变压器应用到适配器上后，恰好可以降低损失，缩小体积，节省生产成本。尤其是现在，各国家都在要求适配器要节能，所以各国制定了各国法规要求，来强制规范适配器的节能标准，如美国能源之星ENERGY STAR法规，韩国K-MEPS法规，澳洲MEPS法规，欧盟EuP发法规等，经实验证明，本发明所生产的变压器应用到适配器上后，完全能符合各国或地区的节能法规要求。

Claims

1、一种高频变压器线圈的新绕法，其特征在于先将初、次级线圈(N1)、(N2)的圈数分为若干等分；接着先绕其中一等分的初级线圈，绕完该初级线圈的一等分线圈数后再绕次级线圈的一等分线圈数，以此交叉地绕每一等分的初、次级线圈直至绕完所有等分的初、次级线圈；所述次级线圈采用两股或多股线圈分流并绕，所述次级线圈并绕的股数按所要通过的电流来计算。

2、根据权利要求1所述的高频变压器线圈的新绕法，其特征在于：所述初、次级线圈(N1)、(N2)的圈数分为两等分；所述次级线圈为两股并绕。

3、根据权利要求1所述的高频变压器线圈的新绕法，其特征在于：所述初、次级线圈(N1)、(N2)的圈数分为两等分；所述次级线圈为三股并绕。

4、根据权利要求1所述的高频变压器线圈的新绕法，其特征在于：所述初、次级线圈(N1)、(N2)的圈数分为三等分；所述次级线圈为两股并绕。

5、根据权利要求1所述的高频变压器线圈的新绕法，其特征在于：所述初、次级线圈(N1)、(N2)的圈数分为三等分；所述次级线圈为三股并绕。