CN107768101B - 复合变压器、变压器电路及负氧离子机 - Google Patents

Abstract

本发明提供复合变压器、变压器电路及负氧离子机。所述复合变压器包括原边、磁饱和隔离副边和励磁高压副边，所述磁饱和隔离副边和所述励磁高压副边共用所述原边，所述原边和所述磁饱和隔离副边形成磁饱和隔离稳压变压器，所述原边和所述励磁高压副边形成励磁高压变压器，磁场可在所述磁饱和隔离副边和所述励磁高压副边之间传输，所述励磁高压副边与负载连接后的电流的相位超前。所述变压器电路包括上述的复合变压器。所述负氧离子机包括上述的复合变压器。本发明可以提高变压器的效率，还可以在保证输出高压的同时减少变压器的体积。

Description

复合变压器、变压器电路及负氧离子机

技术领域

本发明涉及变压器，特别涉及一种复合了磁饱和隔离稳压变压器以及励磁高压变压器的变压器，还提供了包括该变压器的变压器电路和负氧离子机。

背景技术

在一些负氧离子机中用到一种高压发生电路，在产品化的过程时，出现这样一个问题：负氧离子机的其他用电配件，会消耗一些负离子，降低了整体效果。为了降低负离子的损耗，需要把其他用电设备的供电用一个隔离变压器进行隔离供电。

这样，负氧离子机就需要用两个变压器，一个高压变压器，一个隔离变压器。这两个小型变压器，还必须把体积设计得相对大一些才能满足要求，如此就造成了负氧离子机的体积变大。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中造成了负氧离子机的体积变大的问题，提出一种复合变压器、变压器电路及负氧离子机。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

复合变压器，包括原边、磁饱和隔离副边和励磁高压副边，所述磁饱和隔离副边和所述励磁高压副边共用所述原边，所述原边和所述磁饱和隔离副边形成磁饱和隔离稳压变压器，所述原边和所述励磁高压副边形成励磁高压变压器，磁场可在所述磁饱和隔离副边和所述励磁高压副边之间传输，所述励磁高压副边与负载连接后的电流的相位超前。

在一些优选的实施方式中，包括绕组和磁芯，所述绕组包括原边绕组、磁饱和隔离绕组和励磁高压绕组，所述磁芯包括原边磁芯、磁饱和隔离磁芯和励磁高压磁芯，所述原边绕组、所述磁饱和隔离绕组、所述励磁高压绕组分别套在所述原边磁芯、所述磁饱和隔离磁芯、所述励磁高压磁芯上，所述原边磁芯、所述磁饱和隔离磁芯和所述励磁高压磁芯相互之间可形成封闭的磁回路。

在进一步优选的实施方式中，所述磁芯上设有磁力线分配口，所述磁力线分配口用于漏掉多余的电磁能。

在进一步优选的实施方式中，所述磁力线分配口的位置偏向所述磁饱和隔离副边或励磁高压副边。

在进一步优选的实施方式中，所述原边磁芯的面积均大于所述磁饱和隔离磁芯的面积和所述励磁高压磁芯的面积，且所述原边磁芯的面积小于或等于所述磁饱和隔离磁芯与所述励磁高压磁芯的面积之和。

在一些优选的实施方式中，所述负载是容性的。

在进一步优选的实施方式中，所述磁芯包括E形上磁芯和I形下磁芯，所述E形上磁芯位于所述I形下磁芯之上。

在进一步优选的实施方式中，所述磁芯的材料包括硅钢片和铁芯。

在另一方面，本发明还提供一种变压器电路和一种负氧离子机。

所述变压器电路包括上述的复合变压器。

所述负氧离子机包括上述的复合变压器。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

通过共用原边，在一个变压器里面集成了磁饱和隔离稳压变压器和励磁高压变压器，励磁高压副边的剩磁可以传输到磁饱和隔离副边，减少能量损失的同时增强了磁饱和隔离稳压变压器的稳压输出效果。磁饱和隔离稳压变压器在工作时，会引起励磁高压副边的磁通量的变化增加很大，结果是励磁高压变压器的输出电压可提升80％以上，在保证输出高压的同时也减少了变压器的体积。

在优选的实施方式中，本发明还具有如下有益效果：

进一步地，磁芯上设有用于漏掉多余的电磁能的磁力线分配口，当磁饱和隔离副边或者励磁高压副边出现磁饱和时，多于的电磁能从磁力线分配口漏掉，避免了涡流的产生，从而提高变压器的效率。

附图说明

图1为本发明的复合变压器的原理示意图；

图2为本发明的复合变压器的结构示意图；

图3为复合变压器的磁芯的结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参考图1，复合变压器包括原边1、磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3，磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3共用原边1，原边1和磁饱和隔离副边2形成磁饱和隔离稳压变压器TR1，原边1和励磁高压副边3形成励磁高压变压器TR2，磁场可在磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3之间传输，励磁高压副边3与负载连接后的电流的相位超前。

参考图1和图2，复合变压器工作时，原边1产生的磁力线1A和1B分别经过磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3。励磁高压副边3与负载连接后，电流的相位超前，比如说与容性的负载连接，励磁高压副边3就会产生一个感应反向磁场，这个磁场的磁力线31的方向与原边1产生的磁力线1A的方向是一致的，由于磁场可在磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3之间传输，使得磁饱和隔离副边2的磁通量变大，进而使磁饱和隔离稳压变压器TR1的输出得到加强。磁饱和隔离副边2接上负载后，电流达到峰值，在磁饱和隔离副边2产生反向磁场，这个反向磁场会使励磁高压副边3的磁场强度的变化加大，使得励磁高压变压器TR2的输出电压会更高，从而可以减少励磁高压副边3的尺寸。

公知的励磁高压变压器设计中，一般不会设计在工频等低频交流电环境下工作，因为这样做效率低。但在本发明中，通过共用原边1，在一个变压器里面集成了磁饱和隔离稳压变压器TR1和励磁高压变压器TR2，励磁高压副边2的剩磁可以传输到磁饱和隔离副边3，减少能量损失的同时增强了磁饱和隔离稳压变压器TR1的稳压输出效果。磁饱和隔离稳压变压器TR1在工作时，会引起励磁高压副边3的磁通量的变化增加很大，结果是励磁高压变压器TR2的输出电压可提升80％以上，在保证输出高压的同时也减少了变压器的体积。磁饱和隔离副边3和励磁高压副边2的磁场能进行了互补，避免了损耗的产生，从而提高变压器的效率。

下面对本发明作进一步的介绍。

参考图2和图3，复合变压器包括绕组4和磁芯5，绕组4包括原边绕组11、磁饱和隔离绕组21和励磁高压绕组31，磁芯包括原边磁芯12、磁饱和隔离磁芯22和励磁高压磁芯32，原边绕组11、磁饱和隔离绕组21、励磁高压绕组31分别套在原边磁芯12、磁饱和隔离磁芯22、励磁高压磁芯32上，原边磁芯12、磁饱和隔离磁芯22和励磁高压磁芯32相互之间可形成封闭的磁回路。具体而言，原边磁芯12与磁饱和隔离磁芯22之间可形成封闭的磁回路，原边磁芯12与励磁高压磁芯32之间也可形成封闭的磁回路，磁饱和隔离磁芯22和励磁高压磁芯32之间可形成封闭的磁回路，从而使电磁能在原边1、磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3之间相互传输。

参考图3，磁芯5包括E形上磁芯51和I形下磁芯52，E形上磁芯51位于I形下磁芯52之上，这样的结构设计便于安装绕组。磁芯5的材料包括硅钢片和铁芯，本发明的实施例中选择硅钢片，硅钢片可以保留大约一半的剩磁，也就是说励磁高压副边2有一半的剩磁可以传输到磁饱和隔离副边3，充分利用了电磁能，在不增加绕组圈数的情况下提高了输出电压。参考图1至图3，可见，磁饱和隔离稳压变压器TR1和励磁高压变压器TR2是共用磁芯5的，从体积上来看，缩小了大约一半的体积。

参考图3，对于磁芯的面积，由于原边1需要带两组负载，所以原边磁芯12的面积应当是最大的，即原边磁芯12的面积a均大于所述磁饱和隔离磁芯22的面积b和励磁高压磁芯32的面积c。为了使磁场在磁饱和隔离副边2和励磁高压副边3之间传输，可以按如下方式设置：原边磁芯12的面积a小于或等于磁饱和隔离磁芯22与励磁高压磁芯32的面积之和(b+c)。

根据上述可知，磁饱和隔离稳压变压器TR1和励磁高压变压器TR2有机地整合在一起后，电磁能可相互利用，提高了两者的效率，也减少绕组的匝数，不仅降低了成本，也使得励磁高压副边3的温升大大降低，对于励磁高压变压器TR2而言，匝数的减少，有利于减少寄电生容的影响，从而使电压升高得更快。此外，变压器的结构简单，加工和使用都很方便。

复合变压器在工作的时候，存在磁饱和的情况，为了消除磁饱和，参考图2和图3，在磁芯5上设有磁力线分配口501，磁力线分配口501用于漏掉多余的电磁能。当磁饱和隔离副边2或者励磁高压副边3出现磁饱和时，多余的电磁能从磁力线分配口501漏掉，避免了涡流的产生，从而提高变压器的效率。但是，磁力线分配口501在稳定正常工作时的磁漏是很微小的。绕组的减少有利于减少温升，而磁力线分配口501的设置可以释放多余的电磁能，有利于提高变压器对外界电磁干扰的适应性，从而使得变压器适用于条件恶劣的场合。

参考图2和图3，在本发明的实施例中，磁力线分配口501的数量为两个，一上一下设置在磁芯5中，磁力线分配口501的形状为U形，当然，也可以选择其它形状，比如V型。磁力线分配口501的位置偏向励磁高压副边3，磁场在励磁高压副边3受到的阻力大，在磁饱和隔离副边2的阻力则小，那么变压器就会优先满足隔离输出的电能供应，当然，根据需要也可以使磁力线分配口501偏向磁饱和隔离副边2。

本发明的复合变压器也可以单独作为磁饱和隔离稳压变压器或者励磁高压变压器使用。若单独当作磁饱和隔离稳压变压器使用，则可大幅度减少励磁高压副边3的绕组的匝数，而且在励磁高压副边3接上电容，用于储能，工作时电容将能量释放到磁饱和隔离副边3，同样也可以提高效率。若单独当作励磁高压变压器使用，则可大幅度减少磁饱和隔离副边3的绕组的匝数，效率也可以得到提高。

本发明还提供一种变压器电路，该变压器电路包括上述的复合变压器。

本发明还提供一种负氧离子机，该负氧离子机包括上述的复合变压器。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.复合变压器，其特征在于：包括原边、磁饱和隔离副边和励磁高压副边，所述磁饱和隔离副边和所述励磁高压副边共用所述原边，所述原边和所述磁饱和隔离副边形成磁饱和隔离稳压变压器，所述原边和所述励磁高压副边形成励磁高压变压器，磁场可在所述磁饱和隔离副边和所述励磁高压副边之间传输，所述励磁高压副边与负载连接后的电流的相位超前；包括绕组和磁芯，所述绕组包括原边绕组、磁饱和隔离绕组和励磁高压绕组，所述磁芯包括原边磁芯、磁饱和隔离磁芯和励磁高压磁芯，所述原边绕组、所述磁饱和隔离绕组、所述励磁高压绕组分别套在所述原边磁芯、所述磁饱和隔离磁芯、所述励磁高压磁芯上；所述原边磁芯与所述磁饱和隔离磁芯之间形成封闭的磁回路，所述原边磁芯与所述励磁高压磁芯之间形成封闭的磁回路，所述磁饱和隔离磁芯和所述励磁高压磁芯之间形成封闭的磁回路；所述励磁高压副边可产生一个感应反向磁场，所述感应反向磁场的磁力线的方向与所述原边产生的磁力线的方向是一致的；所述磁饱和隔离副边可产生反向磁场，所述反向磁场可使所述励磁高压副边的磁通量的变化加大。

2.根据权利要求1所述的复合变压器，其特征在于：所述磁芯上设有磁力线分配口，所述磁力线分配口用于漏掉多余的电磁能。

3.根据权利要求1所述的复合变压器，其特征在于：所述磁力线分配口的位置偏向所述磁饱和隔离副边或励磁高压副边。

4.根据权利要求1所述的复合变压器，其特征在于：所述原边磁芯的面积均大于所述磁饱和隔离磁芯的面积和所述励磁高压磁芯的面积，且所述原边磁芯的面积小于或等于所述磁饱和隔离磁芯与所述励磁高压磁芯的面积之和。

5.根据权利要求1所述的复合变压器，其特征在于：所述负载是容性的。

6.根据权利要求1所述的复合变压器，其特征在于：所述磁芯包括E形上磁芯和I形下磁芯，所述E形上磁芯位于所述I形下磁芯之上。

7.根据权利要求1至6任一项所述的复合变压器，其特征在于：所述磁芯的材料包括硅钢片和铁芯。

8.根据权利要求1所述的复合变压器，其特征在于：所述磁芯可保留剩磁，所述励磁高压副边的剩磁可传输到所述磁饱和隔离副边。

9.变压器电路，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述的复合变压器。

10.负氧离子机，其特征在于：包括权利要求1至8任一项所述的复合变压器。