CN108122667A - 变压器及电源装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种变压器及电源装置，包括初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；次级绕组的第一端或第二端连接可调阻抗器件的第一端，可调阻抗器件的第二端连接屏蔽绕组的第一端；可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；在变压器接入供电电路的情况下，且在供电电路的开关管在断开或闭合状态之间切换时，屏蔽绕组产生的电流方向与初级绕组和次级绕组产生的共模电流方向相反，可调阻抗器件用于调节屏蔽绕组产生的电流大小，以使屏蔽绕组产生的电流等于初级绕组和次级绕组产生的共模电流之和；其中，屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值。本申请实施例能够简化变压器设计调试，缩短变压器设计验证周期，降低生产成本。

Description

变压器及电源装置

技术领域

本申请涉及电子电力领域，尤其涉及一种变压器以及电源装置。

背景技术

当前电源适配器必须进行电磁干扰测试，产生的电磁噪声必须要低于国际上关于电磁干扰规定的限值。电源适配器电磁干扰主要包括差模噪声以及共模噪声。电源适配器的功率器件在工作过程中高速开关，会在变压器的初次级绕组产生电压跳变，其通过变压器的寄生电容产生位移电流，形成电源适配器的共模噪声。

一般地，为了抑制共模噪声主要通过以下方式实现：在变压器加入铜箔屏蔽层来屏蔽变压器初次级绕组之间的共模电流，通过在初次级绕组之间加入铜箔屏蔽层，并将铜箔电连接到初级绕组的静地端，因此铜箔上电位不会跳变，初级绕组产生的共模电流通过铜箔屏蔽到初级静地端，进而减小适配器初次级产生的共模电流。

然而，采用上述实现方式存在以下问题：1、铜箔屏蔽只能减小初级绕组产生的共模电流或者次级绕组产生的共模电流，没有从根本上抑制初次级的共模电流；2、采用铜箔屏蔽的方法很难实现自动化加工，屏蔽层的制作和绕组需人工完成，生产成本高。

为了抑制共模噪声，通常也会在变压器中加入屏蔽层构造一个反向噪声源，通过调节屏蔽层的匝数来调节反向噪声源的大小，使其产生的共模电流与初次级绕组产生的共模电流相互抵消，达到屏蔽效果。如图1所示的变压器，在初级绕组N1和次级绕组N4之间加入屏蔽层N3，N3直接接初级静地端(也即电压不会发生跳变的点)，从而使得N3构成一个反向噪声源，通过调节N3的匝数，使反向噪声源产生的共模电流和初次级绕组产生的共模电流相互抵消，达到最佳的共模效果。然而，采用图1所描述的变压器，存在以下问题：

1、屏蔽层的最佳匝数比较难以确定，通常需要打样多个变压器遍历最优匝数，需要大量人力和时间，尤其是在最佳匝数存在小数匝时，实际难以实现；2、在灌胶场景下，变压器调整是一次性的，为了得到屏蔽层的最佳匝数，需要打多个变压器，多次灌胶测试，需要大量人力和时间。

因此，如何在较短的时间内实现变压器共模噪声的最佳屏蔽效果，同时缩短变压器设计周期是本领域技术人员正在研究的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种变压器及电源装置，实施本申请实施例，能够简化变压器设计调试，较大程度低缩短变压器设计验证周期，降低生产成本。

第一方面，本申请实施例提供了一种变压器，包括：

初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述初级绕组的第一端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述变压器接入供电电路的情况下，且在所述供电电路的开关管在断开或闭合状态之间切换时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定；其中，所述开关管与所述变压器连接。

可选地，所述变压器所在电路包括：二极管；

在所述初级绕组的第一端与所述次级绕组的第二端属于同名端的情况下，所述二极管的正极连接所述次级绕组的第一端，或者所述二极管的负极连接所述次级绕组的第二端。

可选地，在所述初级绕组的第一端与所述次级绕组的第二端属于同名端的情况下，所述屏蔽绕组的第二端与所述初级绕组的第一端属于同名端。

可选地，在所述二极管的正极连接所述次级绕组的第一端的情况下，所述次级绕组的第二端连接所述可调阻抗器件的第一端；

在所述二极管的负极连接所述次级绕组的第二端的情况下，所述次级绕组的第一端连接所述可调阻抗器件的第一端。

可选地，所述可调阻抗器件包括：电容、电阻以及电感中的一个或多个。

可选地，所述可调阻抗器件包括：可调电容、可调电阻以及可调电感中的一个或多个。

第二方面，本申请实施例还提供了一种变压器，包括：

初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述次级绕组的第一端或第二端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述变压器接入供电电路的情况下，且在所述供电电路的开关管在断开或闭合状态之间切换时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定；其中，所述开关管与所述变压器连接。

可选地，所述变压器所在电路包括：二极管；

在所述初级绕组的第二端与所述次级绕组的第一端属于同名端的情况下，所述二极管的正极连接所述次级绕组的第一端，或者所述二极管的负极连接所述次级绕组的第二端。

可选地，在所述初级绕组的第二端与所述次级绕组的第一端属于同名端的情况下，所述屏蔽绕组的第二端与所述初级绕组的第二端属于同名端。

可选地，所述可调阻抗器件包括：电容、电阻以及电感中的一个或多个。

可选地，所述可调阻抗器件包括：可调电容、可调电阻以及可调电感中的一个或多个。

第三方面，本申请实施例提供了一种电源装置，包括：

供电电路、整流电路、滤波电路、脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制电路、开关管以及变压器电路；

所述变压器电路包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述供电电路与所述整流电路连接，所述整流电路与所述滤波电路连接，所述滤波电路的与所述初级绕组连接，所述PWM控制电路与所述开关管连接，所述开关管与所述初级绕组连接；所述初级绕组的第一端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述开关管断开或闭合时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定。

第四方面，本申请实施例还提供了一种电源装置，包括：

供电电路、整流电路、滤波电路、PWM控制电路、开关管以及变压器电路；

所述变压器电路包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述供电电路与所述整流电路连接，所述整流电路与所述滤波电路连接，所述滤波电路的与所述初级绕组连接，所述PWM控制电路与所述开关管连接，所述开关管与所述初级绕组连接；所述次级绕组的第一端或第二端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述开关管断开或闭合时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定。

实施本申请实施例，在变压器中加入屏蔽绕组，将可调阻抗器件与屏蔽绕组串联连接，通过更换或调节可调阻抗的阻抗大小就可以将变压器产生的共模电流调到最小，简化变压器设计调试，较大程度低缩短变压器设计验证周期，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1是现有技术公开的一种变压器的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种变压器电路的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种变压器电路的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的又一种变压器电路的结构示意图；

图5A是本申请实施例提供的一种变压器电路的等效电路示意图；

图5B是本申请实施例提供的另一种变压器电路的等效电路示意图；

图6是本申请实施例提供的一种变压器电路的结构示意图；

图7是本申请实施例提供的另一种变压器电路的结构示意图；

图8是本申请实施例提供的又一种变压器电路的结构示意图；

图9A是本申请实施例提供的一种变压器电路的等效电路示意图；

图9B是本申请实施例提供的另一种变压器电路的等效电路示意图；

图10是本申请实施例提供的一种电源装置的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的另一种电源装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中技术方案进行描述。

本申请实施例提供了一种变压器，可以在较短的时间内实现变压器共模噪声的最佳屏蔽效果，同时缩短变压器设计周期，降低研发以及生产成本。

请参见图2，图2是本申请实施例提供的一种变压器电路的结构示意图，如图2所示，该变压器电路10至少可以包括：

初级绕组110、次级绕组120、屏蔽绕组130和可调阻抗器件140；

上述初级绕组110的第一端111连接上述可调阻抗器件140的第一端141，上述可调阻抗器件140的第二端142连接上述屏蔽绕组130的第一端131；上述可调阻抗器件140为可更换或调节阻抗的元器件；

如图2所示，上述变压器电路还包括：开关管150，该开关管150与上述变压器连接，具体地，与上述初级绕组110连接。在上述变压器接入供电电路的情况下，在开关管150断开或闭合时，上述屏蔽绕组130产生的电流方向与上述初级绕组110和上述次级绕组120产生的共模电流方向相反，上述可调阻抗器件140用于调节上述屏蔽绕组130产生的电流大小，以使上述屏蔽绕组130产生的电流等于上述初级绕组110和上述次级绕组120产生的共模电流之和；其中，上述屏蔽绕组130的匝数为固定值，且大于匝数阈值，上述匝数阈值依据上述初级绕组110和上述次级绕组120产生的共模电流之和以及上述屏蔽绕组130产生的电流确定。

其中，上述屏蔽绕组产生的电流方向、初级绕组产生的电流方向以及次级绕组产生的电流方向的判断依据，可以依据流经同一个元器件的电流方向来判断。具体地，本申请实施例中上述屏蔽绕组产生的电流方向与上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流方向相反，可以包含以下两种情况：

1、屏蔽绕产生的电流方向与初级绕组产生的电流方向相反，且该屏蔽绕组产生的电流方向与次级绕组产生的电流方向相反；

2、屏蔽绕产生的电流方向与初级绕组产生的电流方向相反，且该屏蔽绕组产生的电流方向与次级绕组产生的电流方向相同；但是该情况下，初级绕组产生的电流大于次级绕组产生的电流，依据矢量的计算方式，该屏蔽绕组产生的电流方向仍然与初级绕组和次级绕组产生的电流方向相反。

其中，在变压器接入供电电路的情况下，可从初级绕组110接入该供电电路，如图2所示。可选地，变压器所接入的供电电路可以为经过处理后的直流电源，也可以包含对交流电(如市电)进行处理如整流滤波的供电电路等，本申请实施例对于该供电电路中的具体结构不作唯一性限定。其中，次级绕组120可用于与负载电路连接，如图2所示的负载电路160，或者该次级绕组120也可与其他类型的负载电路连接等等，本申请实施例不作唯一性限定。可以理解的是，该变压器中还可以包含其他元器件，如铁芯或磁芯等等，本申请实施例不作限定。

其中，屏蔽绕组130的第二端可以悬空，屏蔽绕组的第二端悬空之后，能够保证该变压器电路在正常工作的情况下，不被打扰，而且还可以有效抵消共模电流。

具体地，上述可调阻抗器件包括：电容、电阻以及电感中的一个或多个。图2中所示的可调阻抗器件为电容，该可调阻抗器件也可以为电阻或电感，又或者该可调阻抗器件为电容和电阻的组合，又或者为电容和电感的组合，又或者为电阻与电感的组合等，本申请实施例不作唯一性限定。可以理解的是，该可调阻抗器件的作用在于能够产生阻抗，从而来降低流经的电流大小，因此，该可调阻抗器件还可能为其他能够产生阻抗的器件等。如该可调阻抗器件还可以为可调电阻、可调电容以及可调电感中的一个或多个，在实际应用中，工作人员可以依据需要调节该可调电阻的大小、该可调电容的大小或该可调电感的大小等，从而得到需要的阻抗大小。使用可调电阻、可调电容或可调电感不仅可以实现本申请实施例所描述的调节阻抗大小的功能，还能够避免由于需要更换器件而增加时间成本，从而提高时间效率以及工作效率。

可以理解的是，本申请实施例所描述的变压器可用于反激变压器、升降压式变压器等。本申请实施例所描述的变压器电路不仅可以包含上述所描述的变压器，也可以包含上述所描述的供电电路等等，本申请实施例对于该变压器电路所包含的其他器件不作限定。

本申请实施例，通过在变压器中加入可调阻抗器件，且屏蔽绕组的匝数大于匝数阈值，不仅可以有效确定屏蔽绕组的匝数，而且通过加入可调阻抗器件，可以有效避免多次打样变压器，而增加成本；因此，实施本申请实施例，在实现变压器的最佳屏蔽效果的同时，可以有效缩短变压器的设计周期，节约时间成本以及生产成本。

基于图2所描述的实现方式，以反激变压器为例来说明本申请实施例所描述的变压器电路的具体工作原理，请参见图3和图4，其中，图3是本申请实施例提供的另一种变压器电路的结构示意图，如图3所示，上述变压器电路(也即上述变压器所在电路)还包括：二极管170；

在上述初级绕组110的第一端111与上述次级绕组120的第二端122属于同名端的情况下，上述二极管170的正极171连接上述次级绕组120的第一端121；

在上述初级绕组110的第一端111与上述次级绕组120的第二端122属于同名端的情况下，上述屏蔽绕组130的第二端132与上述初级绕组110的第一端111属于同名端。

或者，如图4所示，图4是本申请实施例提供的又一种变压器电路的结构示意图。

在上述初级绕组110的第一端111与上述次级绕组120的第二端122属于同名端的情况下，上述二极管170的负极172连接上述次级绕组120的第二端122；

在上述初级绕组110的第一端111与上述次级绕组120的第二端122属于同名端的情况下，上述屏蔽绕组的第二端132与上述初级绕组110的第一端111属于同名端。

图3和图4示出了两种形式的反激变压器的结构示意图，下面针对图4所示的变压器来分析具体工作原理，请参见图5A，图5A是本申请实施例提供的一种变压器电路的等效电路示意图，如图5A所示，图中第一电容180的第一端181与初级绕组110的第一端111连接，第一电容180的第二端182与次级绕组120的第一端121连接；第二电容190的第一端191与初级绕组110的第二端112连接，第二电容190的第二端192与次级绕组120的第二端122连接；第三电容210的第一端211与屏蔽绕组130的第二端132连接，第三电容210的第二端212与次级绕组120的第二端122连接。其中，第一电容180可以理解为初级绕组和屏蔽绕组对次级绕组的寄生电容，第二电容190可以理解为初级绕组对次级绕组的寄生电容，第三电容210可以理解为屏蔽绕组对次级绕组的寄生电容。图中等效电阻220可以理解为线路阻抗稳定网络(Line Impedance Stabilization Network，LISN)等效电阻。可以理解的是，上述第一电容、第二电容和第三电容的连接仅为示例，不应理解为对本申请实施例中的寄生电容具有限定意义。

在开关管(图中未示出)闭合或断开时，又或者称开关管闭合或断开的瞬间，又或者称开关管在断开状态和闭合状态之间切换时，分别依据初级绕组、次级绕组和屏蔽绕组的两端电压变化，可以得到与初级绕组、次级绕组和屏蔽绕组对应的等效电源如图5A中的电源11、电源12和电源13所示。其中，初级绕组对应的等效电源11产生的电流从等效电源11的正极流出，经过第二电容190(即初级绕组对次级绕组的寄生电容)和等效电阻220，流入等效电源11的负极。次级绕组对应的等效电源12产生的电流从等效电源12的正极流出，经过等效电阻220和第一电容180(即初级绕组和屏蔽绕组对次级绕组的寄生电容)，流入等效电源12的负极。屏蔽绕组对应的等效电源13产生的电流从等效电源13的正极流出，经过可调阻抗器件140、等效电阻220和第三电容210(即屏蔽绕组对次级绕组的寄生电容)，流入等效电源13的负极。假设初级绕组对应的等效电源产生的电流为第一电流I₁₁，次级绕组对应的等效电源产生的电流为第二电流I₁₂，屏蔽绕组对应的等效电源产生的电流为第三电流I₁₃，则依据屏蔽绕组130产生的电流等于上述初级绕组110和上述次级绕组120产生的共模电流之和的关系，应有I₁₁+I₁₂＝I₁₃。可以理解的是，本申请实施例中的电流均为矢量。

在介绍屏蔽绕组的匝数之前，请参见图5B，图5B是本申请实施例提供的另一种变压器电路的等效电路示意图，在图5B中，假设初级绕组对应的等效电源产生的电流为I₁，次级绕组对应的等效电源产生的电流为I₂,屏蔽绕组对应的等效电源产生的电流为I₃，若要使得屏蔽绕组产生的共模电流与初级绕组和次级绕组产生的共模电流之和相互抵消，则应有如下公式：I₁+I₂＝I₃。

根据变压器中电流与电容、电压和频率之间的关系，以及电压与匝数之间的关系，得到与I₁+I₂＝I₃对应的公式，如：N₁₃₀*C₃＝N₁₁₀*C₁+N₁₂₀*C₂即可得出屏蔽绕组的匝数阈值。其中，N₁₃₀为屏蔽绕组的匝数，N₁₁₀为初级绕组的匝数，N₁₂₀为次级绕组的匝数，C₃为第三电容210，C₁为第一电容180，C₂为第二电容190。即在上述屏蔽绕组130的匝数为上述匝数阈值的情况下，上述屏蔽绕组130产生的电流等于上述初级绕组110和上述次级绕组120产生的共模电流之和。

但是如前面分析，该匝数阈值往往难以准确确定，仍然需要多次打样变压器才能得到最优匝数，因此，在图5A中，屏蔽绕组的匝数可以为一固定值，且该固定值大于匝数阈值，此时通过串联可调阻抗器件可以有效避免由于屏蔽绕组产生的共模电流大于初级绕组和次级绕组产生的共模电流之和的情况出现。在可调阻抗器件为电容时，通过更换电容来得到不同的阻抗大小，即可调节屏蔽绕组产生的共模电流，从而提高了调节效率。另一方面，由于该电容接在初级绕组静地端(如图5A中初级绕组110的第一端111或等效电阻220所在支路与电源11所在支路的交叉点)，非Y电容，因此不存在安规问题。可以理解的是，针对图3所示的变压器电路的具体工作原理与图4所示的变压器的工作原理所不同的是，图3所示的变压器电路示意图中，屏蔽绕组产生的电流方向与次级绕组产生的共模电流的方向相同。图3中，尽管屏蔽绕组产生的电流方向与次级绕组产生的共模电流相同，但是由于初级绕组产生的电流远远大于次级绕组产生的电流，因此，屏蔽绕组产生的电流方向仍可以理解为与初级绕组和次级绕组产生的电流方向相反。其他具体实现方式可以相应参考图4所示的变压器电路，这里不再一一赘述。

本申请实施例所提供的变压器，在调试过程中，可以大幅度减小变压器打样的数量和时间，提高了效率，并且能够灵活地调节电容或电阻大小将共模噪声降到最低，缩短变压器调试测试时间。

请参见图6，图6是本申请实施例提供的另一种变压器电路的结构示意图，如图6所示，该变压器电路30至少可以包括：

初级绕组310、次级绕组320、屏蔽绕组330和可调阻抗器件340；

上述次级绕组320的第一端321或第二端322(图6所示为第一端)连接上述可调阻抗器件340的第一端341，上述可调阻抗器件340的第二端342连接上述屏蔽绕组330的第一端331；上述可调阻抗器件340为可更换或调节阻抗的元器件；

如图6所示，上述变压器电路还包括：开关管350，该开关管350与上述变压器连接，具体地，与上述初级绕组310连接。

在上述变压器接入供电电路的情况下，在开关管350断开或闭合时，上述屏蔽绕组330产生的电流方向与上述初级绕组310和上述次级绕组320产生的共模电流方向相反，上述可调阻抗器件340用于调节上述屏蔽绕组330产生的电流大小，以使上述屏蔽绕组330产生的电流等于上述初级绕组310和上述次级绕组320产生的共模电流之和；其中，上述屏蔽绕组330的匝数为固定值，且大于匝数阈值，上述匝数阈值依据上述初级绕组310和上述次级绕组320产生的共模电流之和以及上述屏蔽绕组330产生的电流确定。

可以理解的是，对于上述屏蔽绕组330产生的电流方向与上述初级绕组310和上述次级绕组320产生的共模电流方向相反的相关描述，可参考图2所示的相关描述中，这里不再一一赘述。

其中，在变压器接入供电电路的情况下，可从初级绕组310接入该供电电路，如图6所示。可选地，变压器所接入的供电电路可以直接为经过处理后的直流电源，也可以包含对交流电(如市电)进行处理如整流滤波等处理的供电电路等，本申请实施例对于该供电电路中的具体结构不作唯一性限定。其中，次级绕组320可用于与负载电路连接，如图6所示的负载电路360，或者该次级绕组320也可与其他类型的负载电路连接等等，本申请实施例不作唯一性限定。可以理解的是，该变压器中还可以包含其他元器件，如铁芯或磁芯等等，本申请实施例不作限定。

其中，屏蔽绕组330的第二端332可以悬空。具体地，上述可调阻抗器件340包括：电容、电阻以及电感中的一个或多个。图6中所示的可调阻抗器件为电容，该可调阻抗器件也可以为电阻或电感，又或者该可调阻抗器件为电容和电阻的组合，又或者为电容和电感的组合，又或者为电阻与电感的组合等，本申请实施例不作唯一性限定。具体描述还可参考前述实施例中(如图2)的相关描述。如该可调阻抗器件还可以为可调电阻、可调电容以及可调电感中的一个或多个，在实际应用中，工作人员可以依据需要调节该可调电阻的大小、该可调电容的的大小或该可调电感的大小等，从而得到需要的阻抗大小。使用可调电阻、可调电容或可调电感不仅可以实现本申请实施例所描述的调节阻抗大小的功能，还能够避免由于需要更换器件而增加时间成本，从而提高时间效率以及工作效率。

可以理解的是，本申请实施例所描述的变压器也可用于反激变压器、升降压式变压器等。

本申请实施例，通过在变压器中加入可调阻抗器件，且屏蔽绕组的匝数大于匝数阈值，不仅可以有效确定屏蔽绕组的匝数，而且通过加入可调阻抗器件，可以有效避免多次打样变压器，而增加成本；因此，实施本申请实施例，在实现变压器的最佳屏蔽效果的同时，可以有效缩短变压器的设计周期，节约时间成本以及生产成本。

基于图6所描述的实现方式，以反激变压器为例来说明本申请实施例所描述的变压器电路的具体工作原理，请参见图7和图8，其中，图7是本申请实施例提供的另一种变压器电路的结构示意图，如图7所示，上述变压器电路30还包括：二极管370；

在上述初级绕组310的第二端312与上述次级绕组320的第一端321属于同名端的情况下，上述二极管370的正极371连接上述次级绕组320的第一端321；

在上述初级绕组310的第二端312与上述次级绕组320的第一端321属于同名端的情况下，上述屏蔽绕组330的第二端332与上述初级绕组310的第二端312属于同名端。

其中，可调阻抗器件340的连接方式可如图7所示。

或者，如图8所示，图8是本申请实施例提供的又一种变压器电路的结构示意图。

在上述初级绕组310的第一端311与上述次级绕组320的第一端321属于同名端的情况下，上述二极管370的负极372连接上述次级绕组320的第二端322；

在上述初级绕组310的第二端312与上述次级绕组320的第一端321属于同名端的情况下，上述屏蔽绕组330的第二端332与上述初级绕组310的第二端312属于同名端。

对于图7和图8所示的可调阻抗器件的连接方式说明，对于图7来说，由于二极管370的正极371连接次级绕组320的第一端321，该情况下，相对于次级绕组320的第一端321来说，次级绕组320的第二端为静点，因此可调阻抗器件340的连接方式如图7所示。而对于图8来说，由于二极管370的负极372连接次级绕组320的第二端322，该情况下，相对于次级绕组320的第二端322来说，次级绕组320的第一端321为静点，因此可调阻抗器件340的连接方式如图8所示。

下面针对图8所示的变压器来分析具体工作原理，请参见图9A，图9A是本申请实施例提供的一种变压器的等效电路示意图，如图9A所示，图中第一电容380的第一端381与初级绕组310的第一端311连接，第一电容380的第二端382与次级绕组320的第一端321连接；第二电容390的第一端391与初级绕组310的第二端312连接，第二电容390的第二端392与次级绕组320的第二端322连接；第三电容410的第一端411与初级绕组310的第一端311连接，第三电容410的第二端412与屏蔽绕组330的第二端332连接。其中，第一电容380可以理解为初级绕组对屏蔽绕组和次级绕组的寄生电容，第二电容390可以理解为次级绕组对初级绕组的寄生电容，第三电容410可以理解为屏蔽绕组对初级绕组的寄生电容。图中等效电阻420可以理解为LISN等效电阻。上述第一电容、第二电容和第三电容的连接仅为示例，不应理解为对本申请实施例中的寄生电容具有限定意义。

在开关管闭合或断开时，又或者称开关管闭合或断开的瞬间，分别依据初级绕组、次级绕组和屏蔽绕组的两端电压变化，可以得到与初级绕组、次级绕组和屏蔽绕组对应的等效电源如图9A中的电源31、电源32和电源33所示。其中，初级绕组对应的等效电源31产生的电流从等效电源31的正极流出，经过第一电容(即初级绕组对屏蔽绕组和次级绕组的寄生电容)380和等效电阻420，流入等效电源31的负极。次级绕组对应的等效电源32产生的电流从等效电源32的正极流出，经过等效电阻420和第二电容390(即次级绕组对初级绕组的寄生电容)，流入等效电源32的负极。屏蔽绕组对应的等效电源33产生的电流从等效电源33的正极流出，经过第三电容410(即屏蔽绕组对初级绕组的寄生电容)、等效电阻420和可调阻抗器件340，流入等效电源33的负极。假设初级绕组对应的等效电源产生的电流为第四电流I₃₁，次级绕组对应的等效电源产生的电流为第五电流I₃₂，屏蔽绕组对应的等效电源产生的电流为第六电流I₃₃，则应有I₃₁+I₃₂＝I₃₃。可以理解的是，本申请实施例中的电流均为矢量。

在介绍屏蔽绕组的匝数之前，请参见图9B，图9B是本申请实施例提供的另外一种变压器的等效电路示意图，在图9B中，假设初级绕组对应的等效电源产生的电流为I₄，次级绕组对应的等效电源产生的电流为I₅，屏蔽绕组对应的等效电源产生的电流为I₆，若要使得屏蔽绕组产生的共模电流与初级绕组和次级绕组产生的共模电流之和相互抵消，则应有如下公式：I₄+I₅＝I₆。

根据变压器中电流与电容、电压和频率之间的关系，以及电压与匝数之间的关系，得到与I₄+I₅＝I₆对应的公式，如：N₃₃₀*C₃＝N₃₁₀*C₁+N₃₂₀*C₂即可得出屏蔽绕组的匝数阈值。其中，N₃₃₀为屏蔽绕组的匝数，N₃₁₀为初级绕组的匝数，N₃₂₀为次级绕组的匝数，C₃为第三电容410，C₁为第一电容380，C₂为第二电容390。即在上述屏蔽绕组330的匝数为上述匝数阈值的情况下，上述屏蔽绕组330产生的电流等于上述初级绕组310和上述次级绕组320产生的共模电流之和。

但是如前面分析，该匝数阈值往往难以准确确定，仍然需要多次打样变压器才能得到最优匝数，因此，在图9A中，屏蔽绕组的匝数可以为一固定值，且该固定值大于匝数阈值，此时通过串联可调阻抗器件可以有效避免由于屏蔽绕组产生的共模电流大于初级绕组和次级绕组产生的共模电流之和的情况出现。在可调阻抗器件为电容时，通过调节该电容的大小，即可调节屏蔽绕组产生的共模电流，从而提高了调节效率。另一方面，由于该电容接在初级绕组静地端，非Y电容，因此不存在安规问题。可以理解的是，针对图7所示的变压器电路的具体工作原理与图8所示的变压器的工作原理所不同的是，图7所示的变压器电路示意图中，屏蔽绕组产生的电流方向与次级绕组产生的共模电流的方向相同。图7中，尽管屏蔽绕组产生的电流方向与次级绕组产生的共模电流相同，但是由于初级绕组产生的电流远远大于次级绕组产生的电流，因此，屏蔽绕组产生的电流方向仍可以理解为与初级绕组和次级绕组产生的电流方向相反。其他具体实现方式可以相应参考图8所示的变压器电路，这里不再一一赘述。

本申请实施例所提供的变压器，在调试过程中，可以大幅度减小变压器打样的数量和时间，提高了效率，并且能够灵活地调节电容或电阻大小将共模噪声降到最低，缩短变压器调试测试时间。

本申请实施例提供的一种电源装置，该电源装置至少包括：

供电电路、整流电路、滤波电路、PWM控制电路、开关管以及变压器电路(该变压器电路不应理解为前述实施例如图2和图6中的变压器电路)；

上述变压器电路包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

上述供电电路与上述整流电路连接，上述整流电路与上述滤波电路、上述滤波电路与上述初级绕组连接，上述PWM控制电路与上述开关管连接，上述开关管与上述初级绕组连接；上述初级绕组的第一端连接上述可调阻抗器件的第一端，上述可调阻抗器件的第二端连接上述屏蔽绕组的第一端；上述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在上述开关管断开或闭合时，上述屏蔽绕组产生的电流方向与上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流方向相反，上述可调阻抗器件用于调节上述屏蔽绕组产生的电流大小，以使上述屏蔽绕组产生的电流等于上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流之和；其中，上述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，上述匝数阈值依据上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流之和以及上述屏蔽绕组产生的电流确定。

基于本申请实施例所提供的电源装置，请参见图10，图10是本申请实施例在图4的基础上进一步优化得到的电源装置的结构示意图，如图10所示，该电源装置可包括：

供电电路510、全桥整流电路520、滤波电容(未标记示出)、RCD吸收电路530、PWM控制电路540、开关管150以及变压器电路550；

具体地，对于该变压器电路550的相关描述可以对应参考前述实施例的描述，这里不再一一赘述。其中，在供电电路510为图10所示的电源装置供电的情况下，该供电电路可为市电，在开关管150闭合的情况下，电流依次流经全桥整流520和滤波电容(图中未标记示出的电容)经过初级绕组110，由于二极管170反向偏压而截止，因此，无能量传送至负载电路160。当开关管150断开的情况下，初级绕组110将产生反向电势，此时二极管170正向导通，负载有电流流通。其中，RCD吸收电路可用来吸收金属-氧化物-半导体(metal oxidesemiconductor，MOS)管的尖峰电压等，PWM控制电路用于控制开关管150的开关等等。

可以理解的是，上述变压器电路与前述实施例中的变压器电路不一致，该变压器电路仅为示例，不应理解为对本申请以及前述实施例具有限定意义。上述工作过程可能仅为电源装置的一种工作模式，该电源装置也可能存在其他工作模式等等，本申请实施例不作限定。

在图10所描述的电源装置中，在实现电源装置高效工作的基础上，还能够减少由于初级绕组和次级绕组而产生的共模电流，即将电源装置的共模噪声调到最小。

本申请实施例还提供了另一种电源装置的该电源装置至少包括：

供电电路、整流电路、滤波电路、PWM控制电路、开关管以及变压器电路；

上述变压器电路包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

上述供电电路与上述整流电路连接，上述整流电路与上述滤波电路连接，上述滤波电路与上述初级绕组连接，上述PWM控制电路与上述开关管连接，上述开关管与上述初级绕组连接；上述次级绕组的第一端或第二端连接上述可调阻抗器件的第一端，上述可调阻抗器件的第二端连接上述屏蔽绕组的第一端；上述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在上述开关管断开或闭合时，上述屏蔽绕组产生的电流方向与上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流方向相反，上述可调阻抗器件用于调节上述屏蔽绕组产生的电流大小，以使上述屏蔽绕组产生的电流等于上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流之和；其中，上述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，上述匝数阈值依据上述初级绕组和上述次级绕组产生的共模电流之和以及上述屏蔽绕组产生的电流确定。

基于本申请实施例所提供的电源装置，请参见图11，图11是本申请实施例在图8的基础上进一步优化得到的电源装置的结构示意图，如图11所示，该电源装置可包括：

供电电路610、全桥整流电路620、滤波电容(图中未标记示出)、RCD滤波电路630、PWM控制电路640、开关管350以及变压器电路650；

具体地，对于该变压器电路650的相关描述可以对应参考前述实施例的描述，这里不再一一赘述。其中，在供电电路610为图11所示的电源装置供电的情况下，在开关管350闭合的情况下，电流依次流经全桥整流620和滤波电容(图中未标记示出的电容)经过初级绕组310，由于二极管370反向偏压而截止，因此，无能量传送至负载电路360。当开关管350断开的情况下，初级绕组310将产生反向电势，此时二极管370正向导通，负载有电流流通。

可以理解的是，上述工作过程可能仅为电源装置的一种工作模式，该电源装置也可能存在其他工作模式等等，本申请实施例不作限定。

在图11所描述的电源装置中，在实现电源装置高效工作的基础上，还能够减少由于初级绕组和次级绕组而产生的共模电流，即将电源装置的共模噪声调到最小。

可以理解的是，图10和图11所示的变压器的具体实现方式还请参考前述实施例的相关描述，这里不再一一赘述。

Claims (13)

1.一种变压器，其特征在于，包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述次级绕组的第一端或第二端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述变压器接入供电电路的情况下，且在所述供电电路的开关管在断开或闭合状态之间切换时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器所在电路包括：二极管；

在所述初级绕组的第二端与所述次级绕组的第一端属于同名端的情况下，所述二极管的正极连接所述次级绕组的第一端，或者，所述二极管的负极连接所述次级绕组的第二端。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，在所述初级绕组的第二端与所述次级绕组的第一端属于同名端的情况下，所述屏蔽绕组的第二端与所述初级绕组的第二端属于同名端。

4.根据权利要求3所述的变压器，其特征在于，在所述二极管的正极连接所述次级绕组的第一端的情况下，所述次级绕组的第二端连接所述可调阻抗器件的第一端；

在所述二极管的负极连接所述次级绕组的第二端的情况下，所述次级绕组的第一端连接所述可调阻抗器件的第一端。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的变压器，其特征在于，所述可调阻抗器件包括：电容、电阻以及电感中的一个或多个。

6.根据权利要求5所述的变压器，其特征在于，所述可调阻抗器件包括：可调电容、可调电阻以及可调电感中的一个或多个。

7.一种变压器，其特征在于，包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述初级绕组的第一端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述变压器接入供电电路的情况下，且在所述供电电路的开关管在断开或闭合状态之间切换时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定。

8.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述变压器所在电路包括：二极管；

在所述初级绕组的第一端与所述次级绕组的第二端属于同名端的情况下，所述二极管的正极连接所述次级绕组的第一端，或者所述二极管的负极连接所述次级绕组的第二端。

9.根据权利要求8所述的变压器，其特征在于，在所述初级绕组的第一端与所述次级绕组的第二端属于同名端的情况下，所述屏蔽绕组的第二端与所述初级绕组的第一端属于同名端。

10.根据权利要求7至9任意一项所述的变压器，其特征在于，所述可调阻抗器件包括：电容、电阻以及电感中的一个或多个。

11.根据权利要求10所述的变压器，其特征在于，所述可调阻抗器件包括：可调电容、可调电阻以及可调电感中的一个或多个。

12.一种电源装置，其特征在于，包括：供电电路、整流电路、滤波电路、脉冲宽度调制PWM控制电路、开关管以及变压器电路；

所述变压器电路包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述供电电路与所述整流电路连接，所述整流电路与所述滤波电路连接，所述滤波电路与所述初级绕组连接，所述PWM控制电路与所述开关管连接，所述开关管与所述初级绕组连接；所述次级绕组的第一端或第二端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述开关管断开或闭合时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定。

13.一种电源装置，其特征在于，包括：供电电路、整流电路、滤波电路、脉冲宽度调制PWM控制电路、开关管以及变压器电路；

所述变压器电路包括：初级绕组、次级绕组、屏蔽绕组和可调阻抗器件；

所述供电电路与所述整流电路连接，所述整流电路与所述滤波电路连接，所述滤波电路与所述初级绕组连接，所述PWM控制电路与所述开关管连接，所述开关管与所述初级绕组连接；所述初级绕组的第一端连接所述可调阻抗器件的第一端，所述可调阻抗器件的第二端连接所述屏蔽绕组的第一端；所述可调阻抗器件为可更换或调节阻抗的元器件；

在所述开关管断开或闭合时，所述屏蔽绕组产生的电流方向与所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流方向相反，所述可调阻抗器件用于调节所述屏蔽绕组产生的电流大小，以使所述屏蔽绕组产生的电流等于所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和；其中，所述屏蔽绕组的匝数为固定值，且大于匝数阈值，所述匝数阈值依据所述初级绕组和所述次级绕组产生的共模电流之和以及所述屏蔽绕组产生的电流确定。