CN202434319U - 一种平面变压器的磁屏蔽装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种平面变压器的磁屏蔽装置，它是由金属板弯折而成的盒式屏蔽罩，该屏蔽罩主体截面呈“匚”形，包括一竖面和和上、下两平面，上、下平面的两侧和前侧均设有向内的折边，上、下平面前侧的折边各引出一个引脚。平面变压器具有体积小、功率密度高、结构紧凑、耦合好、漏感小，易于表贴化生产，绝缘性能优良等优点，已经逐渐替代传统变压器，在各类开关电源中获得广泛的应用。本实用新型涉及的磁屏蔽装置，可有效的屏蔽外界磁场对变压器的影响，免受磁攻击造成的产品损坏和故障。具有成本低、结构简单、使用方便等特点。

Description

一种平面变压器的磁屏蔽装置

技术领域：

本实用新型设计一种平面变压器的磁屏蔽装置，它可紧密扣在平面变压器磁芯表面，防止变压器受外界磁场的影响而达到磁饱和，免受电磁攻击，提高开关电源的可靠性与稳定性。

背景技术：

随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开电源，进入上世纪八十年代，计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入上世纪九十年代，开关电源相继进入各种电子、电器设备领域、程控交换机、通讯、电力、控制设备电源等都已广泛使用了开关电源。

高频变压器是开关电源的主要部件。在实际应用中，高频变压器磁饱和是造成开关电源故障的一个很重要的原因。在磁饱和时，一次绕组的电感量L明显降低，以至于一次绕组的直流电阻和内部功率开关管的功耗迅速增加，导致一次侧电流急剧增大，有可能内部的限流电路还来不及保护，功率管就已经损坏。最终导致高频变压器温度过高，芯片过热，当负载加重时输出电压迅速跌落，达不到设计输出功率。一旦发生磁饱和，对开关电源的危害性极大，轻则使元器件过热，重则会损坏元器件。

发明内容：

本实用新型针对上述平面变压器易受外界磁场干扰的现象，设计了一种成本低、效果好、简单易用的磁屏蔽装置。

本实用新型的目的是通过以下措施实现的：

一种平面变压器的磁屏蔽装置，它是由铁板弯折而成的盒式屏蔽罩，该屏蔽罩主体截面呈“匚”形，包括一竖面和和上、下两平面，上、下平面的两侧和前侧均设有向内的折边，上、下平面前侧的折边未端各引出一个引脚。

金属板的厚度0.05～3mm的铁板；引出两个镀锡引脚。

所述屏蔽罩与内置的磁芯相适配。竖面与上、下平面及折边，将磁芯完全包裹在屏蔽罩内，并扣紧在磁芯表面。

引脚焊接在使用该平面变压器的产品的地端。可有效的屏蔽外界磁场对变压器的影响而造成磁饱和，提高开关电源的可靠性与稳定性。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

平面变压器由磁芯和绕组组成，由于磁芯材料的B-H曲线的非线性特性，当磁感应强度B增大到一定程度时就不再随外磁场强度H发生近似线性变化，而是趋于稳定，造成磁芯饱和。

对开关电源而言，当高频变压器内的磁通量不随外界磁场强度的增大而显著变化时，称之为变压器磁饱和状态。因磁场强度H变化时磁感应强度B变化很小，故导磁率显著降低，导磁率µ=∆B/∆H，此时一次绕组的电感量L也明显降低，以至于一次绕组的直流电阻（铜阻）和内部功率开关管MOSFET的功耗迅速增加，导致一次侧电流急剧增大，极容易造成MOSFET损坏。

磁屏蔽的原理是把磁导率不同的两种介质放到磁场中，在它们的交界面上磁场要发生突变，这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化，也就是说，引起了磁感线的折射。例如，当磁感线从空气进入铁时，磁感线对法线的偏离很大，因此强烈地收缩。由于罩壳磁导率μ比空气导磁率μ大得多，所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过，而罩壳内的空腔中，磁感线是很少的。这就达到了磁屏蔽的目的。

屏蔽效果是根据被屏蔽后磁场强度衰减的程度来度量的，屏蔽后磁场强度的衰减率或衰减量是材料的磁导率、厚度和屏蔽罩的尺寸的函数（A =µt/d；t：屏蔽层厚度，D：屏蔽体直径，µ：材料的导磁率）。

相对导磁率：µr =µ/µ0（µ：材料导磁率，µ0：真空导磁率）

µ0 = 4π×10⁻⁷（亨/米）

材料	相 对 导磁率 μ r
		空氣	1.000038
铝	1.000023
		铜	0.999912
铸铁	200 ～ 400
		铸钢	500 ～ 2200
纯铁	18000

本实用新型采用纯铁是磁性材料，它的磁导率较大，有良好的导磁作用，将纯铁做成屏蔽罩，把变压器磁芯封闭起来，由于用铁制的屏蔽外壳磁阻很小，它就为外界干扰磁场提供了通畅的磁路，使磁力线都通过铁壳短路而不再影响被屏蔽在里面的部件。屏蔽罩越厚，屏蔽效果越好，置于纯铁屏蔽罩外面的磁感线基本上不能进入罩内，对于罩内的物体同样可以免受罩外磁场的影响，从而达到了屏蔽低频磁场的目的。

附图说明：

图1为屏蔽罩展开平面示意图。

图2为屏蔽罩立体效果图一。

图3为屏蔽罩立体效果图二。

图中：1-上平面；2-下平面；3-竖面；4-折边；5-折边；6-引脚。

具体实施方式：

本实用新型的平面变压器的磁屏蔽装置采用一体成型设计，弯折成屏蔽罩，屏蔽罩未弯折前的形状如图1，铁板预制出整体形状，留好各折边，焊好引脚。该屏蔽罩接缝少且接缝处尽量紧密，以减少气隙，达到良好的屏蔽效果。同时，对屏蔽罩接地，以免积累电荷的影响。

该屏蔽罩材料选择纯铁板，纯度高较好。本实用新型从材料的选择、加工的难易程度为出发点，设计的屏蔽罩具有低成本、加工简单、效果好的特点，有着很高的推广应用价值。

本实用新型的平面变压器的磁屏蔽装置，由一个铁板弯折而成，弯折后形状如图2、图3所示，铁板厚度为0.05～3mm。该屏蔽罩主体截面呈“匚”形，另外设有折边。即包括一竖面3和上平面1、下平面2，上、下平面的两侧和前侧均设有向内的折边，上、下平面前侧的折边5未端（即折边的边部）各引出一个引脚6，引脚6垂直于折边5，以方便接产品的地端。两侧折边4如图，前侧的折边5一般略长于两侧折边4。

由于屏蔽罩是根据平面变压器磁芯的外形弯折的，将磁芯装入其内，它的各面和折边可紧密扣在平面变压器磁芯表面，起到良好的屏蔽作用。在该屏蔽罩末端有两个镀锡引脚6，焊接在使用该平面变压器的产品的地端。

平面变压器具有体积小、功率密度高、结构紧凑、耦合好、漏感小，易于表贴化生产，绝缘性能优良等优点，已经逐渐替代传统变压器，在各类开关电源中获得广泛的应用，变压器是开关电源的主要部件，在实际应用中，变压器磁饱和是造成开关电源故障的一种重要原因，其中部分是由于本身设计不当造成，另外，当变压器置于强磁场环境中，也会造成变压器磁饱和，本实用新型设计的磁屏蔽装置，可有效地屏蔽外界磁场对变压器的影响，免受磁攻击造成的产品损坏和故障。具有成本低、结构简单、使用方便等特点，具有良好的市场前景。

Claims (4)

1.一种平面变压器的磁屏蔽装置，其特征是：它是由铁板弯折而成的盒式屏蔽罩，该屏蔽罩主体截面呈“匚”形，包括一竖面和和上、下两平面，上、下平面的两侧和前侧均设有向内的折边，上、下平面前侧的折边各引出一个引脚。

2.根据权利要求1所述的平面变压器的磁屏蔽装置，其特征是：所述铁板的厚度0.05～3mm的铁板。

3.根据权利要求1所述的平面变压器的磁屏蔽装置，其特征是：所述屏蔽罩与内置的磁芯相适配。

4.根据权利要求1所述的平面变压器的磁屏蔽装置，其特征是：所述引脚焊接在使用该平面变压器的产品的地端。

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