CN202487310U - 一种新型高屏蔽高频变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高屏蔽高频变压器，包括变压器骨架和位于变压器骨架内的多层绕组结构，所述多层绕组结构包括最内层的第一层初级绕组、次级绕组、第二层初级绕组以及最外层的供电绕组，所述次级绕组与第二层初级绕组之间设有第一层屏蔽铜箔，所述次级绕组位于第一层初级绕组与第二层初级绕组之间。本实用新型采用“三明治”式绕法的绕组结构和屏蔽铜箔构造，减小了高频变压器的各种寄生电容，减小了高频变压器的漏感，使得采用本实用新型高屏蔽高频变压器的开关电源电磁干扰小，满足了GB9254CLASSB标准。

Description

一种新型高屏蔽高频变压器

技术领域

本实用新型涉及一种新型高屏蔽高频变压器。

背景技术

按照国家智能电网建设的总体要求，国家电网分别出台了智能电能表系列和电力用户用电信息采集系统的系列标准，电表和终端开始配套使用超宽范围输入电压的开关电源，电表和终端使用的交流输入额定电压范围为57.7V/100V 到220V/380V，出现接地故障时，会产生高达1.9倍的标称电压，输入交流电压可达到AC420V，整流后直流电压高达600V。开关电源将最高达600V的直流电压，经过变压器变换，转换成多路低压输出，分别供计量、采集、通信和遥信等使用。

电磁兼容性( Electromagnetic Compatibility，EMC)是指电子设备或系统在一定电磁环境下能正常工作，且不对该环境中的其他事物造成不可承受的电磁干扰的能力，它包括电磁干扰(EMI)和电磁敏感度(EMS) 两方面。由于开关电源中存在高频的电流、电压变化，其通过导线的传导，以及寄生电感、寄生电容的耦合形成传导EMI（传导EMI包括共模干扰和差模干扰），同时电流、电压的变化伴有磁场、电场的变化，形成了辐射EMI，因此，所有拓扑形式的开关电源都有电磁干扰的问题，在电力行业的特种高压环境下，这种电磁干扰更严重。具体到电源电路中，在PCB布局走线合理以及其他诸如MOS管，整流管选取合理的情况下，引起电磁干扰的主要原因便在于变压器结构设计的不合理，造成变压器漏感和寄生电容大，导致MOS管漏极电流、电压的高频急剧变化，通过变压器寄生电容的耦合，产生了严重的电磁干扰。

附图1给出了该变压器的绕组结构，附图2给出了绕组寄生电容的分布，这种结构中只设置一层屏蔽铜箔，用于消除寄生电容Cs，但寄生电容Ct依然存在，两层初级绕组1、5相邻叠绕在一起，增加了寄生电容Cp，也使得次级绕组3、供电绕组4与初级绕组1、5的耦合系数降低，增加了变压器的漏感。因此，使用传统结构变压器的开关电源，在这种高压，高频环境下会产生很大的电磁干扰，严重时能影响到计量和通信，因而采用传统结构高频变压器的开关电源电磁兼容性差，电磁干扰大，无法通过GB9254 CLASS B标准的传导和辐射干扰限值。

发明内容

本实用新型即是为解决由于传统变压器结构漏感大、寄生电容大而容易造成开关电源的电磁干扰大的技术问题，提出了一种能够减小高频变压器的各种寄生电容以及减小高频变压器的漏感的新型高屏蔽高频变压器。

本实用新型的高频变压器，包括变压器骨架和位于变压器骨架内的多层绕组结构，所述多层绕组结构包括最内层的第一层初级绕组、次级绕组、第二层初级绕组以及最外层的供电绕组，所述次级绕组与第二层初级绕组之间设有第一层屏蔽铜箔，所述次级绕组位于第一层初级绕组与第二层初级绕组之间。

所述次级绕组与第一层初级绕组之间设有第二层屏蔽铜箔。

所述供电绕组与第二层初级绕组之间设有绝缘胶带。

所述多层绕组结构与变压器骨架的侧壁之间设有挡边胶带。

所述屏蔽铜箔的中部焊接有引出线，所述引出线与初级绕组出线端相连接。

本实用新型的高频变压器绕组结构采用“三明治”式绕法，即由内到外依次为第一层初级绕组，第二层屏蔽铜箔，次级绕组，第一层屏蔽铜箔，第二层初级绕组，供电绕组。这种绕组结构中，设置了两层屏蔽铜箔。第一、二层屏蔽铜箔减小了第一、二层初级绕组与次级绕组间的寄生电容Cs，第二层屏蔽铜箔与第二层初级绕组减小了供电绕组与次级绕组间的寄生电容Ct,两层屏蔽铜箔的使用减小了第一层初级绕组与第二层初级绕组的层间寄生电容Cp。“三明治”式绕制方法将次级绕组置于第一、二层初级绕组之间，增强了初、次级间的耦合，降低了漏感，同时，供电绕组与第二层初级绕组相邻，增强了其与初级绕组之间的耦合，降低了漏感。这种屏蔽铜箔构造中，由铜箔中点引出线，铜箔绕制一层，首尾覆盖但不可短接，由铜箔背面绝缘胶带隔开，铜箔宽度略大于绕组宽度，覆盖整个绕组宽度即可，应注意焊点要薄，面积小，且光滑无毛刺。铜箔由中点引出接线，与初级绕组出线端连接，该出线端与电路中的静点Vin连接。

本实用新型采用“三明治”式绕法的绕组结构和屏蔽铜箔构造，减小了高频变压器的各种寄生电容，减小了高频变压器的漏感，使得采用本实用新型高屏蔽高频变压器的开关电源电磁干扰小，满足了GB9254 CLASS B标准。

附图说明

图1是传统结构变压器的绕组结构图；

图2是传统结构变压器的各级绕组寄生电容分布图；

图3是本实用新型结构变压器的绕组结构图；

图4是本实用新型结构变压器中采用的屏蔽铜箔构造图。

图中：1.第一层初级绕组，2.第一层屏蔽铜箔，16.第二层屏蔽铜箔，3.次级绕组，4.供电绕组，5.第二层初级绕组，6、8、10、11、13、17.绝缘胶带，7、9、12、14.挡边胶带，15.变压器骨架，A、B、C、G.绕组进线端，D、E、F、H.绕组出线端，Ct.供电绕组与次级绕组间的寄生电容，Cs.初级绕组与次级绕组间的寄生电容，Cp.第一层初级绕组与第二层初级绕组间的寄生电容。

具体实施方式

如图3所示，本实用新型的高频变压器，包括变压器骨架15和位于变压器骨架内的多层绕组结构，该多层绕组结构包括最内层的第一层初级绕组1、次级绕组3、第二层初级绕组5以及最外层的供电绕组4，其中，次级绕组3与第二层初级绕组5之间设有第一层屏蔽铜箔2；次级绕组3位于第一层初级绕组1与第二层初级绕组5之间；次级绕组3与第一层初级绕组1之间设有第二层屏蔽铜箔16；同时，供电绕组4与第二层初级绕组5之间设有绝缘胶带8，该多层绕组结构与变压器骨架15的侧壁之间设有挡边胶带7、9、12、14。本实用新型的变压器采用“三明治”式绕法，绕组结构见图3，先由A到H绕制第一层初级绕组1，其上加第二层屏蔽铜箔16，第二层屏蔽铜箔16之上，由C到E绕制次级绕组3，其上加第一层屏蔽铜箔2，第一层屏蔽铜箔2之上，由G到D绕制第二层初级绕组5，其上由B到F绕制供电绕组4，最外层绕制一层绝缘胶带。为保证初、次级绕组之间的隔离度，各层绕组之间以及绕组与屏蔽铜箔之间均绕制了若干层绝缘胶带，绝缘胶带的层数视隔离度的要求自己设。为保证初、次级绕组之间的隔离度，安排A、B、C、G为绕组进线端，D、E、F、H为绕组出线端，进出线端绕制挡边胶带，挡边胶带的宽度视隔离度的要求自己设定，挡边胶带的层数视绕制线径选取。再者，H与G引出线应短接在变压器骨架的同一引脚上，如图4所示，屏蔽铜箔构造中，由铜箔18中点引出线19，铜箔18绕制一层，首尾覆盖但不可短接，由铜箔背面绝缘胶带隔开，铜箔宽度略大于绕组宽度，覆盖整个绕组宽度即可，应注意焊点20要薄，面积小，且光滑无毛刺。屏蔽铜箔的中部点焊引出线，引出线连接初级绕组出线端，该出线端与电路中的静点Vin连接。屏蔽铜箔引出线19与出线端引出线应短接在变压器骨架的同一引脚上，铜箔绕制一层，并与开关电源中输入滤波电容正极电连接。

Claims (5)

1.一种新型高屏蔽高频变压器，包括变压器骨架和位于变压器骨架内的多层绕组结构，所述多层绕组结构包括最内层的第一层初级绕组、次级绕组、第二层初级绕组以及最外层的供电绕组，所述次级绕组与第二层初级绕组之间设有第一层屏蔽铜箔，其特征在于：所述次级绕组位于第一层初级绕组与第二层初级绕组之间。

2.如权利要求1所述的高频变压器，其特征在于：所述次级绕组与第一层初级绕组之间设有第二层屏蔽铜箔。

3.如权利要求1或2所述的高频变压器，其特征在于：所述供电绕组与第二层初级绕组之间设有绝缘胶带。

4.如权利要求1或2所述的高频变压器，其特征在于：所述多层绕组结构与变压器骨架的侧壁之间设有挡边胶带。

5.如权利要求1或2所述的高频变压器，其特征在于：所述屏蔽铜箔的中部焊接有引出线，所述引出线与初级绕组出线端相连接。

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