CN205159057U - 抵抗共模干扰的变压器绕线结构及便携式充电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种抵抗共模干扰的变压器绕线结构及便携式充电器，该充电器包括变压器及其绕线结构，所述绕线结构包括主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组、次级绕组、第一绝缘层、第二绝缘层和绕线骨架，在变压器的主绕组与磁芯之间设置的第一补偿绕组以及在主绕组与次级绕组之间设置的第二补偿绕组，第一补偿绕组和第二补偿绕组共同并联于与开关管并联的补尝电容上。在不增加元器件及成本的情况下，显著的抑制共模干扰；在变压器骨架相同侧的顶部和底部上配合的增加第一挂线凸点和第二挂线凸点；第一补偿绕组、主绕组、第二补偿绕组、辅助绕组以及屏蔽绕组采用统一线径，在同一台自动化绕线设备上完成自动绕制。

Description

抵抗共模干扰的变压器绕线结构及便携式充电器

技术领域

本实用新型涉及一种抵抗共模干扰的变压器绕线结构及便携式充电器。

背景技术

随着电子和电气设备的使用密度急剧增加，无线电频谱日益拥挤，对电子设备的电磁兼容性要求也越来越高。电磁干扰(EMI)是导致电气、电子设备在某种电磁环境中不能可靠工作的主要原因，对电子设备会造成极大的危害，轻则设备损坏，重则危害人身安全，按其模式主要可分为共模干扰和差模干扰。在实际应用中，大多数产品电磁兼容性不合格均是由于不能很好抑制共模干扰造成的。

便携式充电器输入侧、输出侧与地(磁芯)之间存在电位差的高频变化是造成共模干扰的根本原因。通常抑制共模干扰的措施是通过增加滤波器、电感器等元件，由于便携式充电器体积较小，要求滤波器、电感器等器件尽可能小巧，制造成本高昂，从而导致便携式充电器成本明显增加。

现有变压器通过在每个绕组后增加绝缘胶带绕制的绝缘层克服制程不良的问题，以保证各绕组的平整度及增加绕组之间的缓冲力，这样的设置要求自动化设备需相应的增加包绝缘胶带的结构和增加机械运行步骤，增加了对设备的要求，也增加了变压器绕组的绕制时间。

现有变压器的初级绕组绕线通常是采用不同线径，以满足即能绕满一层又能缩小变压器线包体积的目的，不同线径的绕组需要不同的自动绕线设备分别完成，即增加了设备数量又增加了产品传送和切换设备的时间，造成人力物力的浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种在不增加元器件及成本的情况下，能显著抵抗共模干扰的变压器绕线结构以及便于自动化生产的便携式充电器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种抵抗共模干扰的变压器绕线结构，包括主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组、次级绕组、第一绝缘层、第二绝缘层、绕线骨架、磁芯、开关管，还包括在变压器的主绕组与磁芯之间设置的第一补偿绕组以及在主绕组与次级绕组之间设置的第二补偿绕组，第一补偿绕组和第二补偿绕组共同并联于与开关管并联的补尝电容上。

一种抵抗共模干扰的变压器绕线结构，第一补偿绕组密绕与绕线骨架上至少一层的整数层，主绕组在第一补偿绕组外密绕至少一层的整数层，第二补偿绕组密绕在所述主绕组外至少一层的整数层，辅助绕组与屏蔽绕组并线共绕在第二补偿绕组外密绕一层或辅助绕组、屏蔽绕组依序自内而外地套设在第二补偿绕组外，然后在其外平整包覆若干层绝缘胶带得到第一绝缘层，次级绕组在第一绝缘层外密绕至少一层的整数层，在次级绕组外包覆绝若干层缘胶带得到第二绝缘层。

一种抵抗共模干扰的变压器绕线结构，所述主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组、第一补偿绕组以及第二补偿绕组采用相同线径。

一种抵抗共模干扰的便携式充电器，包括变压器及其绕线结构，其特征在于：变压器绕线结构包括主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组、次级绕组、第一绝缘层、第二绝缘层、绕线骨架，还包括在变压器的主绕组与磁芯之间设置的第一补偿绕组以及在主绕组与次级绕组之间设置的第二补偿绕组，第一补偿绕组和第二补偿绕组共同并联于与开关管并联的补尝电容上。

一种抵抗共模干扰的便携式充电器，第一补偿绕组密绕与绕线骨架上至少一层的整数层，主绕组在第一补偿绕组外密绕至少一层的整数层，第二补偿绕组密绕在所述主绕组外至少一层的整数层，辅助绕组与屏蔽绕组并线共绕在第二补偿绕组外密绕一层或辅助绕组、屏蔽绕组依序自内而外地套设在第二补偿绕组外，然后在其外平整包覆若干层绝缘胶带得到第一绝缘层，次级绕组在第一绝缘层外密绕至少一层的整数层，在次级绕组外包覆绝若干层缘胶带得到第二绝缘层。

一种抵抗共模干扰的便携式充电器，所述主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组、第一补偿绕组以及第二补偿绕组采用相同线径。

一种抵抗共模干扰的便携式充电器，变压器骨架同侧的顶部和底部对应设有可供绕组回线挂上的第一挂线凸点和第二挂线凸点，绕组回线分别经过所述第一挂线凸点和第二挂线凸点拉成直线后再缠在针脚上。

一种抵抗共模干扰的便携式充电器，所述第二挂线凸点为长方体或近长方体形状，设置在变压器骨架的底部，顶端设有防止绕在其上的绕组回线脱落的凸起，所述凸起向下，第一挂线凸点与所述第一挂线凸点互为镜像的对应设置在变压器骨架的顶部。

本实用新型通过在变压器的主绕组与地(磁芯)、主绕组与次级绕组之间增加并联于开关管D-S间的并联电容(补偿电容)上的补偿绕组的方法，使补偿绕组流过由补偿电容产生的反向噪声电流，来抵抗共模干扰，在不增加元器件及成本的情况下，显著的抑制共模干扰；在变压器骨架同侧的顶部和底部上配合的增加第一挂线凸点和第二挂线凸点，每个绕组的回线经过所述第一挂线凸点和第二挂线凸点以后再挂在针脚上，使得每一个绕组的回线在变压器骨架幅宽范围内为直线，保证后续各个绕组的绕线平整；取消了第一补偿绕组、主绕组、第二补偿绕组、辅助绕组以及屏蔽绕组之间起缓冲作用的绝缘层，有益于采用机械化绕制绕组，第一补偿绕组、主绕组、第二补偿绕组、辅助绕组以及屏蔽绕组采用统一线径，在同一台自动化绕线设备上完成自动绕制，显著提升自动化效率50％以上。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地解释。

图1为实施例的绕线电路示意图

图2为实施例绕线结构示意图

图3为实施例变压器骨架示意图

图4为实施例补偿电流及共模电流的波形

图5为实施例补偿前及补偿后LISN共模电流的波形

具体实施方式

如图1的电路所示，本实用新型提供通过在变压器的主绕组(Np)与地(磁芯)、主绕组(Np)与次级绕组(Ns)之间增加补偿绕组(Nc)的方法来抵抗共模干扰。

如图2所示，本实用新型所述可抵抗共模干扰的便携式充电器，包括变压器及其变压器的绕线结构，同现有技术类似，所述绕线结构包括主绕组10、辅助绕组20(Ne)、屏蔽绕组30(Ncc)、次级绕组40、第一绝缘层70、第二绝缘层80和绕线骨架90，区别在于：还包括设置与主绕组10与磁芯之间的第一补偿绕组50，以及设置与主绕组10与次级绕组40之间的第二补偿绕组60，第一补偿绕组50、第二补偿绕组60并联于开关管D-S间的并联电容(补偿电容)上，使所述第一补偿绕组50和第二补偿绕组60流过由补偿电容产生的反向噪声电流，从而形成补偿电流对共模干扰电流的抵消。

为描述方便，以图3所示为参考，将变压器骨架针脚朝下放置，装有针脚94的一侧为变压器骨架的底部，与之相对的一侧为变压器骨架的顶部，变压器骨架整体与现有技术的变压器骨架类似，区别在于：优选地，在变压器骨架同侧的顶部和底部上分别额外增加第一挂线凸点91和第二挂线凸点92，第一挂线凸点91和第二挂线凸点92与骨架本体其他部件之间留有足够的空间位置和安全规定距离，防止短路情况发生。进一步优选地，在实施例中，所述第二挂线凸点92设置在变压器骨架底部与挂线柱93相背的一侧，结构优选为顶端带有凸起的长方体形状，所述凸起向下防止挂在其上的绕组回线脱落，所述第一挂线凸点91与所述第二挂线凸点92互为镜像的对应设置在变压器骨架的顶部。每个绕组的回线经过所述第一挂线凸点91和第二挂线凸点92以后再缠在针脚上，使得每一个绕组的回线在骨架幅宽范围内为直线，保证后续各个绕组的绕线平整，取消了各绕组之间起缓冲作用的绝缘层，减少工作步骤，节约人力、物力，绝缘层的取消有益于采用机械化绕制绕组，降低了对自动绕线设备数量的要求。

优选地，如图2所示，第一补偿绕组50密绕整绕一层于绕线骨架90上，其与开关管并联的补偿电容并联，主绕组10在第一补偿绕组50密绕整绕3层，第二补偿绕组60在所述主绕组10上密绕整绕一层，其与开关并联的补偿电容并联；每个绕组的回线依次经过所述第一挂线凸点91和第二挂线凸点92拉紧以后再缠在针脚上，确保每一个绕组绕线平整，使得可以在每个绕组间不设置绝缘层，在保证变压器性能不受影响的情况下，减少工序、节约时间，减小变压器绕线包的整体体积，提高自动化程度；然后将辅助绕组20与屏蔽绕组30并线共绕在第二补偿绕组60上一层，同样地，将辅助绕组20与屏蔽绕组30的回线经过所述第一挂线凸点91和第二挂线凸点92拉紧以后再缠在针脚上，在辅助绕组20与屏蔽绕组30外平整包覆两层绝缘胶带得到第一绝缘层70，在第一绝缘层70外密绕一层得到次级绕组40，最后在次级绕组40外包覆两层绝缘胶带得到第二绝缘层80。主绕组10、辅助绕组20、屏蔽绕组30以及次级绕组40的绕制方向及层数均可根据变压器的性能及变压器骨架本体的幅宽等密绕绕制不少于一层的整数(可以是一层、两层或若干层)；构成第一绝缘层70和第二绝缘层80的绝缘胶带的层数可以根据需要设置为若干层。

优选地，本实施例中，第一补偿绕组50、主绕组10、第二补偿绕组60、辅助绕组20以及屏蔽绕组30采用统一线径，通过计算调整各绕组的绕线圈数和分布方式来满足绕满一层，由于线径相同且第一补偿绕组50、主绕组10、第二补偿绕组60、辅助绕组20以及屏蔽绕组30之间不设绝缘层，在同一台自动化绕线设备上完成自动绕制。

LISN(LineImpedanceStabilizationNetwork)即线路阻抗稳定网络，LISN是电力系统中电磁兼容测试中的一项重要辅助设备，它可以隔离电网干扰，提供稳定的测试阻抗，并起到滤波的作用。本实施例采用LISN的方法测试，如图4所示，A为所述补偿电流的波形，B为所述共模电流的波形；如图5所示，C为补偿前LISN地共模电流的波形，D为补偿后LISN地共模电流波形，由图4和图5可以明显看出：A所述补偿电流的波纹尖峰突出表现于正半周期，B所述共模电流的波纹尖峰突出表现于负半周期，A、B两种波纹发生在同一频段时，则会相互抵消电波波纹，则产生D补偿后的LISN地共模电流波形，其波纹的Vpp值明显小于C补偿前的LISN地共模电流的波纹Vpp值，从实测数据(波纹)可明显得出对共模噪声的抵制效果良好。

Claims (8)

1.一种抵抗共模干扰的变压器绕线结构，其特征在于：包括主绕组(10)、辅助绕组(20)、屏蔽绕组(30)、次级绕组(40)、第一绝缘层(70)、第二绝缘层(80)、绕线骨架(90)，还包括在变压器的主绕组(10)与磁芯之间设置的第一补偿绕组(50)以及在主绕组(10)与次级绕组(40)之间设置的第二补偿绕组(60)，第一补偿绕组(50)和第二补偿绕组(60)共同并联于与开关管并联的补尝电容上。

2.如权利要求1所述的抵抗共模干扰的变压器绕线结构，其特征在于：第一补偿绕组(50)密绕与绕线骨架(90)上至少一层的整数层，主绕组(10)在第一补偿绕组(50)外密绕至少一层的整数层，第二补偿绕组(60)密绕在所述主绕组(10)外至少一层的整数层，辅助绕组(20)与屏蔽绕组(30)并线共绕在第二补偿绕组(60)外密绕一层或辅助绕组(20)、屏蔽绕组(30)依序自内而外地套设在第二补偿绕组(60)外，然后在其外平整包覆若干层绝缘胶带得到第一绝缘层(70)，次级绕组(40)在第一绝缘层(70)外密绕至少一层的整数层，在次级绕组(40)外包覆绝若干层缘胶带得到第二绝缘层(80)。

3.如权利要求2所述的抵抗共模干扰的变压器绕线结构，其特征在于：所述主绕组(10)、辅助绕组(20)、屏蔽绕组(30)、第一补偿绕组(50)以及第二补偿绕组(60)采用相同线径。

4.一种抵抗共模干扰的便携式充电器，包括变压器及其绕线结构，其特征在于：变压器绕线结构包括主绕组(10)、辅助绕组(20)、屏蔽绕组(30)、次级绕组(40)、第一绝缘层(70)、第二绝缘层(80)、绕线骨架(90)，还包括在变压器的主绕组(10)与磁芯之间设置的第一补偿绕组(50)以及在主绕组(10)与次级绕组(40)之间设置的第二补偿绕组(60)，第一补偿绕组(50)和第二补偿绕组(60)共同并联于与开关管并联的补尝电容上。

5.如权利要求4所述的抵抗共模干扰的便携式充电器，其特征在于：第一补偿绕组(50)密绕与绕线骨架(90)上至少一层的整数层，第一补偿绕组(50)密绕与绕线骨架(90)上至少一层的整数层，主绕组(10)在第一补偿绕组(50)外密绕至少一层的整数层，第二补偿绕组(60)密绕在所述主绕组(10)外至少一层的整数层，辅助绕组(20)与屏蔽绕组(30)并线共绕在第二补偿绕组(60)外密绕一层或辅助绕组(20)、屏蔽绕组(30)依序自内而外地套设在第二补偿绕组(60)外，然后在其外平整包覆若干层绝缘胶带得到第一绝缘层(70)，次级绕组(40)在第一绝缘层(70)外密绕至少一层的整数层，在次级绕组(40)外包覆绝若干层缘胶带得到第二绝缘层(80)。

6.如权利要求5所述的抵抗共模干扰的便携式充电器，其特征在于：所述主绕组(10)、辅助绕组(20)、屏蔽绕组(30)、第一补偿绕组(50)以及第二补偿绕组(60)采用相同线径。

7.如权利要求4～6任一项所述的抵抗共模干扰的便携式充电器，其特征在于：变压器骨架同侧的顶部和底部对应设有可供绕组回线挂上的第一挂线凸点和第二挂线凸点，绕组回线分别经过所述第一挂线凸点和第二挂线凸点拉成直线后再缠在针脚上。

8.如权利要求7所述的抵抗共模干扰的便携式充电器，其特征在于：所述第二挂线凸点为长方体或近长方体形状，设置在变压器骨架的底部，顶端设有防止绕在其上的绕组回线脱落的凸起，所述凸起向下，第一挂线凸点与所述第一挂线凸点互为镜像的对应设置在变压器骨架的顶部。