CN208753132U - 变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变压器，其中，该变压器包括：主体部，该主体部包括磁芯以及围绕磁芯绕制的初级绕组层及次级绕组层，该初级绕组层及次级绕组层相耦合形成第一共模电流，以及屏蔽绕组层，该屏蔽绕组层设于主体部的外侧面，当屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于次级绕组层；当屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于初级绕组层；由屏蔽绕组层与相邻的绕组层产生与第一共模电流相位相反，大小相等的第二共模电流，可以将第一共模电流于变压器内抵消，起到降低共模噪声的作用，并且屏蔽绕组层设置在主体部的最外层，使得变压器的调试非常地的方便。

Description

变压器

技术领域

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种变压器。

背景技术

变压器中的初级绕组层与次级绕组层存在电位差，会在线圈之间产生共模噪声，使得电源的EMI(电磁干扰)特性变差。

目前，为了达到降低共模噪声目的，通常需要调整设置在初级绕组层与次级绕组层之间屏蔽层参数，由于绕线时线圈的松紧度和电子器件散杂等参数的影响，屏蔽绕组层的圈数和宽度无法精准地计算，因此在实际的作业中必须要对变压器的绕组反复拆装、调整、测试才能达到比较满意的效果，采用传统绕制方法的变压器必须拆装至少两个绕组才能进行调试，因此使得调试操作烦锁，调试耗时长。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种变压器，旨在更方便调节变压器的共模噪声。

为实现上述目的，本实用新型提出一种变压器，该变压器包括：

主体部，所述主体部包括磁芯以及围绕所述磁芯绕制的初级绕组层及次级绕组层，所述初级绕组层与次级绕组层相耦合形成第一共模电流；以及

屏蔽绕组层，所述屏蔽绕组层设于所述主体部的外侧面，当所述屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于所述次级绕组层；

当所述屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于所述初级绕组层，以使所述屏蔽绕组层与相邻设置的绕组层形成与所述第一共模电流大小相等，相位相反的第二共模电流。

优选地，所述屏蔽绕组层包括屏蔽线，所述屏蔽线绕设于所述主体部的外侧面，当所述屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该屏蔽线电连接于所述次级绕组层；

当所述屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该屏蔽线电连接于所述初级绕组层。

优选地，所述屏蔽线电连接于所述初级绕组层或次级绕组层的动点或静点，所述屏蔽线沿所述动点或所述静点，顺时针或逆时针绕制于所述主体部的外侧面，以使所述屏蔽线与相邻设置的绕组层产生第二共模电流。

优选地，所述屏蔽线于所述主体部的外侧面绕制一层。

优选地，所述屏蔽绕组层包括铜皮屏蔽层，所述铜皮屏蔽层围设于所述主体部的外侧面，当所述屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该铜皮屏蔽层电连接于所述次级绕组层；

当所述屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该铜皮屏蔽层电连接于所述初级绕组层。

优选地，所述变压器还包括绝缘层，所述绝缘层间隔设于所述初级绕组层、次级绕组层以及所述屏蔽绕组层之间。

优选地，与所述屏蔽绕组层相邻设置的所述初级绕组层或所述次级绕组层的线圈为双层密绕，满绕。

优选地，所述次级绕组层的线圈为非满绕。

优选地，所述变压器还包括开关，所述开关电连接于所述初级绕组层。

优选地，所述变压器还包括二极管，所述二极管电连接于所述次级绕组层。

本实用新型技术方案通过将屏蔽绕组层设置在变压器的最外层，使得调试变压器的共模噪声更方便；具体地，该变压器包括：主体部，该主体部包括磁芯以及围绕磁芯绕制的初级绕组层及次级绕组层，该初级绕组层及次级绕组层相耦合形成第一共模电流；以及屏蔽绕组层，该屏蔽绕组层设于主体部的外侧面，当屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于次级绕组层；当屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于初级绕组层；该变压器的屏蔽绕组层设置在变压器的最外侧，并且与非相邻的绕组层电连接，且该绕组层的极性与屏蔽绕组层相邻的绕组层极性不同，如此屏蔽绕组层与其相邻的绕组层形成了第二共模电流，通过调整该屏蔽绕组层的参数可以改变第二共模电流的大小和相位，使得第二共模电流与第一共模电流相位相反大小相等，可以降低甚至消除变压器中的共模电流，以达到减小变压器中共模噪声的目的，由于屏蔽绕组层设置在变压器的最外层，因此相对于现有技术，本实用新型无需再拆卸至少两层的线圈，使得调试非常地的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为变压器采用现有技术顺序绕法的结构示意图；

图2为变压器采用现有技术三明治绕法的结构示意图；

图3为变压器采用现有技术顺序绕法的电路示意图；

图4为本实用新型一种变压器采用顺序绕法的结构示意图；

图5为本实用新型一种变压器采用三明治绕法的结构示意图；

图6为图4的电路分析图；

图7为图4的电压分析图；

图8为图5的电路分析图；

图9为图5的电压分析图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	变压器	113	磁芯
11	主体部	12	屏蔽绕组层
				111	初级绕组层	13	绝缘层
112	次级绕组层

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种变压器100。该变压器100，包括了主体部11，该主体部11包括磁芯113以及围绕磁芯113绕制的初级绕组层111及次级绕组层112，初级绕组层111与次级绕组层112相耦合形成第一共模电流；以及屏蔽绕组层12，屏蔽绕组层12设于主体部11的外侧面，当屏蔽绕组层12的相邻层为初级绕组层111时该屏蔽绕组层12电连接于次级绕组层112；当屏蔽绕组层12的相邻层为次级绕组层112时该屏蔽绕组层12电连接于初级绕组层111。

请参见图1至图3，现有技术中顺序绕法以及三明治绕法的变压器100中的屏蔽绕组层12一般都设置初级绕组层111与次级绕组层112之间，该屏蔽绕组层12的接地，用以将初级绕组层111和次级绕组层112之间产生的高频电压差导向地面，从而起到降低共模噪声的目的；

请参见图3和图4本实用新型的变压器100包括：主体部11，该主体部11包括磁芯113以及围绕磁芯113绕制的初级绕组层111及次级绕组层112，初级绕组层111及次级绕组层112相耦合形成第一共模电流，该变压器100还包括屏蔽绕组层12，该屏蔽绕组层12设于主体部11的外侧面，当屏蔽绕组层12的相邻层为初级绕组层111时该屏蔽绕组层12电连接于次级绕组层112，当屏蔽绕组层12的相邻层为次级绕组层112时该屏蔽绕组层12电连接于初级绕组层111，如此将屏蔽绕组层12设置在变压器100的最外侧，屏蔽绕组层12与非相邻的绕组层电连接，且该绕组层的极性与屏蔽绕组层12相邻的绕组层极性不同，如此屏蔽绕组层12与其相邻的绕组层形成了第二共模电流，通过调整该屏蔽绕组层12的参数可以改变第二共模电流的大小和相位，使得第二共模电流与第一共模电流相位相反大小相等，可以降低甚至消除变压器100中的共模电流，以达到减小变压器100中共模噪声的目的，由于屏蔽绕组层12设置在变压器100的最外层，无需再对拆卸最外层的绕组层，大大缩短了调试的时间。

在本实用新型的另一实施例中，变压器100内部的使用三明治绕法结构，初级绕组层111绕制在磁芯113上，次级绕组层111被夹设在两初级绕组层111之间，屏蔽绕组层12设置在变压器100的最外层，与中间的次级绕组层112电连接，屏蔽绕组层12与相邻的初级绕组层111耦合形成第二共模电流，该第二共模电流与主体部11产生的第一共模电流的相位相反，大小相等，如此即将第一共模电流在变压器100的内部抵消掉。

可以理解的是，由于采用本实用新型的结构，屏蔽绕组层12不再设置在初级绕组层111以及次级绕组层112之间，因此拉近了初级绕组层111与次级绕组层112间的间距，提高了绕组层之间的耦合度，达到进一步地降低了变压器100的漏感的效果，变压器100的效率得到提高。

进一步地，屏蔽绕组层12包括屏蔽线，该屏蔽线绕设于主体部11的外侧面，屏蔽绕组层12的相邻层为初级绕组层111时该屏蔽线电连接于次级绕组层112；

当屏蔽绕组层12的相邻层为次级绕组层112时该屏蔽线电连接于初级绕组层111。

请再次参见图3、图4，主体部11的外侧面并与非相邻的绕组层电连接图4，为了使屏蔽绕组层12的参数更便于调节，该屏蔽绕组层12包括若干匝数的屏蔽线，屏蔽线绕设于主体部11外侧面，由于电压与线圈的匝数呈正比，因此可以通过调节屏蔽线的匝数实现调节第二共模电流的相位及大小，以下通过两具体的实施例进一步对本实用新型的原理进行的详细说明：

请参见图4和图6，在一实施例中变压器100采用顺序绕法结构，Np(初组绕组层)与Ns(次组绕组层)由于电势差的原因，两者之间产生Icm(第一共模电流)电流方向及电流相位如图6所述示，为了降低变压器100中的共模电流此时需要在变压器100的电路之间形成与Icm大小相同且相位相反的Ies(第二共模电流)，才能抵消原有的共模电流，以使总的共模电流Icm+Ies＝0，

由于I(层间电流)*t(时间)＝C(电容)*ΔU(电势差)，根据变压器100圈数与电压成正比关系，绕组层的电压可以等效呈线性变化，绕组层的电压如图6所述示：当Icm为如图6所述的波形时，假设：Np产生的绕组电压为Up＝+8v，设置在最外层的Ns产生的绕组电压为Us＝-6v，初级绕组层111与次级绕组层112的层间电压有ΔUps＝Up+Us＝+2v，在实际应用中将屏蔽线绕设在Ns的最外侧，由Np一侧的静点起绕，反绕，E1产生了方向与Np相同的绕组电压Ue1，此时通过改变E1屏蔽线的匝数，使得Ue1＝+4v，层间电压ΔUes＝Ue1+Us＝-2v，即可实现变压器100中的ΔU＝ΔUps+ΔUes＝0v。

在本实用新型的另一实施例中，假设：Np产生的绕组电压为Up＝+8v，设置在其外侧的Ns产生的绕组电压为Us＝-10v，初级绕组层111与次级绕组层112的层间电压有ΔUps＝Up+Us＝-2v，在实际应用中将屏蔽线绕设在Ns的最外侧，由Np一侧的静点起绕，反绕，E1即产生了方向与Np相同的绕组电压Ue1，此时通过设置E1屏蔽线的匝数，使得Ue1＝+12v，屏蔽绕组层12与次级绕组层112的层间电压有ΔUes＝Ue1+Us＝+2v，即变压器100中的ΔU＝ΔUps+ΔUes＝0v，使得共模电流为0，达到调节共模噪声的目的。

本实用新型的另一实施例中，假设：Np产生的绕组电压为Up＝+8v，设置在其外侧的Ns产生的绕组电压为Us＝-3v，初级绕组层111与次级绕组层112的层间电压有ΔUps＝Up+Us＝+5v，在实际应用中将屏蔽线绕设在Ns的最外侧，由Np一侧的静点起绕，正绕，E1即产生了方向与Np相反的绕组电压Ue1，此时通过设置E1屏蔽线的匝数，使得Ue1＝-2v，屏蔽绕组层12与次级绕组层112的层间电压有ΔUes＝Ue1+Us＝-5v，即变压器100中的ΔU＝ΔUps+ΔUes＝0v，使得共模电流为0，达到调节共模噪声的目的。

由以上的电路分析可得通过调整屏蔽绕组层12的屏蔽线的匝数可以实现对变压器100中共模电流的调节，使得非常方便调节变压器100中的共模噪声。

请参见图8、图9，可以理解的是，变压器100为三明治绕法结构使用本实用新型的结构也可以达到调节共模噪声的效果，具体地，E1设置在变压器100的最外层，相邻层为Np2，E1的屏蔽线由Ns一侧的静点起绕，正绕，假设：Np1产生的绕组电压为Up1＝+8v，Ns产生的绕组电压为Us＝-2v，Np2产生的绕组电压为Up2＝+6v，初级绕组层111与次级绕组层112的层间电压有ΔUps＝(Up1+Us)+(Up2+Us)＝+10v，设置在最外层的屏蔽线绕由Ns一侧的静点起绕，反绕，调整屏蔽线的匝数使得Ue1＝-16v，屏蔽绕组层12与次级绕组层112的层间电压有ΔUep2＝Ue1+Up2＝-10v，变压器100中的ΔU＝ΔUps+ΔUes＝0v。

在以上的实施例中，屏蔽线的材料为铜制线材，当然也可以是铜包铝线或是铝线，屏蔽线的制作材料在此不作具体的限定。

进一步地，屏蔽线电连接于初级绕组层111或次级绕组层112的动点或静点，屏蔽线沿动点或静点顺时针或逆时针绕制于主体部11的外侧面，以使屏蔽线与相邻设置的绕组层产生第二共模电流。

请参照图6和图8屏蔽线由初级绕组层111或次级绕组层111的动点或静点起绕，并由动点或静点出发顺时针或逆时针绕制于主体部11的外侧面，可使屏蔽绕组层12产生方向不同的绕组电压，具体地，以Icm的方向为正向，与开关或者二极管相连接的一侧为动点；与地或电容相连接的一侧为静点，假设屏蔽线的相邻层为次级绕组层112，且屏蔽线电连接初级绕组层111，则有：屏蔽线从静点起绕线，反绕，电压为正；从静点起绕线，正绕，电压为负；从动点起绕线，正绕，电压为正；从动点起绕线，反绕，电压为负，同理假设屏蔽线的相邻层为初级绕组层111，且连接于次级绕组层112，则有：屏蔽线从静点起绕线，反绕，电压为负；从静点起绕线，正绕，电压为正；从动点起绕线，反绕，电压为正；从动点起绕线，正绕，电压为负，如此不仅可以通过调节线圈的匝数调节绕组电压，还可以通过绕制方法及接线点的不同来调节绕组电压，使得调整共模噪声方式更灵活方便。

可以理解的是，在本说明书中所称正绕意指线圈以顺时针的方式绕制于磁芯，反绕意指线圈以逆时针的方式绕制于磁芯。

进一步地，屏蔽线于主体部11的外侧面绕制一层。

将屏蔽线于变压器100的外部绕制一层即可以达到调节共模噪声的效果，并且可以节省材料，使得加工更方便。

当然也可以将屏蔽线于变压器100主体部11的外侧面绕制多层，与主体部11相邻的内层屏蔽线可以与主体部最外层的绕组层产生第二共模电流，最外层绕制的屏蔽线起到屏蔽作用，进一步降低共模噪声。

进一步地，屏蔽绕组层12包括铜皮屏蔽层，该铜皮屏蔽层围设于主体部11的外侧面，当屏蔽绕组层12的相邻层为初级绕组层111时该铜皮屏蔽层电连接于次级绕组层112；当屏蔽绕组层12的相邻层为次级绕组层112时该铜皮屏蔽层电连接于初级绕组层111。

在本实用新型的另一实施例中，屏蔽绕组层12包括铜皮屏蔽层，该铜皮屏蔽层围设于变压器100的主体部11，并与初级绕组层111或次级绕组层112电连接，也可以起到调节变压器100中共模噪声的效果，具体地，当屏蔽绕组层12的相邻层为初级绕组层111时该铜皮屏蔽层电连接于次级绕组层112；当屏蔽绕组层12的相邻层为次级绕组层112时该铜皮屏蔽层电连接于初级绕组层111，由于铜皮屏蔽层为铜制材料因此也可以与相邻的绕组层相互感应，产生第二共模电流，通过调节铜皮的宽度以达到调节共模噪声的目的。

进一步地，所述变压器100还包括绝缘层13，绝缘层13间隔设于初级绕组层111、次级绕组层111以及屏蔽绕组层12之间。

该变压器100还包括有设置于初级绕组层111、次级绕组层111以及屏蔽绕组层12之间的绝缘层13，该绝缘层13用于层间绝缘层13以及散热，由于共模电流的大小还与层间电容有关系，因此不仅可以通过调节屏蔽线的匝数或铜皮屏蔽层的宽度来调节共模电流，还可以通过改变绝缘层13的层数用以调整层间电容的大小，可以理解的是，绝缘层13的材料可以是具有不同介电常数的绝缘材料，例如：电缆纸，绝缘胶带等，以上均在本实用新型的保护范围内，在此不做具体地限定，通过更换具有不同介电常数的绝缘材料也可以起到调整层间电容的作用，使调整共模噪声的手段更多样。

进一步地，屏蔽绕组层12相邻设置的初级绕组层111或次级绕组层112的线圈为双层密绕，满绕。

为使变压器100内部的耦合度更高，进行一步降低变压器100的漏感，与屏蔽绕组层12相邻的初级绕组层111或次级绕组层112的线圈应设置为双层密绕，满绕，双层绕制的绕组层，分别与屏蔽绕组层12以及变压器100主体部11内的线圈相耦合，并且该绕组层采用密绕，满绕，如此可以对相互间隔设置人绕组层起到屏蔽的作用，避免间隔设置的绕组层相互感应，进一步降低不同绕组层之间的噪声耦合。

进一步地，次级绕组层112的线圈为非满绕。

在本实用新型的一实施例中，变压器100采用顺序绕法，并且将次级绕组层112设置在磁芯113外侧面，初级绕组层111层叠设置在次级绕组层111的外侧面，将次级绕组层111的线圈设置为非满绕，如此次级绕组层111与磁芯113以及初始绕组层的耦合度更好，降低变压器100的漏感。

进一步地，该变压器100还包括开关，开关电连接于初级绕组层111，二极管，该二极管电连接于次级绕组层111。

该变压器100还包括用于控制变压器100工作的形状，具体地该开关为可以控制高频电流与低频电流的导通或阻断的MOS管(Metal oxide semiconductor场效应晶体管)，该MOS管连接于初级绕组层111的一侧，在次级绕组层111的一侧还连接有二极管，次级绕组层111中的交变电流通过该二极管实现整流，使得变压器100输出直流电压。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压器，其特征在于，包括：

主体部，所述主体部包括磁芯以及围绕所述磁芯绕制的初级绕组层及次级绕组层，所述初级绕组层与次级绕组层相耦合形成第一共模电流；以及

屏蔽绕组层，所述屏蔽绕组层设于所述主体部的外侧面，当所述屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于所述次级绕组层；

当所述屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该屏蔽绕组层电连接于所述初级绕组层，以使所述屏蔽绕组层与相邻设置的绕组层形成与所述第一共模电流大小相等，相位相反的第二共模电流。

2.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述屏蔽绕组层包括屏蔽线，所述屏蔽线绕设于所述主体部的外侧面，当所述屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该屏蔽线电连接于所述次级绕组层；

当所述屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该屏蔽线电连接于所述初级绕组层。

3.如权利要求2所述的变压器，其特征在于：所述屏蔽线电连接于所述初级绕组层或次级绕组层的动点或静点，所述屏蔽线沿所述动点或所述静点，顺时针或逆时针绕制于所述主体部的外侧面，以使所述屏蔽线与相邻设置的绕组层产生第二共模电流。

4.如权利要求3所述的变压器，其特征在于：所述屏蔽线于所述主体部的外侧面绕制一层。

5.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述屏蔽绕组层包括铜皮屏蔽层，所述铜皮屏蔽层围设于所述主体部的外侧面，当所述屏蔽绕组层的相邻层为初级绕组层时该铜皮屏蔽层电连接于所述次级绕组层；

当所述屏蔽绕组层的相邻层为次级绕组层时该铜皮屏蔽层电连接于所述初级绕组层。

6.如权利要求1至5任一项所述的变压器，其特征在于：所述变压器还包括绝缘层，所述绝缘层间隔设于所述初级绕组层、次级绕组层以及所述屏蔽绕组层之间。

7.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：与所述屏蔽绕组层相邻设置的所述初级绕组层或所述次级绕组层的线圈为双层密绕，满绕。

8.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述次级绕组层的线圈为非满绕。

9.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述变压器还包括开关，所述开关电连接于所述初级绕组层。

10.如权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述变压器还包括二极管，所述二极管电连接于所述次级绕组层。