CN209312578U - 变压器及微波炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种变压器及微波炉，其中，所述变压器包括铁芯、原边绕组和副边绕组，还包括设在所述原边绕组和所述副边绕组之间的屏蔽层，所述屏蔽层上设置有缝隙使所述屏蔽层内不形成闭合环路。本实用新型通过采用在工频变压器的原边绕组和副边绕组之间设置屏蔽层，利用屏蔽层抑制高频电场干扰，可以去掉微波炉微波最端口的电磁兼容滤波板或者电磁兼容滤波器，降低产品成本。

Description

变压器及微波炉

技术领域

本实用新型涉及工频变压器领域，特别涉及一种变压器及微波炉。

背景技术

微波炉变压器由原边绕组、副变绕组、铁芯这三部分组成，变压器在提供所需要电压的同时，由于原-副边的耦合比较大，原-副边隔离效果差。来自于副边的高频干扰很容易耦合到原边导致如电磁兼容(Electromagnetic Compatibility)传导超标、原边的高频干扰也很容易耦合到副边(如脉冲群测试时，原边的高频脉冲耦合到副边)导致副边电路误动作。微波炉为解决副边干扰通过变压器分布电容耦合到原边导致微波炉传导超标问题，必须在微波炉本体交流输入最端口位置增加一块电磁兼容滤波板，避免工频变压器及其磁控管带来的影响。

在发明名称为一种反激式开关电源的变压器屏蔽层设计方法的中国发明专利中公开了设置屏蔽层的结构形式，但是该技术方案用于开关电源变压器，开关电源变压器与工频变压器的工作原理、结构、材质都均不相同。

在发明名称为一种变压器的中国发明专利中公开了一种变压器，包括：原边线圈、副边线圈和屏蔽结构。屏蔽结构由至少一层图形化的导电材料层组成，设置于原边线圈和副边线圈之间，与副边线圈交流共地。屏蔽结构为由主干和多个分支构成的片状结构，每个分支均与主干连接。变压器原边线圈和副边线圈之间的电压发生瞬态改变时，在寄生电容中产生的位移电流直接流入屏蔽结构，并通过屏蔽结构的接地而流入地电位。屏蔽结构有效防止了位移电流流入副边线圈而在副边线圈产生干扰信号；同时，主干-分支结构有效抑制了涡流对变压器正常工作的影响。通过设置屏蔽结构不仅提高了变压器的共模瞬态抑制性能，而且避免了干扰信号随着变压器的缩小而增大的效应，从而使变压器可以更灵活的运用于各个电气技术领域。

在该发明中，通过在原边线圈和副边线圈之间设置屏蔽结构，并将该屏蔽结构与副边线圈交流共地，实现将原边线圈和副边线圈电压发生瞬态改变时寄生电容产生的位移电流流入地电位，从而防止位移电流流入副边线圈。该方案中，在屏蔽层上设置大量缝隙，在将其用于电场屏蔽时，屏蔽效果非常差。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种变压器及微波炉，旨在对工频变压器进行改造，不需要额外再增加滤波板或者滤波器来解决原副边耦合带来的影响。

为实现上述目的，本实用新型主题一提出的一种变压器，包括铁芯、原边绕组和副边绕组，还包括设在所述原边绕组和所述副边绕组之间的屏蔽层，所述屏蔽层上设置有缝隙使所述屏蔽层内不形成闭合环路。

优选地，所述屏蔽层为金属、导磁材料或PCB制成。

优选地，所述屏蔽层为金属或导磁材料制成的片状结构。

优选地，所述屏蔽层为金属或导磁材料附着在绝缘支撑件上制成。

优选地，所述屏蔽层为C形片状结构。

优选地，所述屏蔽层为多层叠加形成，相邻所述的屏蔽层的缝隙部位相互不重叠。

优选地，所述屏蔽层为多层叠加形成，相邻所述的屏蔽层的缝隙部位相互重叠，对应所述重叠部位通过绝缘材料隔开。

优选地，所述屏蔽层接地或不接地。

优选地，所述屏蔽层接所述铁芯，所述铁芯接地。

本实用新型主题二同时还提出了一种微波炉，包括上述所述的一种变压器。所述变压器包括铁芯、原边绕组和副边绕组，还包括设在所述原边绕组和所述副边绕组之间的屏蔽层，所述屏蔽层上设置有缝隙使所述屏蔽层内不形成闭合环路，所述屏蔽层为多层叠加形成，相邻所述屏蔽层的缝隙部位相互重叠或不重叠，相邻所述的屏蔽层的缝隙部位相互重叠时，对应所述重叠部位通过绝缘材料隔开。

本实用新型技术方案通过采用在工频变压器的原边绕组和副边绕组之间设置屏蔽层，利用屏蔽层抑制高频电场干扰，可以去掉微波炉微波最端口的电磁兼容滤波板或者电磁兼容滤波器，降低产品成本；利用设置有断开缝隙的屏蔽层，既能避免涡流发热带来的损害，同时能够实现良好的屏蔽效果。

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为本实用新型主题一变压器整体结构示意图；

图2为本实用新型主题一变压器屏蔽原理图；

图3为本实用新型主题一变压器屏蔽层结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	铁芯	2	原边绕组
3	屏蔽层	4	副边绕组

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，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示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，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“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。

请参阅图1，本实用新型主题一提出一种变压器，包括铁芯1、原边绕组 2和副边绕组4形成的整体，在所述原边绕组2和所述副边绕组4之间设置屏蔽层3，屏蔽层3可以靠近原边绕组2或副边绕组，所述屏蔽层3为中间或两端断开的片状结构，通过使屏蔽层3中间或两端断开，以使屏蔽层3形成缝隙，通过该缝隙使屏蔽层3不形成闭合环路。

请参阅图2，空气与屏蔽层的交界面上的阻抗不连续，当电磁波达到屏蔽层3表面时，屏蔽层3对入射波产生反射；未被屏蔽层3表面反射掉而进入屏蔽层3内部的能量，在屏蔽层3内传播过程中，被屏蔽层3吸收而逐渐衰减；剩余的未在屏蔽层3内衰减掉的能量，传递到屏蔽层3的另一表面时，由于屏蔽层3与空气的阻抗不连续，此时能量会在屏蔽层3与空气交界面再次反射，并重新返回屏蔽层内，通过多次的反射以及屏蔽层3吸收，使电磁波被逐渐衰减，实现屏蔽的效果。

本实施例中，屏蔽层3可以接地，也可以不接地，屏蔽层3断开部位形成缝隙，由于屏蔽层3不形成闭合环路，使得屏蔽层3不会产生涡流，减少涡流发热导致屏蔽层3损坏的问题。

本实施例中通过设置屏蔽层3来抑制副边的高频干扰耦合到原边，屏蔽频率范围为150KHz-30mHz(电磁兼容传导测试频率范围)，为了实现电场屏蔽，必须使屏蔽体完全覆盖，本实施例中，屏蔽层3上仅设置一处断开部位，使其仅形成一处缝隙，能够避免涡流发热的问题的同时，可以有效保障屏蔽层3的屏蔽效果。

在形成所述缝隙时，该缝隙的部位可以根据屏蔽层3的形状选择，缝隙的形状可以设置在屏蔽层3中部，使电磁波进入屏蔽层3时，电磁波在屏蔽层内不能形成涡流。原边绕组2和副边绕组4通常为环形结构，该屏蔽层3 边缘形状可以与原边绕组2和副边绕组4边缘形状一致，可以将屏蔽层3中部设为中空结构，使整个屏蔽层3呈中空的环状结构，在屏蔽层3任意部位设置缝隙，该缝隙为连通屏蔽层3外侧边缘和屏蔽层3环状结构中部，使该缝隙将屏蔽层3断开，使屏蔽层3的环状结构不连续。当电磁波进入屏蔽层3 时，由于缝隙部位断开，屏蔽层3内不能形成涡流。

也可以在屏蔽层3上设置多个缝隙，多个缝隙将屏蔽层3分割形成多个隔离部位，对应缝隙一端为开口，另一端封闭，缝隙对应的屏蔽层3部位形成梳齿状结构，在屏蔽层3上的缝隙周围，不会形成涡流，为了避免漏磁，该梳齿状结构的缝隙宽度越小越好。

为了保证屏蔽效果，在本实施例中，所述屏蔽层3优选为如图3中所示的C形结构，在设计时，使该C形结构的缝隙越小越好，使其不容易产生涡流发热的同时，漏磁效果相对最低。

以下为本实用新型变压器的第二实施例，在本实施例中，屏蔽层3可以为多层结构，当采用多层结构时，相邻的屏蔽层3上的缝隙断开部位相互错开，此时可以减少由于断开部位存在的缝隙导致的漏磁的问题。

当采用如图3中所示C形结构的屏蔽层3时，将相邻层的所述屏蔽层3 相互堆叠时，缝隙部位处于不同位置；当在屏蔽层3上设置多个缝隙使其形成梳齿状结构时，多层屏蔽层3结构相互叠加，相邻层的屏蔽层3上的梳齿状缝隙相互错位。

利用多层屏蔽层3结构，能够增大屏蔽层3的厚度，多层屏蔽材料能够使电磁波通过多层屏蔽层3被吸收衰减，有助于提高屏蔽效果。通过使相邻的屏蔽层3相互错开，使得屏蔽层3上的缝隙相互错开，避免多层屏蔽层3 上的缝隙重合时出现的漏磁问题。

以下为本实用新型变压器的第三实施例，本实施例与第二实施例的区别在于，本实施例中，相邻屏蔽层的断开部位相互重叠，此时在对应的重叠部位通过绝缘材料隔开。利用多层屏蔽层形成的屏蔽体，能够提高屏蔽效率。

以下为本实用新型变压器的第四实施例，本实施例在第一实施例的基础上，所述屏蔽层3为金属、导磁材料或PCB制成。由于电磁屏蔽是利用屏蔽层反射或吸收被屏蔽区域与外界的电磁能量传播，屏蔽效果与屏蔽层表面和内部感生电荷、电流、极化现象相关。

屏蔽层对屏蔽效果的影响主要为：屏蔽层表面因阻抗失配引起的反射损耗；电磁波在屏蔽层内部传输时，电磁能量被吸收引起的传输损耗和吸收损耗；电磁波在屏蔽层之间多次反射引起的多次反射损耗。其中，反射损耗是屏蔽层导体材料中的带电粒子与电磁场相互作用的结果，导体材料的电导率越大，反射损耗越大，故本实施例中采用金属制成屏蔽层；吸收损耗是导体材料中的电偶极子或磁偶极子与电磁场作用的结果，电导率和磁导率大的材料吸收损耗大，故本实施例中可以采用导磁材料作为屏蔽层。

导磁材料和金属良导体均可作为屏蔽层。对于电场屏蔽，是金属材料就可以，不需要导磁材料，由于PCB中间覆一层铜，也可以认为是一层金属材料。

作为优选，本实施例中，所述屏蔽层3金属制成。当高频电磁波射向屏蔽层3表面，并进入表面后，它会在屏蔽层3中感应出一个高频交变电流，此电流会激发一个新的电磁波，新激发的电磁波在屏蔽层3内部与入射的电磁波相位相反、同时导体内电流的产生还导致入射波场能的消耗，结果使得导体内部总的电磁场基本上随深度呈指数衰减，可以用“贯穿深度”来表示衰减的程度。“贯穿深度”与入射电磁波的频率、导体的电导率及磁导率都有关系：频率越高、电导率越大、磁导率越大“贯穿深度”就越小。当屏蔽层3的厚度大于贯穿深度时，屏蔽层3就具有良好的电磁屏蔽作用。本实施例中，提高屏蔽层3材料的电导率或磁导率，增加屏蔽层3的厚度，可以提高电磁屏蔽的效果。

本实施例中，屏蔽层可以为金属或导磁材料制成的片状结构，铝、钢、铁、铜制成的屏蔽层3，1兆赫左右的电磁波在其中的“透入深度”约百分之几毫米，所以这些金属只要一张纸那么厚就基本可以屏蔽I兆赫的电磁波，本实用新型中，也可以采用铁制成屏蔽层3，因为铁的磁导率高，故屏蔽效果好。

以下为本实用新型变压器的第五实施例，本实施例与第四实施例的区别在于，本实施例中，将金属或导磁材料附着在绝缘材料上形成屏蔽层，此时绝缘材料作为支撑件，导磁材料或金属在支撑件上形成屏蔽层3。

使导磁材料或金属形成的屏蔽层3断开形成缝隙，通过该缝隙使附着的金属层或导磁材料层在支撑件上不连续，使电磁波在屏蔽层3不能形成涡流。可以将金属材料或导磁材料在支撑件上形成梳齿状结构，也可以在支撑件两侧端面上分别附着金属材料或导磁材料，支撑件两侧端面上的屏蔽层3上的缝隙相互错位设置。在选择支撑件时，可以采用与原边绕组2和副边绕组4 形状相同的支撑件结构，将金属或导磁材料附着在支撑件上，也可以在支撑件同侧附着多层金属或导磁材料。

所述附着方式可以为涂覆工艺，如涂刷、喷涂、浸涂、电泳涂装等，也可以采用其他附着方式，其屏蔽效果与第四实施例屏蔽效果相同。通过设置支撑件，能够方便金属或导磁材料附着形成屏蔽层3，同时能够方便整个屏蔽体的安装。

以下为本实用新型变压器的第六实施例，本实施例在第一实施例的基础上，优选为所述屏蔽层3接地，屏蔽层3接地方式可以为屏蔽层3直接接地，或屏蔽层3接铁芯1，铁芯1接地。

良好的接地可以使屏蔽层3的感应电流迅速流入大地，有效的降低屏蔽层对地高频电位，以避免副边绕组的高频干扰(电场干扰)耦合到原边绕组，使屏蔽层提供一条低阻抗的泄放通道。

本实施例中，屏蔽层3也可以采用PCB，由于PCB中间敷一层铜也可以理解为金属材料，通过在变压器原、副边增加金属材料，减小变压器原边到副边的耦合电容，减小电场耦合。接地对于减小电场耦合的效果最好，不接地效果要相对差一些。

本实用新型主题二公开了一种微波炉，包括上述所述的一种变压器，该变压器包括铁芯1、原边绕组2和副边绕组4形成的整体，在所述原边绕组2 和所述副边绕组4之间设置屏蔽层3，屏蔽层3可以靠近原边绕组2或副边绕组，所述屏蔽层3为中间或两端断开的片状结构，通过使屏蔽层3中间或两端断开，以使屏蔽层3形成缝隙，通过该缝隙使屏蔽层3不形成闭合环路。通过采用本实用新型设计的变压器，可以去掉微波最端口的电磁兼容滤波板或者电磁兼容滤波器，不需要额外再增加滤波板或者滤波器来解决原副边耦合带来的影响。

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 (8)

1.一种变压器，包括铁芯、原边绕组和副边绕组，其特征在于，还包括设在所述原边绕组和所述副边绕组之间的屏蔽层，所述屏蔽层上设置有缝隙使所述屏蔽层内不形成闭合环路，所述屏蔽层为多层叠加形成，相邻所述屏蔽层的缝隙部位相互重叠或不重叠，相邻所述的屏蔽层的缝隙部位相互重叠时，对应所述重叠部位通过绝缘材料隔开。

2.如权利要求1所述的一种变压器，其特征在于，所述屏蔽层为金属、导磁材料或PCB制成。

3.如权利要求1或2所述的一种变压器，其特征在于，所述屏蔽层为金属或导磁材料制成的片状结构。

4.如权利要求2所述的一种变压器，其特征在于，所述屏蔽层为金属或导磁材料附着在绝缘支撑件上制成。

5.如权利要求1所述的一种变压器，其特征在于，所述屏蔽层为C形片状结构。

6.如权利要求1所述的一种变压器，其特征在于，所述屏蔽层接地或不接地。

7.如权利要求1所述的一种变压器，其特征在于，所述屏蔽层接所述铁芯，所述铁芯接地。

8.一种微波炉，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的一种变压器。