CN214588401U - 一种用于变压器的双层屏蔽结构 - Google Patents
一种用于变压器的双层屏蔽结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于变压器的双层屏蔽结构，包括平行设置的两层金属屏蔽体，两金属屏蔽体之间设有介质层，通过改变两金属屏蔽体之间的距离、介质层的介电常数以及两金属屏蔽体的正对面积，来改变两金属屏蔽体的等效电容。将所述双层屏蔽结构设置于磁芯内部或包覆于磁芯外部，以屏蔽电磁干扰。该双层屏蔽结构可以有效减小变压器的共模噪声，减小磁性元件对大地的共模噪声及其电磁辐射特性，有效降低传导及辐射EMI噪声。
Description
技术领域
本实用新型属于变压器领域，具体涉及一种用于变压器的双层屏蔽结构。
背景技术
隔离型开关电源中变压器的共模EMI特性是影响其电磁兼容特性的关键参数。尤其是随着SiC器件及电力电子宽禁带器件的出现及普及，开关电源的开关频率及其谐振进一步提高，变压器的共模EMI特性直接决定着开关电源电磁兼容特性的好坏。为了减小变压器的共模噪声，一般在变压器的原边与副边之间添加一层金属屏蔽体或在变压器的绕组外面及磁芯外添加一层金属屏蔽体，希望能减小由变压器原边到副边的共模噪声及磁性元件对大地的共模噪声。但这些方法在某些应用场合可以减小共模噪声，有些不能减小甚至会恶化其传导或辐射的EMI噪声。
在变压器的绕组中设置单层屏蔽如图1(a)所示，在原边绕组层与副边绕组层之间添加一层金属屏蔽体，同时如若变压器为降压变压器时将铜箔与原边绕组的静电位连接在一起，若为升压变压器时将屏蔽体与副边静电位相连接。此方式可以屏蔽一边绕组的共模噪声，对另一绕组的共模噪声屏蔽无效果。
在变压器的最外层绕组设置单层屏蔽如图1(b)所示，将屏蔽体与最外层绕组的静电位相连接，这样可以屏蔽绕组与磁芯之间的电位跳动，使得变压器磁芯对外辐射减小，但对于变压器原副边之间的共模噪声无屏蔽效果。
在变压器的磁芯外添加单层屏蔽体如图1(c)所示，当绕组使用三明治绕法时，在变压器的磁芯表面包裹一层导电铜箔，且铜箔与磁芯绕组的最外层绕组静电位相连接，使得磁芯上的电场无法向外辐射，但这种屏蔽方式无法对原副边之间的共模噪声进行有效的屏蔽。
如图1(d)所示，通过在变压器绕组中添加部分屏蔽绕组，调节屏蔽绕组的高度，可以使得副边的感应电荷最小，从而减小原副边之间的共模噪声，但在高频段时，原副边电压不满足匝比，因此已经固定的结构无法屏蔽高频共模噪声的作用。
上述金属屏蔽体均为单层屏蔽结构。变压器一般具有来自原边及副边的噪声源。结构1可以屏蔽原边到副边的噪声，但不能屏蔽副边到副边的噪声。结构2和结构3可以减小磁性元件对外所产生的电磁辐射，但会恶化变压器原边至副边的噪声。结构4在低频段可以有效屏蔽变压器原边至副边及副边至原边的共模噪声，但在高频段由于变压器原副边的电压不满足匝比，因而不具有屏蔽效果。这主要原因是现有的屏蔽体仅具有单层结构，不能完全屏蔽来自原边及副边的噪声。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于变压器的双层屏蔽结构，该双层屏蔽结构可以有效减小变压器的共模噪声，减小磁性元件对大地的共模噪声及其电磁辐射特性，有效降低传导及辐射EMI噪声。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于变压器的双层屏蔽结构，包括平行设置的两层金属屏蔽体，两金属屏蔽体之间设有介质层，通过改变两金属屏蔽体之间的距离、介质层的介电常数以及两金属屏蔽体的正对面积，来改变两金属屏蔽体的等效电容。
进一步地，所述双层屏蔽结构设置于变压器的磁芯内部或包覆于变压器的磁芯外部，以屏蔽电磁干扰；所述变压器包括具有中柱的磁芯和两个功率绕组，磁芯中柱往外依次设置第一功率绕组和第二功率绕组，当第一功率绕组为原边绕组时第二功率绕组为副边绕组，当第一功率绕组为副边绕组时第二功率绕组为原边绕组。
进一步地，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第二功率绕组外侧，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
进一步地，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第一功率绕组与第二功率绕组之间，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
进一步地，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第一功率绕组内侧，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第一功率绕组与主电路开关管连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
进一步地，所述双层屏蔽结构包覆于磁芯外部表面，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
进一步地，所述双层屏蔽结构设置于变压器的磁芯内部或包覆于变压器的磁芯外部，以屏蔽电磁干扰；所述变压器包括具有中柱的磁芯和三个功率绕组，磁芯中柱往外依次设置第一功率绕组、第二功率绕组和第三功率绕组，当第一功率绕组和第三功率绕组为原边绕组时第二功率绕组为副边绕组，当第一功率绕组和第三功率绕组为副边绕组时第二功率绕组为原边绕组。
进一步地，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第三功率绕组外侧，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
进一步地，所述双层屏蔽结构同时设置于磁芯内第一功率绕组与第二功率绕组之间以及第二功率绕组与第三功率绕组之间，其有三种接线方法：
1）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：靠内的第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极；
2）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管连接点；
3）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管连接点；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管连接点，第二金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管连接点；
通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
进一步地，所述双层屏蔽结构包覆于磁芯外部表面，其接线方法为：第一金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提出了一种应用于变压器的双层屏蔽体结构，该结构不仅具有传统金属屏蔽体的电场屏蔽功能，可以有效减小变压器的共模噪声，减小磁性元件对大地的共模噪声及其电磁辐射特性，同时可以实现电容的集成，该电容不仅可以作为共模噪声的补偿电容也可以具有Y电容功能，从而可以有效降低传导及辐射EMI噪声。
附图说明
图1是现有技术中在变压器上设置单层屏蔽体的结构示意图。
图2是本实用新型实施例中双层屏蔽结构的结构示意图。
图3是本实用新型实施例中双层屏蔽结构设置于磁芯内部的结构示意图。
图4是本实用新型实施例中双层屏蔽结构包覆于磁芯外部的结构示意图。
图5是本实用新型实施例一中双层屏蔽结构在反激变换器中的接线电路示意图。
图6是图5的替代电路图。
图7是图6的等效电路图。
图8是本实用新型实施例二中双层屏蔽结构在反激变换器中的接线电路示意图。
图9是图8的等效电路图。
图中：100-磁芯对称轴，101-磁芯，102-第一功率绕组，103-第二功率绕组，104-屏蔽绕组，105-部分屏蔽绕组；201-金属屏蔽体，202-介质层，203-金属屏蔽体；300-磁芯对称轴，301-磁芯，302-第一功率绕组，303-第二功率绕组，304-第一金属屏蔽体，305-介质层，306-第二金属屏蔽体；401-磁芯，402-第三功率绕组，403-第二功率绕组，404-第一金属屏蔽体，405-介质层，406-第二金属屏蔽体，407-第一功率绕组。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图2所示，本实用新型提供了一种用于变压器的双层屏蔽结构，包括平行设置的两层金属屏蔽体，一般可为铜箔或者铝箔，两金属屏蔽体之间设有介质层，通过改变两金属屏蔽体之间的距离、介质层的介电常数以及两金属屏蔽体的正对面积，来改变两金属屏蔽体的等效电容。改变两金属屏蔽体之间的距离通过改变介质层的厚度来实现。通过使用不同介电常数的材料即可改变介质层的介电常数。改变两金属屏蔽体之间的正对面积可通过改变使用的金属屏蔽体大小来实现；根据变压器的磁芯高度、磁芯厚度或者绕组窗口的高度来确定双层屏蔽体的宽度sh，通过控制双层屏蔽的长度sl来控制正对面积。
将图2所示的双层屏蔽体结构应用于变压器上以实现电磁干扰的屏蔽，按照双层屏蔽体结构的设置位置可以分为两类：一种是将双层屏蔽结构设置于变压器的磁芯内部，另一种是将双层屏蔽结构包覆于变压器的磁芯外部。
应用所述双层屏蔽体结构的变压器主要有两种结构。
如图3所示，其中一种变压器结构为：所述变压器包括具有中柱的磁芯和两个功率绕组，磁芯中柱往外依次设置第一功率绕组和第二功率绕组，当第一功率绕组为原边绕组时第二功率绕组为副边绕组，当第一功率绕组为副边绕组时第二功率绕组为原边绕组。对于这种结构的变压器：
如图3(a)所示，所述双层屏蔽结构可以设置于磁芯内第二功率绕组外侧，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
如图3(b)所示，所述双层屏蔽结构可以设置于磁芯内第一功率绕组与第二功率绕组之间，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
如图3(c)所示，所述双层屏蔽结构可以设置于磁芯内第一功率绕组内侧，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第一功率绕组与主电路开关管连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
所述双层屏蔽结构可以包覆于磁芯外部表面，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
如图4所示，另一种变压器结构为：所述变压器包括具有中柱的磁芯和三个功率绕组，磁芯中柱往外依次设置第一功率绕组、第二功率绕组和第三功率绕组，当第一功率绕组和第三功率绕组为原边绕组时第二功率绕组为副边绕组，当第一功率绕组和第三功率绕组为副边绕组时第二功率绕组为原边绕组。对于这种结构的变压器：
所述双层屏蔽结构可以设置于磁芯内第三功率绕组外侧，其接线方法为：靠内的第一金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
所述双层屏蔽结构可以同时设置于磁芯内第一功率绕组与第二功率绕组之间以及第二功率绕组与第三功率绕组之间，其有三种接线方法：1）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：靠内的第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极；2）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管连接点；3）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管连接点；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构按如下方法接线：第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管连接点，第二金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
如图4所示，所述双层屏蔽结构可以包覆于磁芯外部表面，其接线方法为：第一金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
如图3所示，将双层屏蔽结构设置于磁芯内部有三种结构，三种结构能够屏蔽电磁干扰的关键是其屏蔽体的接法，不同的接法对电磁屏蔽的效果不同。如图4所示，将双层屏蔽体包裹在磁芯表面，同样为了很好的起到屏蔽作用，双层屏蔽体的接法需要根据绕组结构来分别与对应的绕组静电位相连接，其中包覆于变压器的磁芯外部的第一金属屏蔽体的连接需要根据引起磁芯电位变化的绕组相连接。
通过调节屏蔽体的高度H、两屏蔽层之间介质层的介电常数或者增加或减少屏蔽层绕的圈数可以调节两屏蔽体的等效电容值，该电容不仅可以作为共模噪声的补偿电容，也可以具有Y电容的功能，起到减小传导和辐射EMI噪声的作用。
在实施例一中，将如图3(a)的结构应用于反激变换器中，双层金属屏蔽结构作为共模噪声的补偿电容的作用，其在反激变换器中的接线结构如图5所示。
其中，屏蔽层1、2分别接在图5中反激变换器中A、B相对应的点，其中A点为母线电压的正极，B点为副边功率绕组与二极管的连接点，C add 为两屏蔽层1、2之间的等效电容，且C add 的大小与两屏蔽层之间的正对面积、两屏蔽层之间的距离以及屏蔽层之间介质层的介电常数相关。图5中，反激变换器的传导共模噪声源主要是由于开关管S和副边整流二极管D两端的跳变电压所造成的，将开关管和二极管分别使用电压源V ds 和电压源V d 代替可以得到如图6所示的替代电路图，根据电路定理可以得出这两个共模噪声电压源在LISN电阻上驱动的电流是方向相反的，因此可以通过调节传导共模电流路径上的阻抗来调节LISN上的共模电流，使得LISN上的电压降最小。
本实用新型引入屏蔽层之间的等效电容C add ，调节由V d 引起的共模噪声电流路径上的阻抗C add ，使得电流Id与电流Ids抵消掉。将图6简化后的等效电路图如图7所示。因此在传导频段的共模电流会由此得到抑制。
在实施例二中，将如图4所示的结构应用于反激变换器中，双层金属屏蔽结构作为共模噪声的Y电容的作用，其在反激变换器中的接线结构如图8所示，将屏蔽层1接在原边静电位，屏蔽层2接在副边静电位，V p 为原边电压，V s 为副边电压，V ds 为开关管S两端的电压，C Yadd 为两屏蔽层之间的等效电容。
通过对变压器中添加屏蔽层后的共模辐射等效电路如图9所示，图中Z T1、Z T2、Z T3为变压器的等效阻抗，屏蔽层之间的等效电容C Yadd 相当于并联在线缆阻抗Z conv 和天线阻抗Z atenna 上，因此这样可以减小流过天线阻抗的共模辐射电流，从而减小天线上的辐射电磁干扰。在磁体外加上双层屏蔽体后，由于屏蔽体连接在静电位上，因此也会屏蔽掉变压器磁芯对外的辐射。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，包括平行设置的两层金属屏蔽体，两金属屏蔽体之间设有介质层，通过改变两金属屏蔽体之间的距离、介质层的介电常数以及两金属屏蔽体的正对面积，来改变两金属屏蔽体的等效电容。
2.根据权利要求1所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构设置于变压器的磁芯内部或包覆于变压器的磁芯外部，以屏蔽电磁干扰；所述变压器包括具有中柱的磁芯和两个功率绕组，磁芯中柱往外依次设置第一功率绕组和第二功率绕组，当第一功率绕组为原边绕组时第二功率绕组为副边绕组，当第一功率绕组为副边绕组时第二功率绕组为原边绕组。
3.根据权利要求2所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第二功率绕组外侧，其接线结构为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
4.根据权利要求2所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第一功率绕组与第二功率绕组之间，其接线结构为：靠内的第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
5.根据权利要求2所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第一功率绕组内侧，其接线结构为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第一功率绕组与主电路开关管连接点；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
6.根据权利要求2所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构包覆于磁芯外部表面，其接线结构为：靠内的第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
7.根据权利要求1所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构设置于变压器的磁芯内部或包覆于变压器的磁芯外部，以屏蔽电磁干扰；所述变压器包括具有中柱的磁芯和三个功率绕组，磁芯中柱往外依次设置第一功率绕组、第二功率绕组和第三功率绕组，当第一功率绕组和第三功率绕组为原边绕组时第二功率绕组为副边绕组，当第一功率绕组和第三功率绕组为副边绕组时第二功率绕组为原边绕组。
8.根据权利要求7所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构设置于磁芯内第三功率绕组外侧，其接线结构为：靠内的第一金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或者负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；或者第一金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或者负极；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
9.根据权利要求7所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构同时设置于磁芯内第一功率绕组与第二功率绕组之间以及第二功率绕组与第三功率绕组之间，其有三种接线结构：
1）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构的接线结构为：靠内的第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，靠外的第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构的接线结构为：第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极；
2）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构的接线结构为：第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管连接点，第二金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构的接线结构为：第一金属屏蔽体接第二功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管连接点；
3）设置于第一功率绕组与第二功率绕组之间的双层屏蔽结构的接线结构为：第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管连接点；设置于第二功率绕组与第三功率绕组之间的双层屏蔽结构的接线结构为：第一金属屏蔽体接第二功率绕组与电路开关管连接点，第二金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管连接点；
通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
10.根据权利要求7所述的一种用于变压器的双层屏蔽结构，其特征在于，所述双层屏蔽结构包覆于磁芯外部表面，其接线结构为：第一金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第三功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第一功率绕组所对应的母线电压正极或负极；或者第一金属屏蔽体接第一功率绕组与电路开关管的连接点，第二金属屏蔽体接第三功率绕组所对应的母线电压正极或；通过调节两金属屏蔽体之间的距离、改变介质层的介电常数以及改变两金属屏蔽体的正对面积，来改善开关电源EMI特性。
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| CN112582160A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-03-30 | 福州大学 | 一种用于变压器的双层屏蔽结构及其应用 |
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