專利名稱：半諧振變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種變壓器，尤其是一種供恒流電機及需要限制電流的電器設(shè)備使用的半諧振變壓器。
背景技術(shù)：
近年來，隨著蓄電池用量的日益增大，對充電設(shè)備的需求也越來越多?，F(xiàn)有的用普通變壓器加上整流裝置做成的充電機，不足之處是當輸入電壓變化時，由于普通變壓器輸出特性較硬，無法進行調(diào)節(jié)，充電電流也會有很大幅度的變化。如充電機按輸入電壓為220V時充電電流等于額定電流來設(shè)計，當輸入電壓降低到180V時，基本上已沒有電流充入蓄電池；當輸入電壓升高到250V時，充電蓄電池的電流約等于額定電流的兩倍，很容易造成蓄電池充電不足或過充損壞，甚至燒壞充電機。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的變壓器式充電機充電電流波動較大，容易造成充電不足甚至燒毀充電機的缺點，本實用新型提供一種半諧振變壓器，用該變壓器安裝的恒流充電機，不但結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低，可靠性好，而且充電電流變化、波動不大。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是這種半諧振變壓器，與普通的山字形鐵芯的變壓器一樣，包括鐵芯和線圈，所不同之處在于山字形鐵芯的左、右芯柱的橫截面積及各部分磁軛的橫截面積與其中間芯柱的橫截面積相等，初級線圈繞制在鐵芯的中間芯柱上，兩組次級線圈分別繞制在鐵芯的左、右芯柱上，兩組次級線圈的線頭(或線尾)連接引出變壓器輸出的一端，兩組次級線圈的線尾(或線頭)分別連接一電容的各任一端，電容與線圈的任一端接點則引出變壓器輸出的另一端。
由于采用以上結(jié)構(gòu)，本實用新型在充電機上應(yīng)用具有的有益效果是1、充電機按輸入電壓220V時充電電流等于額定電流來設(shè)計，當輸入電壓降低至180V時，充電電流仍有額定電流的70～80％；當輸入電壓升高至250V時，充電電流不超過額定電流的10～20％。
2、抗短路電流能力強。將充電機的輸出端短路，短路電流不超過額定電流的50％。
3、結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長。
4、具有較好的恒流特性。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)及其一種電路連接原理圖。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)及其另一種電路連接原理圖。
具體實施方式
圖1是將電容C串入左芯柱(2)的次級線圈L1中，圖2是將電容C串入右芯柱(4)的次級線圈L3中，兩種接法性能相同，下面以圖2加以說明。
在圖2中，該半諧振變壓器，包括鐵芯(1)和線圈，山字形鐵芯(1)的左、右芯柱(2)、(4)的橫截面積與其中間芯柱(3)的橫截面積相等，初級線圈L2繞制在鐵芯的中間芯柱(3)上，兩組次級線圈L1和L3分別繞制在鐵芯的左、右芯柱(2)和(4)上，兩組次級線圈L1和L3的線頭連接引出變壓器輸出的一端，兩組次級線圈L1和L3的線尾分別連接一電容C的各一端，電容C與L3連接的一端接點引出變壓器輸出的另一端。
半諧振變壓器的工作原理在圖2中可以看出，半諧振變壓器的輸入電路是中間芯柱的初級線圈L2，輸出電路由兩部分并聯(lián)連接而成，其中，一部分是右邊芯柱的次級線圈L3直接輸出；另一部分是左邊芯柱的次級線圈L1串入電容C后再輸出，即諧振輸出。由于半諧振變壓器的兩邊芯柱及磁軛部分的橫載面積與中間芯柱的橫截面積同樣大，流入左、右芯柱中的主磁通可以相互轉(zhuǎn)移，當變壓器接上交流電源及負載后，右邊芯柱線圈L3與負載直接相連，輸出電流較大，線圈中產(chǎn)生的反向磁通也比較大；左邊芯柱線圈L1串入電容C與負載相連，輸出電流較小，線圈中產(chǎn)生的反向磁通也較小，這樣，右邊芯柱產(chǎn)生的反向磁通大于左邊芯柱產(chǎn)生的反向磁通，較多的主磁通被推向左邊芯柱，結(jié)果右邊芯柱線圈L3因主磁通的減少，輸出電壓變低，輸出電流變小；左邊芯柱線圈L1因主磁通的增加，輸出電壓升高，輸出電流變大。當左邊芯柱線圈L1輸出電流變大后，產(chǎn)生了與上述相反的變化，于是右邊芯柱線圈L3的輸出電流也隨之增大。之后，左邊芯柱線圈L1的輸出電流繼續(xù)增大。由于左邊芯柱線圈是LC串聯(lián)諧振回路(電壓諧振回路)的線圈，當電流增大到一定程度時，回路產(chǎn)生諧振，輸出電壓上升，輸出電流增大，爾后，右芯柱線圈L3的輸出電流也跟著增大，最終達到左、右芯柱線圈的輸出功率基本相等時為止。
LC串聯(lián)諧振電路起振后，其輸出電流隨輸入電壓升高的變化較小，當輸入電壓升高時，雖然變壓器的直接輸出部分的輸出電流總想跟隨輸入電壓升高而變大，但諧振輸出部分的輸出電流不能跟隨輸入電壓升高作較大幅度的變化，通過變壓器的兩邊芯柱負功率自動平衡作用制約了直接輸出部分的輸出電流不能太大，最終使變壓器總的輸出電流不能跟隨輸入電壓升高變得太大。
當變壓器的輸出端短路時，其變化情況與上述輸入電壓升高時輸出電流不能太大的分析相同，變壓器的短路電流也不會太大。
從實驗中得知半諧振變壓器工作時，流入兩邊芯柱的主磁通的數(shù)量會隨著負載功率的改變而改變，其典型特征如下變壓器空載時，因沒有次級電流，兩邊芯柱都不產(chǎn)生反向磁通，由初級線圈L2在中間芯柱中產(chǎn)生的主磁通平均流向兩邊芯柱。
變壓器帶負載時，右邊芯柱線圈L3(直接輸出部分)輸出電流較大，在右邊芯柱中產(chǎn)生的反向磁通也比較大；左邊芯柱線圈L1(諧振輸出部分)輸出電流較小，在左邊芯柱中產(chǎn)生的反向磁通也比較小，結(jié)果，右邊芯柱產(chǎn)生的反向磁通大于左邊芯柱產(chǎn)生的反向磁通，較多的主磁通被推向左邊芯柱，變壓器的負載功率越大，流入右邊芯柱的主磁通越少，流入左邊芯柱的主磁通越多。
變壓器的輸出端短路時，右邊芯柱線圈L3輸出電流更大，流過線圈的短路電流在右邊芯柱中產(chǎn)生了更大的反向磁通，絕大部分的主磁通被推向左邊芯柱，只有較少的主磁通流入右邊芯柱。正因為流入右邊芯柱的主磁通很少，所以右邊芯柱線圈L3的短路電流不會很大，而流入左邊芯柱的主磁通雖然很多，使左邊芯柱線圈L1的輸出電壓較高，但由于左邊芯柱線圈L1是串入電容C后才短路的，因此短路電流也不會很大，即變壓器總的短路電流不會很大。
權(quán)利要求1.一種半諧振變壓器，包括鐵芯和線圈，其特征在于山字形鐵芯(1)的左、右芯柱(2)、(4)的橫截面積及各部分磁軛的橫截面積與其中間芯柱(3)的橫截面積相等，初級線圈L2繞制在鐵芯的中間芯柱(3)上，兩組次級線圈L1和L3分別繞制在鐵芯的左、右芯柱(2)和(4)上，兩組次級線圈L1和L3的線頭或線尾連接引出變壓器輸出的一端，兩組次級線圈L1和L3的線尾或線頭分別連接一電容C的各任一端，電容C與線圈的任一端接點引出變壓器輸出的另一端。
專利摘要本實用新型涉及一種供恒流充電機及一些需要限制電流的電器設(shè)備等使用的半諧振變壓器，它包括鐵芯和線圈，其特征在于山字形鐵芯的左、右芯柱的橫截面積和各部分磁軛的橫截面積與其中間芯柱的橫截面積相等，初級線圈繞制在鐵芯的中間芯柱上，兩組次級線圈分別繞制在鐵芯的左、右芯柱上，兩組次線圈的線頭(或線尾)連接引出變壓器輸出的一端，兩組次組線圈的線尾(或線頭)分別連接一電容的各一端，電容與線圈的任一端接點引出變壓器輸出的另一端。該變壓器結(jié)構(gòu)簡單，具有較好的恒流特性，抗短路能力強，使用壽命長。
文檔編號H01F27/00GK2562324SQ02251639
公開日2003年7月23日 申請日期2002年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月11日
發(fā)明者吳慶旺 申請人:吳慶旺