本實用新型涉及變壓器領域,尤其涉及一種抗干擾高頻變壓器。
背景技術:
抗干擾高頻變壓器是工作頻率超過中頻(10kHz)的電源變壓器,主要用于高頻開關電源中作為高頻開關電源變壓器,也有用于高頻逆變電源和高頻逆變焊機中作為高頻逆變電源變壓器的。按工作頻率高低,抗干擾高頻變壓器可分為幾個檔次:10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz~500kHz、500kHz~1MHz、1MHz以上。
抗干擾高頻變壓器是開關電源最主要的組成部分。開關電源中的拓撲結構有很多,比如半橋式功率轉換電路,工作時兩個開關三極管輪流導通來產生100kHz的高頻脈沖波,然后通過抗干擾高頻變壓器進行變壓,輸出交流電,抗干擾高頻變壓器各個繞組線圈的匝數比例則決定了輸出電壓的多少。典型的半橋式變壓電路中最為顯眼的是三只抗干擾高頻變壓器:主變壓器、驅動變壓器和輔助變壓器(待機變壓器),每種變壓器在國家規(guī)定中都有各自的衡量標準,比如主變壓器,只要是200W以上的電源,其磁芯直徑(高度)就不得小于35mm。而輔助變壓器,在電源功率不超過300W時其磁芯直徑達到16mm就夠了。在開關電源的晶體管通、斷期間,線圈的分布電容被反復地充電和放電,其能量都被鉗位和吸收電路所消耗,降低了開關電源的效率。此外,線圈的分布電容還與線圈的漏感一起形成LC振蕩,產生振鈴噪聲。
技術實現要素:
因此,針對上述的問題,本實用新型提出一種新型的抗干擾高頻變壓器,對現有的抗干擾高頻變壓器結構進行改進,通過增加靜電屏蔽措施來減小分布電容,進而提高開關電源的效率,減少振鈴噪聲。
為了解決上述技術問題,本實用新型所采用的技術方案是,一種抗干擾高頻變壓器,包括變壓器本體,該變壓器本體包括一工字型磁芯,磁芯中間纏繞有初級繞組和次級繞組,磁芯外部設有一框架,磁芯的兩端部分別抵頂在該框架的兩側內壁上,所述框架的底部設有金屬針腳;其中,所述初級繞組和/或次級繞組的線圈之間設有銅箔制成的開路帶環(huán)。本實用新型通過設置開路帶環(huán)以減小初級繞組和次級繞組之間的禍合,這個開路帶環(huán)既與抗干擾高頻變壓器的磁芯連接,又可與開關電源的地連接,可起到良好的靜電屏蔽作用。
優(yōu)選的,所述開路帶環(huán)的截面面積不小于6cm2,開路帶環(huán)的厚度大于1mm。開路帶環(huán)的磁阻與其截面面積呈線性關系,磁阻表征材料對通過磁通的阻礙特性,磁阻的定義為:R = L / μA,L是磁通路徑長度(cm),A截面面積(cm2),μ為磁導率,μ= B / H,H為磁場強度,B為磁通密度。由上可知,對高頻電壓器,屏蔽材料的導磁率越高、越厚,截面面積越大,則屏蔽效能越高。
進一步優(yōu)選的,所述變壓器本體外罩設有一屏蔽罩,該屏蔽罩和變壓器本體之間具有間隙,間隙的寬度大于1mm。同時,間隙內填充有非導磁率材料。當需要屏蔽的磁場很強時,僅用單層屏蔽材料,不是達不到屏蔽要求,就是會發(fā)生飽和,本實用新型提出一種組合屏蔽的方式,在內部采用開路帶環(huán)進行屏蔽,在整個變壓器本體的外部加裝屏蔽罩,進行組合屏蔽,可以更好地抑制輻射干擾。同時,將一個帶有屏蔽體(開路帶環(huán))的變壓器本體放在另一個屏蔽罩內,且兩者之間留有間隙,間隙內可以填充任何非導磁率材料做支撐,如鋁。組合屏蔽的屏蔽效能比單個屏蔽體高得多,因此組合屏蔽能夠起到更高級的屏蔽效果。
進一步優(yōu)選的,所述磁芯的外表面設有一層絕緣膠帶。
進一步優(yōu)選的,所述初級繞組和次級繞組之間繞設有絕緣襯墊,絕緣襯墊可根據實際需要來設置其層數,一般3~5層即可。通過絕緣襯墊可減小初級繞組和次級繞組之間分布電容的電容量,有利于減小開關電源輸出端的共模騷擾;同時也增大了初級繞組和次級繞組之間的絕緣強度,符合絕緣耐壓的要求。
根據電磁屏蔽的基本原理,低頻磁場由于其頻率低,趨膚效應很小,吸收損耗很小,并且由于其波阻抗很低,反射損耗也很小,因此單純靠吸收和反射很難獲得需要的屏蔽效能。本實用新型通過在初級、次級繞組之間增加開路帶環(huán)來進行靜電屏蔽,并在變壓器本體外罩設有屏蔽罩進行組合屏蔽,從而大大減小分布電容,進而提高開關電源的效率,減少振鈴噪聲。本實用新型結構簡單易于實現,具有很好的實用性。
附圖說明
圖1為本實用新型的抗干擾高頻變壓器的整體結構示意圖;
圖2為本實用新型的抗干擾高頻變壓器的變壓器本體示意圖;
圖3為本實用新型的抗干擾高頻變壓器的繞線示意圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。
作為一個具體的實例,參見圖1,本實用新型的一種抗干擾高頻變壓器,包括變壓器本體100和罩于變壓器本體100之外的屏蔽罩200。本實施例中,該屏蔽罩200的內壁上設有凸起201,變壓器本體100上設有與其對應的卡槽(圖上未顯示),通過凸起201卡置于卡槽內而將屏蔽罩200罩設于變壓器本體100外部,且該屏蔽罩200的側壁和變壓器本體100之間具有間隙,間隙的寬度d大于1mm。同時,間隙內可填充有非導磁率材料,當然也可不填充。
參見圖2和圖3,該變壓器本體100包括一工字型磁芯101,磁芯101中間為繞線部1011,繞線部1011上纏繞有初級繞組102和次級繞組103,磁芯101外部設有一框架104,磁芯101的兩端部分別抵頂在該框架104的兩側內壁上,所述框架104的底部設有金屬針腳105;其中,本實施例中,初級繞組102的線圈之間設有兩個銅箔制成的開路帶環(huán)106,次級繞組103的線圈之間也設有兩個銅箔制成的開路帶環(huán)106。磁芯101的外表面還設有一層絕緣膠帶(圖上未顯示)。本實用新型通過設置開路帶環(huán)106以減小初級繞組102和次級繞組103之間的禍合,這個開路帶環(huán)106既與抗干擾高頻變壓器的磁芯101連接,又可與開關電源的地連接,可起到良好的靜電屏蔽作用。
另外,初級繞組102和次級繞組103之間繞設有絕緣襯墊107,絕緣襯墊107可根據實際需要來設置其層數,一般3~5層即可。通過絕緣襯墊107可減小初級繞組102和次級繞組103之間分布電容的電容量,有利于減小開關電源輸出端的共模騷擾;同時也增大了初級繞組102和次級繞組103之間的絕緣強度,符合絕緣耐壓的要求。
其中,開路帶環(huán)的截面面積不小于6cm2,開路帶環(huán)的厚度大于1mm。開路帶環(huán)的磁阻與其截面面積呈線性關系,磁阻表征材料對通過磁通的阻礙特性,磁阻的定義為:R = L / μA,L是磁通路徑長度(cm),A截面面積(cm2),μ為磁導率,μ= B / H,H為磁場強度,B為磁通密度。由上可知,對高頻電壓器,屏蔽材料的導磁率越高、越厚,截面面積越大,則屏蔽效能越高。
本實用新型在變壓器本體外罩設有一屏蔽罩,當需要屏蔽的磁場很強時,僅用單層屏蔽材料,不是達不到屏蔽要求,就是會發(fā)生飽和,本實用新型提出一種組合屏蔽的方式,在內部采用開路帶環(huán)進行屏蔽,在整個變壓器本體的外部加裝屏蔽罩,進行組合屏蔽,可以更好地抑制輻射干擾。同時,將一個帶有屏蔽體的變壓器本體放在另一個屏蔽罩內,且兩者之間留有間隙,間隙內可以填充任何非導磁率材料做支撐,如鋁。組合屏蔽的屏蔽效能比單個屏蔽體高得多,因此組合屏蔽能夠起到更高級的屏蔽效果。
盡管結合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型,但所屬領域的技術人員應該明白,在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內,在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化,均為本實用新型的保護范圍。