變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于降低/最小化從變壓器的初級(jí)側(cè)到變壓器的次級(jí)側(cè)的共模(common-mode)噪聲的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電變壓器具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)，所述初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)被配置為將電能從初級(jí)側(cè)傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)。通常，變壓器將被配置為提供特定頻率或頻帶上的電能。共模噪聲(通常包括高頻成分)也可能從初級(jí)側(cè)傳輸?shù)酱渭?jí)側(cè)，由于共模噪聲可能干擾由變壓器供電的設(shè)備或者位于變壓器附近的設(shè)備，所以不希望有共模噪聲。因此，變壓器可以有利地被配置為將初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的共模噪聲的傳輸降低或最小化。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]根據(jù)第一方面，提供一種具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的變壓器，包括:主繞組對(duì)，包括:位于初級(jí)側(cè)的初級(jí)繞組；以及位于次級(jí)側(cè)的次級(jí)繞組，被配置為在使用時(shí)與所述初級(jí)繞組感應(yīng)耦合；次級(jí)電路，包括次級(jí)繞組、輸出端子和次級(jí)側(cè)參考端子，所述輸出端子連接到所述次級(jí)繞組的第一端，所述次級(jí)側(cè)參考端子連接到所述次級(jí)繞組的第二端；位于初級(jí)側(cè)的初級(jí)側(cè)輔助繞組，在第一端連接到初級(jí)側(cè)參考端子，其中，在使用時(shí)，所述初級(jí)側(cè)輔助繞組被配置為與初級(jí)繞組感應(yīng)耦合，使得在所述初級(jí)側(cè)輔助繞組上感應(yīng)第一電勢(shì)分布；以及位于次級(jí)側(cè)的次級(jí)側(cè)輔助繞組，所述次級(jí)側(cè)輔助繞組具有參考端，其中所述參考端連接到次級(jí)電路中的參考端子；其中，在使用時(shí)，所述次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分被配置為與初級(jí)繞組感應(yīng)耦合，使得在所述次級(jí)側(cè)輔助繞組中感應(yīng)第二電勢(shì)分布；其中:所述初級(jí)側(cè)輔助繞組在物理上位于(a)主繞組對(duì)和(b)次級(jí)側(cè)輔助繞組之間；并且次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分被置為與初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分相鄰，使得第一電勢(shì)分布和第二電勢(shì)分布在以下情形中相匹配:(I)沿次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分和初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分的相應(yīng)長(zhǎng)度；以及(2)大于特定閾值頻率的頻率范圍內(nèi)。
[0004]初級(jí)側(cè)輔助繞組的位置可以將次級(jí)側(cè)輔助繞組與初級(jí)繞組電屏蔽，從而降低因寄生電容而存在于初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的共模噪聲。
[0005]沿次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分和初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分的長(zhǎng)度并在一定頻率閾值上的電勢(shì)匹配可以降低因寄生電容而存在于初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間在一定頻率以上的共模噪聲。
[0006]因?yàn)槌跫?jí)側(cè)輔助繞組可能是已包括在變壓器設(shè)計(jì)中用以例如對(duì)初級(jí)側(cè)的電組件供電的組件，所以初級(jí)側(cè)輔助繞組可以為次級(jí)側(cè)輔助繞組提供電屏蔽。因此，可以避免增加用來(lái)對(duì)次級(jí)側(cè)輔助繞組進(jìn)行屏蔽的附加組件以及相關(guān)聯(lián)的成本和這些組件的復(fù)雜性。
[0007]次級(jí)電路中(與次級(jí)側(cè)輔助繞組的參考端相連)的參考端子可以位于次級(jí)繞組的第一端和輸出端子之間。
[0008]次級(jí)電路中(與次級(jí)側(cè)輔助繞組的參考端相連)的參考端子可以是輸出端子。
[0009]次級(jí)電路中(與次級(jí)側(cè)輔助繞組的參考端相連)的參考端子可以是次級(jí)繞組的第一端。
[0010]次級(jí)電路中(與次級(jí)側(cè)輔助繞組的參考端相連)的參考端子可以是次級(jí)繞組的第
_-上山
[0011]變壓器還可以包括:開關(guān)，在次級(jí)電路中位于次級(jí)繞組的第一端和輸出端子之間；以及開關(guān)控制器，被配置為在使用時(shí)從次級(jí)側(cè)輔助繞組接收電能并控制所述開關(guān)以提供同步整流。
[0012]初級(jí)側(cè)輔助繞組還可以包括:與附加電能端子相連的第二端和中點(diǎn)接頭。中點(diǎn)接頭可以連接到第一端和第二端子之間的初級(jí)側(cè)輔助繞組。初級(jí)側(cè)輔助繞組的一部分可以在中點(diǎn)接頭和弟一而之間延伸。
[0013]次級(jí)側(cè)輔助繞組還可以包括與次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分串聯(lián)的第二部分，所述第一部分在物理上位于所述第二部分和初級(jí)側(cè)輔助繞組之間。
[0014]初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分可以沿次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分和初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分的相應(yīng)長(zhǎng)度，插入在次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分和主繞組之間。
[0015]初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分的占用空間在相對(duì)于主繞組對(duì)的幾何中心的徑向方向上沿初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分和次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分的相應(yīng)長(zhǎng)度完全包含次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分。
[0016]次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分可以在向著主繞組對(duì)的幾何中心的徑向方向上與初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分一致(congruent)。次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分可以在面積上與屏蔽部分一致，使得初級(jí)側(cè)輔助繞組可以在次級(jí)側(cè)輔助繞組的全部長(zhǎng)度上提供電屏蔽。該電屏蔽可以有利地降低以寄生電容方式在初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的電流的流動(dòng)。次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分可以在電勢(shì)上與初級(jí)側(cè)輔助繞組一致，使得次級(jí)側(cè)輔助繞組的第一部分與初級(jí)側(cè)輔助繞組的相鄰部分具有實(shí)質(zhì)相似或相同的電勢(shì)。具有相同電勢(shì)將降低以寄生電容方式在初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)輔助繞組之間流動(dòng)的電流。
[0017]初級(jí)側(cè)輔助繞組的屏蔽部分可以包括多芯電導(dǎo)體。
[0018]變壓器還可以包括與初級(jí)繞組相連的屏蔽，所述屏蔽被配置為使得:次級(jí)繞組可以位于屏蔽和初級(jí)繞組之間，并且在使用時(shí)第一共模電流可以在屏蔽和次級(jí)繞組之間流動(dòng)，第二共模噪聲電流可以在初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間流動(dòng)?？梢栽谄帘坞妱?shì)下將屏蔽連接到初級(jí)側(cè)的一部分，所述屏蔽電勢(shì)被選擇為使得第一共模噪聲電流和第二共模噪聲電流互補(bǔ)。
[0019]特定閾值頻率是9kHz或150kHz。
[0020]可以提供包括變壓器的電子設(shè)備，其中所述電子設(shè)備可以是公開模式電源和/或集成電路。
【附圖說(shuō)明】
[0021]將詳細(xì)描述參考附圖的公開示例，其中:
[0022]圖1示出了具有示例性開關(guān)模式電源的示意電路圖；
[0023]圖2示出了圖1的示意電路圖的一部分的細(xì)節(jié)視圖；
[0024]圖3示出了包括同步整流控制器的反激轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的示意電路圖；
[0025]圖4示出了包括位于備選位置處的同步整流控制器的反激轉(zhuǎn)換器的次級(jí)側(cè)的示意電流圖；
[0026]圖5示出了變壓器的截面圖；
[0027]圖6示出了表示圖5的變壓器不同繞組在變壓器操作期間特定時(shí)間點(diǎn)上的電勢(shì)的圖；
[0028]圖7示出了具有初級(jí)側(cè)輔助繞組的變壓器的截面圖；
[0029]圖8示出了表示圖7的變壓器的不同繞組的電勢(shì)的圖；
[0030]圖9示出了具有位于備選位置處的次級(jí)側(cè)輔助繞組的變壓器的截面圖；
[0031]圖10示出了圖9的變壓器的第一實(shí)施例的示意電路圖；
[0032]圖11示出了圖10的變壓器的一部分的截面圖；
[0033]圖12示出了圖9的變壓器的第二實(shí)施例的示意電路圖；
[0034]圖13示出了圖12的變壓器的一部分的截面圖；
[0035]圖14示出了圖9的變壓器的第三實(shí)施例的示意電路圖；
[0036]圖15示出了圖14的變壓器的一部分的截面圖；
[0037]圖16示出了變壓器的一部分的截面圖，其中初級(jí)側(cè)輔助繞組的匝位于次級(jí)側(cè)輔助繞組的匝和初級(jí)繞組之間；
[0038]圖17示出了變壓器的一部分的截面圖，其中次級(jí)側(cè)輔助繞組的匝與初級(jí)側(cè)輔助繞組的匝一致；
[0039]圖18示出了變壓器的一部分的截面圖，其中次級(jí)側(cè)輔助繞組的匝包含在初級(jí)側(cè)輔助繞組的匝的占用空間內(nèi)；
[0040]圖19示出了定位在包括多芯導(dǎo)體的初級(jí)側(cè)輔助繞組上方的次級(jí)側(cè)輔助繞組的一部分；
[0041]圖20示出了與圖11所示的截面圖相似的變壓器的一部分的截面圖；
[0042]圖21示出了表示圖20的變壓器的不同繞組在變壓器操作期間特定時(shí)間點(diǎn)上的電勢(shì)的圖；
[0043]圖22示出了圖20的變壓器的示意電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]電變壓器可以具有彼此動(dòng)電地(galvanically)隔離的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)。變壓器在初級(jí)側(cè)被供電，然后對(duì)與次級(jí)側(cè)相連的負(fù)載供電。已有很多不同幾何形狀的變壓器，并且本公開可以涉及寬廣范圍的不同變壓器，其中一些變壓器可以對(duì)次級(jí)側(cè)提供比初級(jí)側(cè)上提供的電壓更高、更低或者相同的電壓的電能。一種示例類型的變壓器在反激轉(zhuǎn)換器中使用。反激轉(zhuǎn)換器將用于示出本公開的實(shí)施例，但是可以理解，本公開還可以涉及其他變壓器的使用。
[0045]圖1示出了包括變壓器的反激轉(zhuǎn)換器的示意電路圖100。電路100可以用虛線分為位于虛線102左側(cè)的初級(jí)側(cè)104和位于虛線102右側(cè)的次級(jí)側(cè)106。變壓器的初級(jí)繞組110位于初級(jí)側(cè)104，并且變壓器的次級(jí)繞組120位于次級(jí)側(cè)106。初級(jí)側(cè)104包括電能開關(guān)112，在一些示例中，電能開關(guān)112可以是諸如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的晶體管。次級(jí)側(cè)106包括與次級(jí)繞組120相連的二極管122?？梢岳斫?，二極管122可以連接到次級(jí)繞組120的任一端，例如，可以連接到(圖1所示的)輸出/正極電壓端124或者可以連接到次級(jí)繞組的參考/接地端126。
[0046]圖2示出了反激轉(zhuǎn)換器的更詳細(xì)的示意電路圖200。與圖1所示組件相似的組件賦予相似的附圖標(biāo)記，并且在此不再詳細(xì)討論。電路圖200示出了第三繞組，即位于初級(jí)側(cè)204的初級(jí)側(cè)輔助繞組230。第三繞組230被配置為通過(guò)感應(yīng)耦合從初級(jí)繞組210接收電能，并對(duì)可以是低電壓電路的初級(jí)側(cè)控制電路232供電。初級(jí)側(cè)控制電路232連接到位于初級(jí)側(cè)204的電能開關(guān)212，從而被配置為操作電能開關(guān)212。在電能開關(guān)212是晶