專利名稱：變壓器以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān)電源和led日光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種變壓器，以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān) 電源和LED日光燈。
背景技術(shù)：
電磁干擾(EMI，Electromagnetic Interference)是干擾電信號并降低信號完好 性的電子噪音，EMI通常由電磁輻射發(fā)生源如馬達(dá)、變壓器產(chǎn)生的。自從電子系統(tǒng)降噪技術(shù) 在70年代中期出現(xiàn)以來，主要由于美國聯(lián)邦通訊委員會在1990年和歐盟在1992提出了對 電子產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)章，要求各個公司確保它們的產(chǎn)品符合嚴(yán)格的磁化系數(shù)和發(fā)射準(zhǔn)則。符 合這些規(guī)章的產(chǎn)品稱為具有電磁兼容性EMC (Electromagnetic Compatibility)。EMI有傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩種。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個電網(wǎng)絡(luò)上的 信號耦合(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)，其干擾頻率約為9K-30M。輻射干擾是指干擾源通過空 間把其信號耦合(干擾)到另一個電網(wǎng)絡(luò)，其干擾頻率約為30M-300M。在PCB及系統(tǒng)設(shè)計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具 有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其它系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工 作。在上述這些可能會對其它設(shè)備、電網(wǎng)造成EMI干擾的因素中，變壓器是不可忽視的一 個。本發(fā)明人在實施本實用新型的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的各種帶有變壓器的電子設(shè)備， 由于受體積、功率等方面的限制，變壓器的EMC往往達(dá)不到要求的標(biāo)準(zhǔn)，對其它設(shè)備、電網(wǎng) 造成較大EMI干擾。

實用新型內(nèi)容本實用新型解決的技術(shù)問題在于，提供一種變壓器，以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān)電 源和LED日光燈，該變壓器可以在最小的體積下提供最大的功率，而且具有更好的電磁兼 容性，使用該變壓器的電路和設(shè)備基本不會對其它設(shè)備、電網(wǎng)造成EMI干擾。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種變壓器，該變壓器包括骨架1、磁芯2和繞組3，所述骨架1的脊骨10為兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁在兩端開口處垂直延 伸，形成環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11 ；所述繞組3纏繞于所述環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11中； 所述磁芯2為兩端開口的“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)，其外圍從四面包裹脊骨10和繞組 3，磁芯2的中間部分套設(shè)在中空的脊骨10中。其中，脊骨10為扁平的、兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)。其中，所述變壓器還包括引腳12，引腳12固定在脊骨10的一端，從磁芯2形成的 盒體結(jié)構(gòu)的開口處引出；所述引腳12與繞組3連接。。其中，所述磁芯2由兩塊截面為“E”字型的磁體構(gòu)成，兩塊磁體的中間部分分別從所述脊骨10的兩個開口端套入、對接，構(gòu)成兩端開口的、截面為“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)。其中，所述兩端開口的“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)的磁芯2，在其兩端開口處向內(nèi)收緊，縮 小兩端開口的面積。其中，所述骨架1為絕緣材料，包括電木、橡皮、塑料、玻璃、陶瓷、波纖、尼龍等。其中，組成磁芯2的兩塊磁體間通過粘性物質(zhì)粘合、或介質(zhì)綁扎，固定在骨架1上。其中，所述繞組3通過粘合物質(zhì)粘合，纏繞固定在環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11中。同時，本實用新型提供一種LED日光燈的開關(guān)電源，所述開關(guān)電源容置于所述LED 日光燈的燈管內(nèi)，所述開關(guān)電源上設(shè)置有上述變壓器。同時，本實用新型提供一種LED日光燈，其特征在于，所述LED日光燈中包括上述 開關(guān)電源。實施本實用新型提供的變壓器，以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān)電源和LED日光燈，該 變壓器可以在最小的體積下提供最大的功率。同時，該變壓器由于磁芯外包骨架和繞組線 圈，形成類似火柴盒結(jié)構(gòu)，這樣繞組流過高頻電流所產(chǎn)生的干擾就被“火柴盒”式的磁芯所 束縛，從而在有效的空間內(nèi)解決電磁干擾問題，尤其是在LED日光燈這種需要兩端進(jìn)線的 這種場合，使用該變壓器具有更好的電磁兼容性，大大降低了對其它設(shè)備、電網(wǎng)造成EMI 干擾。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為傳統(tǒng)的變壓器組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為傳統(tǒng)的變壓器分解后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型提供的變壓器(分解后)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型提供的變壓器立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型提供的變壓器(分解后)的主視圖；圖6為本實用新型提供的變壓器(分解后)的仰視圖；圖7為本實用新型提供的變壓器(分解后)的俯視圖；圖8為本實用新型提供的變壓器(分解后)的右視圖；圖9為本實用新型提供的變壓器(分解后)的左視圖；圖10為本實用新型提供的LED日光燈示意圖；圖11為一般的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為LED日光燈的開光電源結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型解決的技術(shù)問題在于，提供一種變壓器，以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān)電 源和LED日光燈，該變壓器可以在最小的體積下提供最大的功率，而且具有更好的電磁兼 容性，使用該變壓器的電路和設(shè)備大大降低了對其它設(shè)備、電網(wǎng)造成EMI干擾。[0036]參見圖1和圖2，圖1為傳統(tǒng)的變壓器組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為傳統(tǒng)的變壓器 分解后的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，傳統(tǒng)的變壓器中，大部分的繞組是裸露在外的，變壓器工 作時的電磁波無遮擋的向外輻射，這是產(chǎn)生EMI干擾重要因素。同時，我們可以看到，在傳 統(tǒng)的變壓器中，真正被繞組纏繞的磁芯部分的截面積較小，這就限制了該變壓器的功率不
會很o而本實用新型提供的變壓器則可以很好的解決上述問題。參見圖3，為本實用新型 提供的變壓器分解后的立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，該變壓器包括骨架1、磁芯2和繞組3，其特征在于，所述骨架1的脊骨10為兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁在兩端開口處垂直延 伸，形成環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11 ；所述繞組3纏繞于所述環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11中；所述磁芯2為兩端開口的“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)，其外圍從四面包裹脊骨10和繞組 3，磁芯2的中間部分套設(shè)在中空的脊骨10中。磁芯2在其兩端開口處向內(nèi)收緊，縮小兩端 開口的面積，進(jìn)一步減少繞組3的裸露面積，達(dá)到更好的屏蔽效果。進(jìn)一步的，脊骨10為扁平的、兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)。例如，脊骨10為中空圓 柱形，則該中空圓柱的高應(yīng)當(dāng)小于其直徑；脊骨10為中空立方柱形，則該中空立方柱的高 應(yīng)當(dāng)小于其底面的長度。以下結(jié)合圖4至圖9，更為詳細(xì)的描述本實用新型實施例提供的變壓器結(jié)構(gòu)，圖4 為本實用新型提供的變壓器立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖5至圖9為本實用新型提供的變壓器分解 后的多面視圖。如圖所示該變壓器包括骨架1、磁芯2和繞組3，所述骨架1的脊骨10為兩端開口的中空柱 狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁在兩端開口處垂直延伸，形成環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11 ；所述繞組3纏繞于所述環(huán)狀 槽體結(jié)構(gòu)11中；所述磁芯2為兩端開口的、截面為“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)，其外圍從四面包裹 脊骨10和繞組3，磁芯2的中間部分套設(shè)在中空的脊骨10中。更進(jìn)一步的，脊骨10為兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)，包括中空的圓柱和多棱柱。但 需要說明的是，在本實用新型中，各種中空柱狀結(jié)構(gòu)的高度都小于其寬度或直徑。這樣，保 證了本實施例提供的變壓器中，從脊骨10中穿過的磁芯截面積遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)變壓器磁芯的 面積，使得在變壓器體積相同的情況下，本實用新型提供的變壓器功率高于現(xiàn)有變壓器。優(yōu)選的，本實施例提供的變壓器還包括引腳12，引腳12固定在脊骨10的一端，從 磁芯2形成的盒體結(jié)構(gòu)的開口處引出，引腳12與繞組3連接。更為具體的，在本實施例中，磁芯2由兩塊截面為“E”字型的磁體構(gòu)成，兩塊磁體 的中間部分分別從所述脊骨10的兩個開口端套入、對接，構(gòu)成閉合盒體結(jié)構(gòu)的磁芯2。磁芯2的外殼接近于兩端開口的矩形，內(nèi)部一條與脊骨10中空部分形狀契合的磁 體從脊骨10中穿過。由于磁芯2外包骨架1和繞組3，形成類似火柴盒的結(jié)構(gòu)，只在二端留 出了很少的開放空間供骨架延伸和繞組進(jìn)出線，這樣繞組流過高頻電流所產(chǎn)生的干擾就被 “火柴盒”式的磁芯所屏蔽，不能繼續(xù)向外界發(fā)射，有效降低了電磁干擾。更為具體的，所述骨架1為絕緣材料，包括電木、橡皮、塑料、玻璃、陶瓷、波纖、尼 龍等。組成磁芯2的兩塊磁體間通過粘性物質(zhì)粘合、或介質(zhì)綁扎，固定在骨架1上。繞組3 通過粘合物質(zhì)粘合，纏繞固定在環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11中。[0050]實施本實用新型提供的變壓器，不僅可以在最小的體積下提供最大的功率。其獨 特的結(jié)構(gòu)，使該變壓器磁芯外包骨架和繞組線圈，只在二端留出了很少的開放空間供骨架 延伸和繞組進(jìn)出線，形成類似火柴盒結(jié)構(gòu)，這樣繞組流過高頻電流所產(chǎn)生的干擾就被“火柴 盒”式的磁芯所束縛，從而在有效的空間內(nèi)解決電磁干擾問題，使用該變壓器具有更好的電 磁兼容性，大大減少了對其它設(shè)備、電網(wǎng)造成EMI干擾。本實用新型提供的變壓器特別適應(yīng)于在LED日光燈的開關(guān)電源上使用。參見圖 10，為本實用新型提供的LED日光燈示意圖。發(fā)光二極管LED，Lighting Emitting Diode日光燈現(xiàn)在已經(jīng)開始逐漸替代現(xiàn)有的 日光燈。為了能夠兼容替代現(xiàn)有的水銀管日光燈，LED日光燈的尺寸盡量與現(xiàn)有水銀管日 光燈接近，但是LED日光燈原理與水銀管日光燈原理卻完全不同。圖10示出了現(xiàn)有的LED 日光燈燈管結(jié)構(gòu)示意圖，該LED日光燈燈管主要由一根半圓形的鋁擠壓型材5和一根半圓 形的透明或半透明的PC材質(zhì)管6咬合而成，以及裝有200-300顆LED燈珠的PCB板7。該 半圓形的鋁擠壓型材5和一根半圓形的透明或半透明的PC材質(zhì)管6可以咬合在一起，通過 該兩個部件咬合形成了與現(xiàn)有水銀管日光燈一樣的圓管，而PCB板就貼在鋁擠壓型材上， 位于圓管的正中。由于LED燈珠需要直流供電，因此該類LED日光燈需要裝有一個開關(guān)電 源把交流電轉(zhuǎn)化為直流電供給LED燈珠。為了與現(xiàn)有的水銀管日光燈兼容，LED日光燈的尺寸與之盡量接近。如日關(guān)燈管 直徑是30mm，按照此規(guī)格設(shè)計的LED日光燈也是30mm，但該類LED日光燈減去其外殼的厚 度還有中間隔層的厚度，留給開關(guān)電源的位置就只有一個高度為IOmm的半圓空間了。而本 實用新型上一實施例中提供的變壓器體積小、功率大，在LED日光燈開關(guān)電源中可以得到 很好的應(yīng)用。當(dāng)然空間小的問題只是此開關(guān)電源的一個難點，開關(guān)電源的另一個難點在于電磁 兼容設(shè)計。對于一般的開關(guān)電源，常用的結(jié)構(gòu)如圖11所示。AC交流電輸入經(jīng)過電源的EMI 濾波部分，再到開關(guān)電源的主拓?fù)洳糠郑?jīng)過高頻的開關(guān)變換，形成直流輸出供給負(fù)載。而 LED日光燈用的開光電源，其使用結(jié)構(gòu)如圖12所示。由于要替代傳統(tǒng)的日光燈，所以通常要求AC交流電必須從日光燈管的兩端進(jìn)入， 這樣就必然有一根輸入線從開關(guān)電源上走過，由于空間有限，這根線就必然緊貼變壓器穿 過，這樣開關(guān)電源的干擾，特別是變壓器在高頻開關(guān)時的干擾，就會繞過電源EMI濾波部 分，直接干擾到AC輸入線上。正因為如此，此類電源的EMI特別難處理。目前，在LED日光燈上使用最多的電源是采用非隔離式電源，即交流電通過整流 橋整流后形成一個將近400V的直流電，在通過降壓恒流電路降低電壓，提供一個恒定電流 給LED燈珠。非隔離式電源采用的器件較少，而所用器件個頭也不大，因此可以比較容易放 進(jìn)LED日光燈電源中。但是，這種模式的電源卻又以下幾個主要的缺點由于采用非隔離模 式，一旦電源發(fā)生故障，就將導(dǎo)致AC整流過來的高壓直接通過LED燈珠，從而導(dǎo)致LED日光 燈被燒毀，這樣就很難通過相關(guān)的安規(guī)認(rèn)證，例如UL。目前的LED日光燈也可以使用隔離式電源對LED燈珠進(jìn)行供電，但是該LED日光 燈可以供電源的容置空間實在太小了。這類變壓器又往往體積偏大，不符合安裝要求，這樣 就帶來了以下問題，小的變壓器磁芯尺寸無法做到大的功率，而能做到大的功率的磁芯尺 寸又無法直接容置在LED日光燈管中。在加上其空間和使用方法帶來的電磁干擾EMI問題，使得市面上很多隔離式開關(guān)電源都因此而過不了相關(guān)認(rèn)證。本實用新型提供的變壓器，因為體積小、功率大，所以可以很好的應(yīng)用于LED日光 燈的開關(guān)電源中，同時，本實用新型提供的變壓器，具有良好的電氣兼容性，應(yīng)用在LED日 光燈的開關(guān)電源，可以有效的降低開關(guān)電源的EMI。當(dāng)然，應(yīng)用上述開關(guān)電源的LED日光燈，同樣可以獲得良好的電氣兼容性，有效的 降低開關(guān)電源的EMI。以上所揭露的僅為本實用新型一種較佳實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本實用 新型之權(quán)利范圍，因此依本實用新型權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本實用新型所涵蓋的 范圍。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種變壓器，包括骨架(1)、磁芯(2)和繞組(3)，其特征在于，所述骨架(1)的脊骨(10)為兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁在兩端開口處垂直延伸，形成環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)(11)；所述繞組(3)纏繞于所述環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)(11)中；所述磁芯(2)為兩端開口的“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)，其外圍從四面包裹脊骨(10)和繞組(3)，磁芯(2)的中間部分套設(shè)在中空的脊骨(10)中。
2.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，脊骨(10)為扁平的、兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，所述變壓器還包括引腳(12)，引腳(12) 固定在脊骨(10)的一端，從磁芯(2)形成的盒體結(jié)構(gòu)的開口處引出；所述引腳(12)與繞組 (3)連接。
4.如權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于，所述磁芯(2)由兩塊截面為“E”字型的磁 體構(gòu)成，兩塊磁體的中間部分分別從所述脊骨(10)的兩個開口端套入、對接，構(gòu)成兩端開 口的、截面為“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4所述的變壓器，其特征在于，兩端開口的“曰，，字型盒體結(jié)構(gòu)的磁芯 (2)，在其兩端開口處向內(nèi)收緊，縮小兩端開口的面積。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的變壓器，其特征在于，所述骨架(1)為絕緣材料， 包括電木、橡皮、塑料、玻璃、陶瓷、波纖、尼龍。
7.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的變壓器，其特征在于，組成磁芯(2)的兩塊磁體間 通過粘性物質(zhì)粘合、或介質(zhì)綁扎，固定在骨架(1)上。
8.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的變壓器，其特征在于，所述繞組(3)通過粘合物 質(zhì)粘合，纏繞固定在環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)(11)中。
9.一種LED日光燈的開關(guān)電源，所述開關(guān)電源容置于所述LED日光燈的燈管內(nèi)，其特征 在于，所述開關(guān)電源上設(shè)置有如權(quán)利要求1至8中任一項所述的變壓器。
10.一種LED日光燈，其特征在于，所述LED日光燈中包括如權(quán)利要求9所述的開關(guān)電源。
專利摘要本實用新型提供一種變壓器，以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān)電源和LED日光燈，該變壓器包括骨架1、磁芯2和繞組3，所述骨架1的脊骨10為兩端開口的中空柱狀結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁在兩端開口處垂直延伸，形成環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11；所述繞組3纏繞于所述環(huán)狀槽體結(jié)構(gòu)11中；所述磁芯2為兩端開口的“曰”字型盒體結(jié)構(gòu)，其外圍從四面包裹脊骨10和繞組3，磁芯2的中間部分套設(shè)在中空的脊骨10中。本實用新型提供的變壓器，以及應(yīng)用該變壓器的開關(guān)電源和LED日光燈，具有良好的電磁兼容性，大大減少了對其它設(shè)備、電網(wǎng)造成EMI干擾。
文檔編號H01F27/26GK201749773SQ20102020461
公開日2011年2月16日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者李英, 趙德琦 申請人:深圳市欣銳特科技有限公司