一種變壓器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變壓器領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說(shuō)，涉及一種漏感小的電壓器。
【背景技術(shù)】
[0002]變壓器屬于能量傳遞、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存、釋放的一種元件，可用于AC輸入、DC輸出的反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率變換，普遍應(yīng)用于電子消費(fèi)產(chǎn)品的供電電源中，進(jìn)行電壓變換、安全隔離、儲(chǔ)存和釋放能量。變壓器會(huì)工作在DCM (不連續(xù))、CRM(臨界連續(xù))、CCM (完全連續(xù))模式，磁芯中柱需要磨氣隙，以支撐較大的直流磁化電流所導(dǎo)致的直流磁通，BH磁滯回線的斜率變小，并且由于氣隙的存在，能量?jī)?chǔ)存在氣隙(磁阻)中，減小了剩余磁通密度，增加了交流磁通密度的范圍。
[0003]目前低電壓大電流反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)功率應(yīng)用變換中，變壓器都采用磁芯+常規(guī)的電木骨架來(lái)繞制，是一種軸向的繞制方法，采用的方法是初夾次單層三明治繞法，由于受到繞制工藝、漆包線漆皮厚度，安規(guī)絕緣用膠紙的厚度的影響，初次級(jí)的相對(duì)距離較大，具有較大的漏感和漏磁，初級(jí)的漏感為=Ls = μ ON12IavVKc+^)/3) (I)；
[0004]μ。為真空磁導(dǎo)率，μ O = 4 31 X 1(Γ7Η/Μ = 0.4 π X l(T8H/cm
[0005]其中I表示窗口寬度，c表示初次級(jí)繞組間隙，b表示初級(jí)占用窗口高度，d表示次級(jí)占用窗口聞度。
[0006]由公式可見(jiàn)，初級(jí)的漏感與次級(jí)的匝數(shù)平方成正比，與窗口寬度成反比，與繞組間隙成正比，漏感大約為初級(jí)電感的8%?10%，這個(gè)漏感沒(méi)有匝鏈到次級(jí)，導(dǎo)致了較大的損耗和電壓損失。
[0007]導(dǎo)致的損耗為:p= l/2LLSXISPK2Xfs (2)
[0008]Lls為初級(jí)漏感通過(guò)匝比折射到次級(jí)的漏感；
[0009]Ispk是次級(jí)峰值電流；
[0010]導(dǎo)致漏感損失的電壓損失為:VLS = LlsX ISPK/T (1-D) (3)
[0011]上述公式可以看出，傳統(tǒng)的繞制工藝漏感是相對(duì)較大的，變壓器的效率相對(duì)較低。而且為減少趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的高頻交流阻抗增大，次級(jí)一般采用利茲線，它是由多根細(xì)線構(gòu)成，操作時(shí)容易折斷，經(jīng)常會(huì)引起損耗增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供了一種變壓器。
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種變壓器，包括骨架，沿著骨架的軸向方向纏繞作為初級(jí)線圈的一層第一線圈、作為次級(jí)線圈的一層第二線圈、作為初級(jí)線圈的一層第三線圈、作為次級(jí)線圈的一層第四線圈、作為初級(jí)線圈的一層第五線圈，在第一線圈和第二線圈之間、第二線圈和第三線圈、第三線圈和第四線圈、第四線圈和第五線圈之間分別設(shè)置有第一屏蔽層、第二屏蔽層、第三屏蔽層、第四屏蔽層；其中，第一線圈、第三線圈、第五線圈串聯(lián)在一起，所述第二線圈、第四線圈串聯(lián)在一起。
[0014]優(yōu)選的是，所述第二線圈、第四線圈采用扁平漆包線，所述第一線圈、第三線圈、第五線圈采用TEX-E絕緣電線。
[0015]優(yōu)選的是，所述TEX-E絕緣電線的直徑為0.43mm。
[0016]優(yōu)選的是，所述第一屏蔽層、第二屏蔽層、第三屏蔽層、第四屏蔽層采用背膠銅箔。
[0017]優(yōu)選的是，所述第一線圈、第三線圈、第五線圈的匝數(shù)分別為九圈；所述第二線圈、第四線圈的匝數(shù)為兩圈。
[0018]優(yōu)選的是，在第五線圈的外側(cè)還依次繞制有用于供電的作為初級(jí)線圈的第六線圈、作為次級(jí)線圈的第七線圈。
[0019]優(yōu)選的是，在所述第七線圈的外側(cè)還設(shè)有第五屏蔽層。
[0020]本發(fā)明的本發(fā)明變壓器，將初級(jí)分為三個(gè)部分，把次級(jí)分為兩個(gè)部分，采用了初-次-初-次-初的繞制結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了初夾次的雙層三明治繞法，這就使得大大降低了初次級(jí)之間的間隙，從而大大減小了漏感。同時(shí)由于初次級(jí)有雙層交錯(cuò)，那么初次級(jí)間隔處的總磁場(chǎng)強(qiáng)度降低，初級(jí)繞組空間磁場(chǎng)總能量和次級(jí)空間磁場(chǎng)總能量也會(huì)大為減小，進(jìn)一步減小了漏感，漏感大約為初級(jí)電感的2%?4%。由于漏感減小，變壓器的損耗和電壓損失就減小了很多。由于次級(jí)線圈是扁銅漆包線繞組，首先，較小了初次級(jí)之間的間隙，減少了漏感，同時(shí)趨膚效應(yīng)變得很小，使得產(chǎn)品可以應(yīng)用在較大的電流密度，保證了認(rèn)證所需的安規(guī)距離。該變壓器的效率比傳統(tǒng)變壓器可提高3%?5%。相鄰的初次級(jí)間都有屏蔽層，共四層，接到初級(jí)地，減少了初次級(jí)之間的分布電容，并且產(chǎn)生了靜電屏蔽作用，減小了共模噪聲電流。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1示出了本發(fā)明變壓器繞線分布圖。
[0022]圖2示出了本發(fā)明變壓器的電氣連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、采用的技術(shù)方案、取得的技術(shù)效果易于理解，下面結(jié)合具體的附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]參考圖1，本發(fā)明提供了一種變壓器，包括骨架2以及繞制在骨架2上的次級(jí)線圈、初級(jí)線圈，本發(fā)明優(yōu)選骨架2的截面呈“工”字形。
[0025]沿著骨架2的軸向方向纏繞作為初級(jí)線圈的一層第一線圈(Nl)2、作為次級(jí)線圈的一層第二線圈(N2)4、作為初級(jí)線圈的一層第三線圈(N3)6、作為次級(jí)線圈的一層第四線圈(N4)8、作為初級(jí)線圈的一層第五線圈(N5)10。也就是說(shuō)，第一線圈2、第二線圈4、第三線圈6、第四線圈8、第五線圈10分別沿著骨架2的軸向方向繞制。其中作為初級(jí)線圈的第一線圈2、第三線圈6、第五線圈10采用密繞的方式，而作為次級(jí)線圈的第二線圈4、第四線圈8采用均繞的方式。
[0026]在第一線圈2和第二線圈4之間、第二線圈4和第三線圈6、第三線圈6和第四線圈8、第四線圈8和第五線圈10之間分別設(shè)置有第一屏蔽層3、第二屏蔽層5、第三屏蔽層7、第四屏蔽層9 ;也就是說(shuō)在相鄰兩個(gè)次級(jí)線圈和初級(jí)線圈之間均設(shè)有屏蔽層。其中，第一線圈2、第三線圈6、第五線圈10串聯(lián)在一起，作為初級(jí)繞組；所述第二線圈4、第四線圈8串聯(lián)在一起，作為次級(jí)繞組。
[0027]本發(fā)明變壓器的繞組電氣連接如圖2，將初級(jí)分為三個(gè)部分，把次級(jí)分為兩個(gè)部分，采用了初-次-初-次-初的繞制結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了初夾次的雙層三明治繞法，這就使得大大降低了初次級(jí)之間的間隙，依據(jù)Ls = μ ClN12IavKs/! (c+(b+d) /3)，從而大大減小了漏感。同時(shí)由于初次級(jí)有雙層交錯(cuò)，那么初次級(jí)間隔處的總磁場(chǎng)強(qiáng)度降低，初級(jí)繞組空間磁場(chǎng)總能量和次級(jí)空間磁場(chǎng)總能量也會(huì)大為減小，進(jìn)一步減小了漏感，漏感大約為初級(jí)電感的2%?4%。由于漏感減小，那么依據(jù)公式導(dǎo)致的損耗為:P = l/2LLSXISPK2Xfs ；VLS = LlsXIspk/T (1-D)，變壓器的損耗和電壓損失就減小了很多。
[0028]本發(fā)明優(yōu)選的是，所述第二線圈4、第四線圈8采用扁平漆包線，所述第一線圈2、第三線圈6、第五線圈10采用TEX-E絕緣電線。由于次級(jí)線圈是扁銅漆包線繞組，首先，較小了初次級(jí)之間的間隙，減少了漏感，同時(shí)趨膚效應(yīng)變得很小，使得產(chǎn)品可以應(yīng)用在較大的電流密度，保證了認(rèn)證所需的安規(guī)距離。
[0029]在本發(fā)明一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述TEX-E絕緣電線的直徑為0.43mm。所述第一屏蔽層3、第二屏蔽層5、第三屏蔽層7、第四屏蔽層8采用背膠銅箔。所述第一線圈2、第三線圈6、第五線圈10的匝數(shù)分別為九圈；所述第二線圈4、第四線圈8的匝數(shù)為兩圈。
[0030]該變壓器的效率比傳統(tǒng)變壓器可提高3%?5%。相鄰的初次級(jí)間都有屏蔽層，共四層，接到初級(jí)地，減少了初次級(jí)之間的分布電容，并且產(chǎn)生了靜電屏蔽作用，減小了共模噪聲電流。
[0031]本發(fā)明的變壓器，在第五線圈10的外側(cè)還依次繞制有用于供電的作為初級(jí)線圈的第六線圈(N6) 11、作為次級(jí)線圈的第七線圈(N7)12。在所述第七線圈12的外側(cè)還設(shè)有第五屏蔽層13。
[0032]本發(fā)明已通過(guò)優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行了詳盡的說(shuō)明。然而，通過(guò)對(duì)前文的研讀，對(duì)各實(shí)施方式的變化和增加對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。申請(qǐng)人的意圖是所有的這些變化和增加都落在了本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變壓器，包括骨架，其特征在于:沿著骨架的軸向方向纏繞作為初級(jí)線圈的一層第一線圈、作為次級(jí)線圈的一層第二線圈、作為初級(jí)線圈的一層第三線圈、作為次級(jí)線圈的一層第四線圈、作為初級(jí)線圈的一層第五線圈，在第一線圈和第二線圈之間、第二線圈和第三線圈、第三線圈和第四線圈、第四線圈和第五線圈之間分別設(shè)置有第一屏蔽層、第二屏蔽層、第三屏蔽層、第四屏蔽層；其中，第一線圈、第三線圈、第五線圈串聯(lián)在一起，所述第二線圈、第四線圈串聯(lián)在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變壓器，其特征在于:所述第二線圈、第四線圈采用扁平漆包線，所述第一線圈、第三線圈、第五線圈采用TEX-E絕緣電線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變壓器，其特征在于:所述TEX-E絕緣電線的直徑為0.43mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的變壓器，其特征在于:所述第一屏蔽層、第二屏蔽層、第三屏蔽層、第四屏蔽層采用背膠銅箔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變壓器，其特征在于:所述第一線圈、第三線圈、第五線圈的匝數(shù)分別為九圈；所述第二線圈、第四線圈的匝數(shù)為兩圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變壓器，其特征在于:在第五線圈的外側(cè)還依次繞制有用于供電的作為初級(jí)線圈的第六線圈、作為次級(jí)線圈的第七線圈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變壓器，其特征在于:在所述第七線圈的外側(cè)還設(shè)有第五屏蔽層。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種變壓器，沿著骨架的軸向方向纏繞作為初級(jí)線圈的一層第一線圈、作為次級(jí)線圈的一層第二線圈、作為初級(jí)線圈的一層第三線圈、作為次級(jí)線圈的一層第四線圈、作為初級(jí)線圈的一層第五線圈，在第一線圈和第二線圈之間、第二線圈和第三線圈、第三線圈和第四線圈、第四線圈和第五線圈之間分別設(shè)置有屏蔽層。本發(fā)明的本發(fā)明變壓器，采用了初-次-初-次-初的繞制結(jié)構(gòu)，大大降低了初次級(jí)之間的間隙，從而大大減小了漏感。同時(shí)初次級(jí)間隔處的總磁場(chǎng)強(qiáng)度降低，初級(jí)繞組空間磁場(chǎng)總能量和次級(jí)空間磁場(chǎng)總能量也會(huì)大為減小，進(jìn)一步減小了漏感，漏感大約為初級(jí)電感的2％～4％。由于漏感減小，變壓器的損耗和電壓損失就減小了很多。
【IPC分類(lèi)】H01F27-28, H01F27-36
【公開(kāi)號(hào)】CN104616865
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410440748
【發(fā)明人】曾金輝
【申請(qǐng)人】深圳市迪比科電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年9月2日