CN2617016Y - 变压器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种变压器，包括线圈座、缠绕于所述线圈座上的线圈及与所述线圈座组接的铁心组，所述线圈座与线圈之间，对应于所述铁心组的气隙处配置有屏蔽层。本实用新型降低了变压器内部的电磁波干扰(EMI)及漏电感，从而减小该电磁波干扰(EMI)及漏电感对电子设备中电路的干扰，避免产生错误动作造成损失。

Description

变压器
技术领域
本实用新型涉及一种变压器，特别涉及一种防止电磁波干扰(EMI)及漏电感的变压器。
背景技术
目前变压器用途极广，通常使用于直流或交流电源电压的升压或降压转换或用来确保电路的最大功率转移等，是应用于各种电器或电子设备电路中的一种不可或缺的重要元件。
传统变压器及其铁心漏磁通磁力线如图1、2所示。传统变压器包括有：线圈座1、缠绕于所述线圈座1上的初级线圈21、第一绝缘层22、次级线圈23、第二绝缘层24以及可配置于所述线圈座1的铁心组3。
通常业者会在变压器的铁心组3中设有气隙33，以便于调整变压器高负载时铁心组3的饱和状态及电感量，但在初级线圈21及次级线圈23产生磁耦合时，铁心组3内部的磁力线会产生一在铁心组3内部流动的磁通量。由于线圈座1通常是由塑胶制成，部分磁力线将会穿透线圈座1而外泄，因此造成漏磁通量331，也就是变压器漏电感。此漏电感会以传导或辐射的方式穿过线圈座1或缠绕于线圈座1上的初级线圈21及次级线圈23线圈间的间隙，对变压器本身电路或是变压器周遭电机或电子装置的电路产生严重的电磁波干扰(EMI)。
而且，随着科技不断进步，各种电子电机装置或设备使用的变压器的数量或变压器初级线圈21及次级线圈23的绕线圈数及缠绕铁心组3的线径都与日俱增，以配合更高功率的输出，如此一来，变压器的总磁通量大增，流经气隙33时必产生更大量的电磁波干扰(EMI)及漏电感，将严重干扰电子设备的电路，从而导致电子设备的损坏或故障，严重影响电子设备的良率，甚至影响环境中的其他装置。此外，一些先进国家，如美国、西德等，针对家电、工业、科技、医疗及信息产品或其零附件所产生的电磁波干扰(EMI)已制定相关管理规章，以避免因电磁干扰(EMI)及漏电感使输入信号产生错误动作而造成巨大损失，危机生命财产安全。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种变压器，以解决上述现有技术中存在的问题，降低变压器内部的电磁波干扰(EMI)及漏电感。
为实现上述目的，本实用新型提供一种变压器，包括线圈座、缠绕于所述线圈座上的线圈及与所述线圈座组接的铁心组，其特征在于所述线圈座与线圈之间，对应于所述铁心组的气隙配置有屏蔽层。
本实用新型通过给变压器配置屏蔽层以产生屏蔽作用，可降低变压器内部的电磁波干扰(EMI)及漏电感，减小其对电子设备中电路的干扰，避免产生错误动作造成损失。
以下结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
附图说明
图1为传统变压器的中心剖面图。
图2为传统变压器铁心漏磁通的磁力线示意图。
图3为本实用新型第一实施例未缠绕线圈时的立体分解图。
图4为本实用新型第一实施例未缠绕线圈时的立体图。
图5为本实用新型第一实施例已缠绕线圈时的剖面图。
图6为本实用新型第二实施例未缠绕线圈时的立体分解图
图7为本实用新型第二实施例未缠绕线圈时的立体图。
图8为本实用新型第二实施例已缠绕线圈时的剖面图。
图9为本实用新型绕线结构电路示意图。
图10为漏电感测量示意图。
图11为未加屏蔽层(铜片)的传导测试实验数据结果示意图。
图12为已加屏蔽层(铜片)的传导测试实验数据结果示意图。
具体实施方式
本实用新型第一实施例变压器如图3-6图所示，包括线圈座1、缠绕于所述线圈座1上的线圈2以及与所述线圈座1组接的铁心组3，其中线圈座1与线圈2之间，对应于所述铁心组3的气隙33配置有屏蔽层4。
线圈座1于其内设有贯穿线圈座1的孔11，其一端适当位置设有复数端子12。先将屏蔽层4配置于线圈座上，其后线圈2缠绕于该线圈座1上，该线圈2依次包括初级线圈21、第一绝缘层22、次级线圈23及第二绝缘层24。
铁心组3包括分别从上、下两方向与线圈座1配合的上铁心31、下铁心32及其上、下铁心31、32之间在线圈座1的孔11内形成的气隙33。该气隙33恰可被所述屏蔽层4包覆。
本实用新型可利用屏蔽层4所产生的屏蔽作用遮蔽变压器内部的电磁波干扰(EMI)和漏电感。当输入电流从端子12进入变压器时，初级线圈21产生一流经铁心组3的磁通量。该磁通量在流经铁心组3的气隙33时，该气隙33会产生大量的电磁波干扰(EMI)及漏电感，借助屏蔽层4可遮蔽该气隙33所产生的大量电磁波干扰及漏电感，通过这一屏蔽效应可减轻气隙33产生的电磁波及漏电感对变压器本身电路的干扰，或是对变压器周遭电机或电子装置电路的干扰。本实用新型的这一技术特征，可应用于各种变压器的防电磁波干扰及漏电感的结构中。
此外，所述屏蔽层4可为一金属层，例如铜、铝等金属层，或由导电塑胶或经导电材料表面处理或电镀的物质所制成。所述铁心组3亦可为各种形状。本实施例中屏蔽层4是由铜片制成，铁心组3为E形。
本实用新型第二实施例如图6、7、8所示，该变压器包括线圈座1’、缠绕于线圈座1’的线圈2’及可组装于线圈座1’的铁心组3’。其中线圈座1’与线圈2’间配置有屏蔽层4’，且线圈座1’包括第一绕线区13及第二绕线区13’，该线圈2’缠绕于所述第一绕线区13及第二绕线区13’上。该第二实施例与第一实施例的主要差别在于该铁心组3’包括U形上铁心31’、下铁心32’及组装于线圈座1’中后于上铁心31’及下铁心32’之间形成的二气隙33’。
当电流输入该变压器时，气隙33’产生的电磁波及漏电感被屏蔽层4’所遮蔽，以降低其对变压器本身电路或是变压器周遭电机或电子装置电路的干扰。
参照图9所示本实用新型的绕线结构电路图，对变压器配置铜片作为屏蔽层4后的变压器漏电感及传导进行测试，其影响实验结果如下：
一、漏电感测量实验结果，如图10所示：
1、测试条件：
测试仪器：H.P 4284A 100KV/1V
测量电感量：1-3PIN L：185uH LK：2uH MAX
SHORT脚：8PIN、9PIN、11PIN、12PIN
2、测试报告：
  线圈数   铁粉芯、尺寸型号、类型   漏电感值   工艺比较
  改善前     18Ts     PQ-2620 PC44   2.05uH   一般做法
  改善后     18Ts     PQ-2620 PC44   1.2uH   底层加铜片
由以上实验结果可知，已加屏蔽层(铜片)的变压器的漏电感由2.05uH降低至1.2uH，共降低41.4％的漏电感电压值。
二、传导测试实验结果，如图11、12所示：
1、测试设备：P1G-6250P SPS
制造商：ZIPPY TECH CO..LTD
操作条件：满载
测试说明：EN55022-Class B
注：负载条件(7210.51101.5)
扫描设置如下(3段范围)：
    频率
   初始(Start)    终止(Stop)     步幅(Step)
  150kHz   500kHz     2kHz
  500kHz   5MHz     20kHz
  5MHz   30MHz     50kHz
其中相应接收器设置如下：
  频率带宽(IF BW)       检测器(Detector)    计时(M-Time)     执行(Atten)   前置放大器(Preamp)   操作范围(OpRge)
10   电压准峰值(QP)+电压平均值(AV) 1msec 自动 关闭 60dB
传感器：    No.    Start    Stop    Name
            1      150kHz   30MHz   CEB
扫描前测量：检测器：×电压准峰值/÷电压平均值
            计时：同上表
            峰值：8
2、测试报告
参照图11、12及下列已加屏蔽层(铜片)的传导测试实验数据统计表与未加屏蔽层(铜片)的传导测试实验数据统计表，并由下列测试结果部分摘要表可知，已加屏蔽层(铜片)的变压器在扫描频率在0.15MHz-10MHz间所产生的电压准峰值水平(QPLeve1)及电压平均值水平(AV Level)明显比未加屏蔽层(铜片)的变压器较低，因此更能低于电压准峰值标准值(QP Limit)及平均标准值(AV Limit)。由此测试结果可证明本实用新型更能降低变压器的气隙产生的电磁干扰。
3、测试结果
A.已加屏蔽层(铜片)的传导测试实验数据统计表
频率(MHz) 电压准峰值水平(dBuV) 电压准峰值标准值(dBuV)   电压准峰值差值(dBuV)
    0.15     53.60     66.00      12.40
    0.168     47.94     65.06      17.12
    0.196     47.82     63.78      15.96
    0.226     55.79     62.60      6.81
    0.302     59.40     60.19      0.79
    0.376     51.80     58.37      6.57
    0.452     42.70     56.84      14.14
    0.6     41.60     56.00      14.40
频率(MHz)  电压平均值水平(dBuV)  电压平均值标准值(dBuV)   电压平均值差值(dBuV)
    0.15     52.09      56.00      3.91
    0.196     45.73      53.78      8.05
    0.222     49.36      52.74      3.38
    0.226     51.50      52.60      1.10
    0.302     59.14      50.19      -8.95
    0.376     51.54      48.37      -3.17
    0.45     41.08      46.88      5.80
    0.6     38.49      46.00      7.51
B.未加屏蔽层(铜片)的传导测试实验数据统计表
频率(MHz)  电压准峰值水平(dBuV)  电压准峰值标准值(dBuV)   电压准峰值差值(dBuV)
    0.15      50.02      66.00      15.98
    0.168      47.57      65.16      17.59
    0.196      46.28      63.78      17.50
    0.222      53.33      62.74      9.41
    0.296      49.62      60.35      10.73
    16.05      45.38      60.00      14.62
    16.4      45.40      60.00      14.60
    16.85      43.77      60.00      16.23
频率(MHz) 电压平均值水平(dBuV) 电压平均值标准值(dBuV)   电压平均值差值(dBuV)
    0.15      46.71      56.00      9.29
    0.22      46.84      52.82      5.98
    0.224      46.24      52.67      6.43
    0.294      47.33      50.41      3.08
    0.3      46.23      50.24      4.01
    0.376      39.14      48.37      9.23
    16.05      40.26      50.00      9.74
    16.85      40.86      50.00      9.14
C.测试结果部分摘要：
电压准峰值水平(dBuV)：
频率   改善前(未加屏蔽层)   改善后(已加屏蔽层) 差值(dBuV)
  电压准峰值水平(dBuV)   电压准峰值水平(dBuV)
  0.15MHz      53.6      50.02     3.58
  0.196MHz      47.82      46.28     1.54
电压平均值水平(dBuV)：
频率   改善前(未加屏蔽层)   改善后(已加屏蔽层) 差值(dBuV)
  电压准峰值水平(dBuV)   电压准峰值水平(dBuV)
  0.15MHz      52.09      46.71      5.38
  0.376MHz      51.8      39.14      12.66

Claims (1)

1、一种变压器，包括线圈座(1)、缠绕于所述线圈座上的线圈(2)及与所述线圈座(1)组接的铁心组(3)，其特征在于所述线圈座(1)与线圈(2)之间，对应于所属铁心组(3)的气隙(33)配置有屏蔽层(4)。
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