CN87103749A - 电气变换器 - Google Patents

Abstract

电气变换器，特别是根据阻断变换器原理或是导通变换器原理的为电视设备用的开关电源一行变压器，其中供电电源加到变换器的一个(初级)绕组并通过一个开关被接入或断开。(初级)绕组的其初始端或末端与开关相联的那一段位于(初级)绕组的另两段的中间。该段或整个该初级绕组也可以位于一个导体板与一个次级绕组之间。该导体板在该初级绕组或该初级绕组的该段附近的某范围内具有一个与初级侧参考电位相联的导体条。

Description

本发明涉及一种电气变换器，特别是涉及在电视机中根据阻断变换器原理或导通变换器原理的开关电源变压器或行变压器，其中电源电压是加在变换器的一个（初级）绕组上的，并通过一个开关而被接入或断开。

对于电气变换器，众所周知，通过一个由控制电路周期性地使之通断的受控开关，例如一个开关晶体管，将一个绕组接到直流工作电压上。可以有许多绕组以得到所需的付边电压。

变换器工作时，就会在变换器周围产生不利的杂散电磁场，它们将对处于变换器附近的元件产生不利的影响。这些杂散磁场是通过周期性地通断工作电压产生的，在现在的电视机中是以行频率，即以约16KHz进行通断的。在其铁心没有完全闭合的变换器的周围，所说的杂散场就大为增加。

因此众所周知，在开关上并联一个电容器，在绕组短时地与电源断开时，该电容器吸收因电感而产生的电压尖峰中的高频分量。然而，这种解决办法有其缺点，即需要一个附加部件，也就是所说的电容器。可是这种电容器比较贵-特别是由于大大高于工作电压的耐压要求，还需要附加空间与安装费用。

本发明的任务是开发一种开头所提及的那种电气变换器，以消除不利的高频振荡发射条件。

这个任务是通过权利要求1中所提出的办法予以解决的。这个任务也可以通过与权利要求1无关的权利要求2中所提出的办法予以解决。紧接在它们后面的从属权利要求涉及本发明的具有优点的其它组成部分。

在本发明的解决办法中，对（初级）绕组或是初级绕组中其始端或末端与开关相联的那段作如此安排，使得电路中的相邻导电元件削弱在开关过程中所出现的变换器绕组的电磁发射作用。此外，利用在两条独立权利要求中所说明的方法（与在通常制造电气变换器时所提出的要求相反），在（初级）绕组中其始端或末端与开关相联的那段与（初级）绕组的其它段之间，或是与导体板的称为导体条之间产生了所需的有利的附加电容，在考察等效电路时，后一点可以通过一个无电容的变换器予以说明，在此与通断电源电压的开关并联一个具有所说附加电容的数量级的电容器，简而言之，在此将开关的所谓“热”端通过一个电容与初级侧的参考电位相联。

此外，利用在两条独立权利要求中所述的办法，可以降低对高频幅射屏蔽的要求，或者完全取消-例如与开关并联电容器，因此有利地减少了电路的总的费用与安装面积。

下面利用一个最优实施例的附图进一步说明本发明的优点与特征。其中各图为：

图1为按照本发明的一个开关电源变压器的电路例图，

图2为按照本发明所制作的开关电源变压器的绕组结构的截面图，

图3为按照本发明的一个开关电源变压器的部分截面图。

图1中示出了两个电源端子1，在其上接220V交流电压，一个细保险丝2，一个桥式整流器3以及一个充电电容器4，这二者按众所周知的方法工作，以便在充电电容器4的端子a、c上产生一个经过整流与滤波的工作电压。c端的工作电压的负极在以后选作初级侧的参考电位。

一个开关电源变压器6在初级侧通过一个开关晶体管7与工作电压以一定的方式相联，只要是开关晶体管受控导通，从a端流出的电流便流经初级绕组11的几个部分11a、11b与11c，然后流过开关晶体管7的集电极-发射极区而到C端。次级绕组12、15、16、17与18为未作细述的负载提供合适的工作电压，例如为一个电视接收机或此类装置的行扫描电路供电。绕组12与17分别由两个相互串联的绕组段12a、12b和三个相互并联的绕组段17a、17b和17c组成。付边绕组15、12、16、17、18是按照顺序相互串联的，其中在端子d处的绕组17与18的联结点，在图1中标上了“接底板”符号，它作为次级侧的参考电位。

开关晶体管7受加在其基板的开关电压20的控制而周期地导通与截止。流经原边绕组11的电流每次以锯齿形上升，然后由于开关晶体管的周期性截止而又基本上降为零。

图1中用虚线示意表示了由铁氧体材料制成的变压器的铁心22，将在下面较详细地予以叙述。

接在c与d端的其数量级为1至4nF的电容器23将初级侧参考电位容性地耦合到次级侧的参考电位，并保证了开关电源部分所需的干扰电压抑制能力。

根据技术标准，在一定的使用场合中，开关电源部分中需要一个其容量约为50至100PF的、在图1中用虚线表示的高频滤波电容器23，它是与开关晶体管7的集电极-发射极并联的。该滤波电容器24在根据本发明的开关电源变压器6中就不再需要了-如下面将较仔细地说明的那样。

图2用截面形式表示了一个对于对称轴25为旋转对称的绕组骨架29，它具有六个小间隔30，在这些间隔中交替地安置了初级与次级绕组，图中分别用字母“P”和“S”清楚地作了表示。这里通过在此来作细述的合适的措施，保证了在变压器的初级与次级之间具有按照电气保护规程的足够的电隔离。

图3用不按比例的部分截面表示了变压器6的一个侧视图，图中在绕组骨架29上的那些绕组由于明显的原因而没有以单个绕组的形式一一画出。变压器铁心22是EE形的，绕组骨架29是装在变压器铁心22的中心柱40上的。

出于在这里没有细述的原因，变压器铁心22不仅在其两边柱38、39而且在其中心柱40上均有断层38a、39a和40a，它们通过一段磁阻增大了的间隔（例如空气）将变压器铁心22的两个互相对称的一半22a、22b互相隔开。也可以用其它与空气作用相仿的材料代替空气的位置，此时各个断层38a、39a、40a不必采用同样的材料。然而，这种适合于确定用途的结构是有缺点的，即能够产生并不希望的电磁效应。

亦即如果变压器铁心22的两半部分22a、22b相互之间由一个即使是小的高磁阻断层分开，则以此种变压器铁心22的结构在一定条件下就能相似于一个偶极天线而发射电磁波。在此在所述类型的一个开关电源变压器中给定了基本先决条件，即以20赫的开关频率开断流过绕组11中的电流时，将在该绕组中感生电压，就现在这种情况其值为1000V至2000V。因为在该开断瞬间开关晶体管7切断了初级绕组11与充电电容器4的端子C一即初级侧参考电位点之间的联结状态，则该高值感应电压加到由于开断而刚刚成为自由端的绕组11的e端，该端因此也被称为“热”端，初级绕组11的另一端f仍与充电电容器的a端固联。

为了阻止在上述开断情况中自初级绕组11经过变压器铁心22发射电磁波，在通常的开关电源变压器中将初级绕组的“热”端e通过予先提到的HF（高频）滤波电容器24与C端的初级侧参考电位相联。以此方法可以减少上述电压尖峰中所含的高频分量并基本上抑制了与该HF分量相应的干扰电磁波的发射。然而这种电容器比较贵-特别是由于所需耐压所致，并由此需要附加的空间与按装费用。

在此所述的、根据本发明的开关电源变压器6的情况中，并不需要这种附加电容器。更确切地说是初级绕组11的各段绕组11a至11c作如此联接，因而一开始就很好地消除了不利的发射条件。此此，初级绕组11的直接与开关晶体管7相联的绕组段，即绕组段11c，安置在绕组骨架29的间隔30的中间的一段中，在它的两侧是放置着次级绕组（即12a、17a以及12b、17b）的间隔。在与这两个间隔相邻的另两个间隔中放置了另外两个绕组段11b和11a。

可以说明这种结构的作用，如果又将位于假想等效电路中的变压器铁心22理解为一个天线，例如是铁氧体天线，它的铁氧体铁心上的发射绕组是位于其它的绕组中间的。这种天线的发射性能可以被其它的绕组大大地削弱。

进一步考察等效电路时还可注意所述绕组结构中的绕组电容，特别是在初级侧“热”绕组段11c与其它初级绕组段11a与11b以及次级侧绕组段12a、17a与12b、17（“热”绕组段11c位于它们之间）之间的电容。发射特性被这些绕组电容有效地削弱了，由于这些绕组电容在电路中的作用与图1中联接在端子c与e之间的HF滤波电容器24相似，因此后者便可去除。

出自在此未作细述的理由，含有初级绕组的间隔与含有次级绕组或绕组段的间隔总是交替相间的-见图2，因而值得特别注意的是，在所述的结构例子中，对交流电压而言在初级绕组与次级绕组或绕组段之间的绕组电容通过原已存在的电容23而与原边电路相耦合。显然，电容器可以不与c端相联，而是例如与a端相联。在这里重要的只是，对交流电压而言就是在“热”绕组段11c与从两边包围它的绕组段12a、17a与12b、17b之间的绕组电容也通过电容器23与原边参考电位相联。因为绕组12a、17a、12b、17b是最靠近“热”绕组段11c的，在所述的结构例子中，它们对根据上面对等效电路的考察而得出的使HF电容器24可以省去的那个电容所作的贡献特别大。

Claims (10)

1、电气变换器，特别是根据阻断变换器原理或导通变换器原理的为电视机用的开关电源变压器或行变压器，这里，供电电压是加在该变换器的一个(初级)绕组上的，并通过一个开关将供电电压接入或断开，其特征是：该(初级)绕组(11)的其始端或终端(e)与开关(7)相联的那一段(11c)是位于该(初级)绕组(11)的另外两段(11a、11b)之间的。

2、电气变换器，特别是根据阻断变换器原理或导通变换器原理的为电视机用的开关电源变压器或行变压器，这里，供电电压是加在该变换器的一个初级绕组上的，并通过一个开关将供电电压接入或断开，其特征是：该初级绕组或该初级绕组的其始端或终端与开关相联的那一段是置于一个导体板与一个付边绕组之间，该导体板在该初级绕组或该初级绕组的该段附近的某个范围中具有一个与初级侧参考电位相联的导体条。

3、根据权利要求1或2的电气变换器，其特征是：在初级绕组（11）的每两段（11a;11c;11b）之间放入一段次级绕组（12b，17b;12a，17a）。

4、根据权利要求1至3中任一条的电气变换器，其特征是：各绕组是由单层线圈或多层线圈组成的。

5、根据权利要求4的电气变换器，其特征是：两个或多个线圈基本上是互相重叠地同心放置的。

6、根据权利要求4或5的电气变换器，其特征是：两个或多个线圈是相邻地安放的。

7、根据权利要求1至6中任一条的电气变换器，其特征是：绕组或绕组段是置于一个线圈骨架（29）的间隔（30）中的。

8、根据权利要求4或5中一条的电气变换器，其特征是：全部线圈基本上是互相重叠地同心放置的。

9、根据权利要求1至8中任一条的电气变换器，其特征是：初级绕组是通过电路媒介（电阻、电容、电感或诸如此类）与所说开关相联的。

10、根据权利要求1至8中任一条的电气变换器，其特征是：原边绕组（11）是与开关（7）直接相联的。

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