一种带中心抽头的变压器制造技术

一种带中心抽头的变压器，包括磁芯和绕组，该绕组包括原边绕组和副边绕组，该原边绕组包括至少一层原边有效导电体，该副边绕组包括至少一层第一副边有效导电体和第二副边有效导电体，该原边有效导电体和第一、第二副边有效导电体的外表面包覆有绝缘层，单层该原边有效导电体的厚度dp和单层该第一或第二副边有效导电体的厚度ds分别为该堆叠方向的该原边和该第一、第二副边有效导电体的高度，该原边有效导电体的总厚度hp与该副边有效导电体的总厚度hs满足：0.65<hp/hs<0.8，其中，hp等于各层该原边有效导电体的厚度dp之和，hs等于各层该第一副边有效导电体和该第二副边有效导电体的厚度ds之和。

Transformer with center tap

A transformer with a center tap, comprising a magnetic core and winding, the winding comprises a primary winding and a secondary winding, the primary winding comprises at least one layer of primary effective conductive body, the secondary winding comprises at least one layer of a first side and second side of the conductive body effective effective conductive body, the primary effective the conductive body and first and second side effective conductors with coated insulating layer, the single primary effective conductive body thickness DP and the thickness of the single primary DS first or second side effective conductors respectively the stacking direction and the first and the second side of the conductive body is highly effective the total thickness of the primary side of HS, total effective thickness of conductor HP and the side effective conductor meet: 0.65< hp/hs< 0.8, among them, HP is equal to the layers of the primary conductor of effective thickness of DP and HS, is equal to the layers of the first side The thickness of the effective conductive body and the effective conductive body of the second side are ds.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变压器，特别是一种可实现在同样的窗口面积下的损耗最小化的带中心抽头的变压器。
技术介绍
近年来，开关电源的小型化是一个重要的发展趋势，而磁性元件在体积、重量、损耗、成本等方面都占据了开关电源的较大比例。提高开关电源的频率是降低磁性元件体积，提高开关电源功率密度的有效手段，也是目前磁设计的热点。随着频率的升高，磁芯损耗和绕组损耗都会急剧增加，因而对磁性器件的分析和设计已经越来越重要。带中心抽头的变压器广泛应用于副边采用双半波整流的功率变换器。与无抽头的变压器不同的是，带中心抽头的变压器副边两个线圈的电流是不同时的，即副边的两个线圈是分时工作的，不工作的那个线圈在部分时间内虽没有工作电流，但仍会感应出涡流损耗。由于带抽头的变压器副边电流的特殊性，因而其损耗分析与一般不带抽头的变压器有所不同。带中心抽头的变压器，现有技术常见的做法是原副边绕组每层的铜皮是同等厚度的，这样虽然方便设计和制造，但对损耗和体积来说，都不是最好的选择。参见图1A和图1B，图1A为现有的应用于LLC电路的带中心抽头的变压器等效电路图，图1B为现有的应用于PWM电路的带中心抽头的变压器等效电路图。图中虚线框中的就是变压器部分。P是指变压器原边绕组，而S1和S2分别是指变压器的两个副边绕组，这两个副边绕组不会同时工作。图中的K1,K2(图1A,图1B中均有)，K3和K4(只有图1B中才有)是变压器原边的开关管，D1,D2是副边的开关管，Co，Cs是电容，Ls,Lm是电感，Ro是输出电阻。图2A-2C为现有的应用于LLC电路的带中心抽头的变压器的各绕组的电流波形图，其原边绕组的电流波形在一个周期内是一个类正弦波，其两个副边绕
组的电流波形在一个周期内都是半个周期为类正弦波，半个周期为0。图3A-3C为现有的应用于PWM电路的带中心抽头的变压器的各绕组的电流波形图，其原边绕组的电流波形在一个周期内是一个有正有负的类脉冲波，其两个副边绕组的电流波形在一个周期内都是半个周期为类脉冲波，半个周期为0。可见，无论是LLC电路还是PWM电路，原边绕组P的电流波形在一个周期内都是有正有负的，因而原边绕组P电流FFT的一次谐波分量是占比最大的，其dc分量和高次谐波分量占比很小，可以忽略不计；而两个副边绕组S1和S2的电流是不同时工作的，在一个周期内只有半个周期的电流有值，而另外半个周期电流值为0，因而S1和S2的电流FFT是1次谐波分量和dc分量占比较大，而高次谐波分量占比很小，也可以忽略不计。正是由于带中心抽头的变压器原副边绕组电流的FFT谐波分量的特点，如何合理分配原副边绕组的铜皮厚度，使其区别于现有技术的带中心抽头的变压器，以最大限度的利用有限的窗口面积，是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种带中心抽头的变压器，在不改变总铜皮厚度的条件下，实现在同样的窗口面积下的损耗最小化，以达到最低的损耗和最高的体积利用率。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种带中心抽头的变压器，包括磁芯和绕组，所述绕组包括原边绕组、副边绕组，所述原边绕组包括至少一层原边有效导电体，所述副边绕组包括至少一层第一副边有效导电体和至少一层第二副边有效导电体，所述原边有效导电体和所述第一副边有效导电体、第二副边有效导电体的外表面包覆有绝缘层，所述磁芯围合成一变压器窗口，所述变压器窗口的高度h为所述原边绕组和所述副边绕组的堆叠方向的所述变压器窗口尺寸，单层所述原边有效导电体的厚度dp和单层所述第一副边有效导电体或第二副边有效导电体的厚度ds分别为所述堆叠方向的所述原边和所述第一副边有效导电体、第二副边有效导电体的高度，其中，所述原边有效导电体的总厚度hp与所述副边有效导电体的总厚度hs满足：0.65<hp/hs<0.8，其中，所述原边有效导电体的总厚度hp等于各层所述原边有效导电体的厚度dp之和，所述副边的有效导电体的总厚度hs等于各层所述第一副边有效导电体和第二
副边有效导电体的厚度ds之和。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述变压器应用于LLC电路，所述原边有效导电体的总厚度hp与所述副边有效导电体的总厚度hs满足：0.7<hp/hs<0.8。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述绕组以S1PS2为绕组单元，堆叠出3n层结构的绕组，其中，S1为第一副边绕组，P为原边绕组，S2为第二副边绕组，n为自然数，若1.4<dp/ds1<1.6或1.4<dp/ds2<1.6，则0.7<hp/hs<0.8，其中，dp为每层所述原边有效电导体的厚度，ds1为每层所述第一副边有效电导体的厚度，ds2为每层所述第二副边有效电导体的厚度，且ds1＝ds2，hp＝n*dp，hs＝2*n*ds1或hs＝2*n*ds2。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述绕组以S1PPS2或PS1S2P为绕组单元，堆叠出4n层结构的绕组，其中，S1为第一副边绕组，P为原边绕组，S2为第二副边绕组，n为自然数，若0.7<dp/ds<0.8，则0.7<hp/hs<0.8，其中，dp为每层所述原边有效电导体的厚度，ds1为每层所述第一副边有效电导体的厚度，ds2为每层所述第二副边有效电导体的厚度，且ds1＝ds2，hp＝2*n*dp，hs＝2*n*ds1或hs＝2*n*ds2。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述变压器应用于PWM电路，所述原边有效导电体的总厚度hp与所述副边有效导电体的总厚度hs满足：0.65<hp/hs<0.75。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述绕组以S1PS2为绕组单元，堆叠出3n层结构的绕组，其中，S1为第一副边绕组，P为原边绕组，S2为第二副边绕组，n为自然数，若1.3<dp/ds1<1.5或1.3<dp/ds2<1.5，则0.65<hp/hs<0.75，其中，dp为每层所述原边有效电导体的厚度，ds1为每层所述第一副边有效电导体的厚度，ds2为每层所述第二副边有效电导体的厚度，且ds1＝ds2，hp＝n*dp，hs＝2*n*ds1或hs＝2*n*ds2。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述绕组以S1PPS2或PS1S2P为绕组单元，堆叠出4n层结构的
绕组，其中，S1为第一副边绕组，P为原边绕组，S2为第二副边绕组，n为自然数，若0.65<dp/ds<0.75，则0.65<hp/hs<0.75，其中，dp为每层所述原边有效导电体的厚度，ds1为每层所述第一副边有效导电体的厚度，ds2为每层所述第二副边有效导电体的厚度，且ds1＝ds2，hp＝2*n*dp，hs＝2*n*ds1或hs＝2*n*ds2。上述的带中心抽头的变压器，其中，所述绕组包括绕组单元，所述绕组单元包括顺序排列的所述原边绕组和所述副边绕组。上述的带中心抽头的变压器，其中，至少一层所述原边有效导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带中心抽头的变压器，包括磁芯和绕组，所述绕组包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组包括至少一层原边有效导电体，所述副边绕组包括至少一层第一副边有效导电体和至少一层第二副边有效导电体，所述原边有效导电体和所述第一副边有效导电体、所述第二副边有效导电体的外表面包覆有绝缘层，所述磁芯围合成一变压器窗口，所述变压器窗口的高度h为所述原边绕组和所述副边绕组的堆叠方向的所述变压器窗口尺寸，单层所述原边有效导电体的厚度dp和单层所述第一副边有效导电体或所述第二副边有效导电体的厚度ds分别为所述堆叠方向的所述原边和所述第一副边有效导电体、所述第二副边有效导电体的高度，其特征在于，所述原边有效导电体的总厚度hp与所述副边有效导电体的总厚度hs满足：0.65<hp/hs<0.8，其中，所述原边有效导电体的总厚度hp等于各层所述原边有效导电体的厚度dp之和，所述副边的有效导电体的总厚度hs等于各层所述第一副边有效导电体和所述第二副边有效导电体的厚度ds之和。

【技术特征摘要】
1.一种带中心抽头的变压器，包括磁芯和绕组，所述绕组包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组包括至少一层原边有效导电体，所述副边绕组包括至少一层第一副边有效导电体和至少一层第二副边有效导电体，所述原边有效导电体和所述第一副边有效导电体、所述第二副边有效导电体的外表面包覆有绝缘层，所述磁芯围合成一变压器窗口，所述变压器窗口的高度h为所述原边绕组和所述副边绕组的堆叠方向的所述变压器窗口尺寸，单层所述原边有效导电体的厚度dp和单层所述第一副边有效导电体或所述第二副边有效导电体的厚度ds分别为所述堆叠方向的所述原边和所述第一副边有效导电体、所述第二副边有效导电体的高度，其特征在于，所述原边有效导电体的总厚度hp与所述副边有效导电体的总厚度hs满足：0.65<hp/hs<0.8，其中，所述原边有效导电体的总厚度hp等于各层所述原边有效导电体的厚度dp之和，所述副边的有效导电体的总厚度hs等于各层所述第一副边有效导电体和所述第二副边有效导电体的厚度ds之和。2.如权利要求1所述的带中心抽头的变压器，其特征在于，所述变压器应用于LLC电路，所述原边有效导电体的总厚度hp与所述副边有效导电体的总厚度hs满足：0.7<hp/hs<0.8。3.如权利要求2所述的带中心抽头的变压器，其特征在于，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述绕组以S1PS2为绕组单元，堆叠出3n层结构的绕组，其中，S1为第一副边绕组，P为原边绕组，S2为第二副边绕组，n为自然数，若1.4<dp/ds1<1.6或1.4<dp/ds2<1.6，则0.7<hp/hs<0.8，其中，dp为每层所述原边有效电导体的厚度，ds1为每层所述第一副边有效电导体的厚度，ds2为每层所述第二副边有效电导体的厚度，且ds1＝ds2，hp＝n*dp，hs＝2*n*ds1或hs＝2*n*ds2。4.如权利要求2所述的带中心抽头的变压器，其特征在于，所述副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，所述绕组以S1PPS2或PS1S2P为绕组单元，堆叠出4n层结构的绕组，其中，S1为第一副边绕组，P为原边绕组，S2为第二副边绕组，n为自然数，若0.7<dp/ds<0.8，则0.7<hp/hs<0.8，其中，dp为每层所述原边有效电导体的厚度，ds1为每层所述第一副边有效电导体的
\t厚度，ds2为每层所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董娜，谢毅聪，周敏，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71