一种三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法及变压器技术

本发明专利技术提供的三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法及变压器，在次级绕组与其相邻绕组之间分别设置一个屏蔽绕组，这样可以降低初级绕组和次级绕组之间的寄生电容，并且为共模电流提供了新的通路，使共模电流导入GND，因此可以降低共模电流引起的共模干扰。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三明治绕法变压器
，特别涉及一种三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法及变压器。
技术介绍
首先介绍三明治绕法当变压器包括初级绕组和次级绕组时，将初级绕组分为两半，一半绕在最外边，一半绕在最里边，中间绕制次级绕组；当变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组时，同理将初级绕组分为两半，一半绕在最外边，一半绕在最里边，中间绕制次级绕组和辅助绕组。参见图1，该图为现有技术中三明治绕法变压器的原理图。该变压器包括两组输入绕组(第一组初级绕组Al和第二组初级绕组k2~)、一个次级绕组C、一个辅助绕组B和一个高磁通密度的磁芯。A2的两个终端为1和2，Al的两个终端为2和3，B的两个终端为4和 5，C的两个终端为8和10。参见图2，该图为图1对应的横截面图。在开关电源中，为了使初级绕组和次级绕组充分耦合，提高开关电源的转换效率， 开关电源中的变压器常采用三明治绕法。但是，三明治绕法会引起变压器初级绕组和次级绕组之间的寄生电容增加(理论上是顺绕方法的两倍)，寄生电容将引起开关电源的共模干扰上升。参见图3，该图为现有技术中原边控制的开关电源变换器的原理图。所述变换器1包括整流桥106、输入滤波电容107、功率开关101、控制芯片104、 变压器103、整流二极管102、输出电容108和Y电容Cy。输入的交流电AC经过整流桥106整流后，再经过输入滤波电容107滤波后提供给变压器103。其中，所述变压器103具有储存和传输能量的功能，其包括初级绕组A、次级绕组C、与初级绕组A耦合的辅助绕组B ；所述辅助绕组B用于为控制芯片104提供能量，控制芯片104用于控制功率开关101的开通和关断。次级绕组C输出的电源经过整流二极管 102的整流和输出电容108的滤波，最后输出稳定的电压Vout和电流。Y电容Cy连接于初级绕组A和次级绕组C之间，为共模电流提供了低阻抗的通路， 从而降低共模干扰。但是，Cy仅可以减少部分的共模干扰，不能有效抑制共模干扰。下面介绍现有技术中三明治绕法变压器的寄生电容。参见图4，该图为现有技术中三绕组变压器中寄生电容的示意图。图4所示的变压器包括两组初级绕组(第一组初级绕组Al和第二组初级绕组 A2)、一个次级绕组C、一个辅助绕组B和一个高磁通密度的磁芯X。功率开关在开关过程中，由于电压的瞬时变化，将在变压器回路中产生高频的共模电流，共模电流在变压器绕组之间的寄生电容中流动。寄生电容包括第二组初级绕组A2与磁芯X之间的寄生电容Cl，第二组初级绕组 A2层间的寄生电容C2，第二组初级绕组A2与次级绕组C之间的寄生电容C3，次级绕组C与辅助绕组B之间的寄生电容C4，辅助绕组B与第一组初级绕组Al之间的寄生电容C5，第一组初级绕组Al层间电容C6以及第一组初级绕组Al到磁芯X之间的寄生电容C7。其中，以上各图中采用黑点标识各绕组的同名端。综上所述，目前的三明治绕法变压器还没有有效的措施可以大幅降低共模干扰。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法及变压器，能够有效降低共模干扰。本专利技术提供一种三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法，其中变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述初级绕组包括第一组初级绕组和第二组初级绕组，所述第一组初级绕组、第二组初级绕组、次级绕组和辅助绕组采用三明治绕法，设置两组屏蔽绕组，所述屏蔽绕组设置在次级绕组与其相邻绕组之间。优选地，所述次级绕组两侧的屏蔽绕组分别为第一屏蔽绕组和第二屏蔽绕组，所述变压器的绕法具体为，从磁芯的底层向外层依次绕制有所述第一组初级绕组、所述辅助绕组、所述第一屏蔽绕组、所述次级绕组、所述第二屏蔽绕组和所述第二组初级绕组。优选地，所述第一组初级绕组由单股漆包线分两层绕制；所述第二组初级绕组由单股漆包线分一层绕制。优选地，所述辅助绕组由单股漆包线分一层绕制。优选地，所述输出绕组由三层绝缘线分一层绕制。优选地，所述第一屏蔽绕组和第二屏蔽绕组均由单股漆包线分一层绕制。优选地，所述第一屏蔽绕组的匝数和第二屏蔽绕组的匝数均为第一组初级绕组或第二组初级绕组的单层匝数的1-2倍。本专利技术提供一种三明治绕法的变压器，变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述初级绕组包括第一组初级绕组和第二组初级绕组，所述第一组初级绕组、第二组初级绕组、次级绕组和辅助绕组采用三明治绕法，其特征在于，还包括两组屏蔽绕组，所述两组屏蔽绕组分别设置在次级绕组与其相邻绕组之间。优选地，所述两组屏蔽绕组分别为第一屏蔽绕组和第二屏蔽绕组，所述变压器的结构具体为，从磁芯的底层向外层依次绕制有所述第一组初级绕组、所述辅助绕组、所述第一屏蔽绕组、所述次级绕组、所述第二屏蔽绕组和所述第二组初级绕组。优选地，所述第一组初级绕组由单股漆包线分两层绕制；所述第二组初级绕组由单股漆包线分一层绕制。优选地，所述辅助绕组由单股漆包线分一层绕制。优选地，所述输出绕组由三层绝缘线分一层绕制。优选地，所述第一屏蔽绕组和第二屏蔽绕组均由单股漆包线分一层绕制。优选地，所述第一屏蔽绕组的匝数和第二屏蔽绕组的匝数均为第一组初级绕组或第二组初级绕组的单层匝数的1-2倍。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术提供的三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法及变压器，在次级绕组与其相邻绕组之间分别设置一个屏蔽绕组，这样可以降低初级绕组和次级绕组之间的寄生电容，并且为共模电流提供了新的通路，使共模电流导入GND，因此可以降低共模电流引起的共模干扰。附图说明图1是现有技术中三明治绕法变压器的原理图；图2是为图1对应的横截面图；图3是现有技术中原边控制的开关电源变换器的原理图；图4是现有技术中三绕组变压器中寄生电容的示意图；图5是本专利技术开关电源中共模电流的传输路径示意图；图6是本专利技术提供的三明治绕法变压器的原理示意图；图7是图6对应的变压器的横截面示意图；图8是本专利技术提供的带有屏蔽绕组的三明治绕法变压器的等效电路图；图9是现有技术中没有屏蔽绕组的三明治绕法变压器的等效电路图。具体实施例方式为了使本领域技术人员更好地理解和实施本专利技术的技术方案，下面介绍开关电源中共模电流的传输路径。参见图5，该图为开关电源中共模电流的传输路径示意图。对于该开关电源变换器，其EMI的传导干扰，采用线性阻抗稳定网络(LISN =Line Impedance Stabilization Network) 301 进行传导测试。受试设备(EUT =Equipment Under Test)产生的干扰源通过LISN内部的高通滤波器和50 Ω的电阻，将干扰电流转换成相应的电压值，由接收机进行分析。传导干扰中的共模干扰一般是由于开关过程中电压的瞬态变化产生的，电压的瞬态变化会通过寄生电容在两根输入电源线上同方向流动，并分别与大地构成电流回路，即同时作为共模电流的源线和回线。共模干扰源有功率开关101和整流二极管102，功率开关101产生的共模电流通过变压器103的初级绕组与次级绕组间的寄生电容和次级输出线对大地之间的电容，与 LISN301构成回路；整流二极管102产生的共模电流通过次级绕组对初级绕组的寄生电容和次级输出线对大地的电容与LISN301构成回路。两路信号在LISN301上之和即为接收机所接收的信号，当两路信号之本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种三明治绕法变压器中降低共模干扰的方法，其中变压器包括初级绕组、次级绕组和辅助绕组，所述初级绕组包括第一组初级绕组和第二组初级绕组，所述第一组初级绕组、第二组初级绕组、次级绕组和辅助绕组采用三明治绕法，其特征在于，设置两组屏蔽绕组，所述屏蔽绕组设置在次级绕组与其相邻绕组之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程增奇，朱士海，孙超群，
申请(专利权)人：上海新进半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31