一种高频开关电源变压器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高频开关电源变压器，能够使开关电源工作频率大幅提高，从而减小了脉冲变压器体积和开关电源体积，也相应地提高了开关电源的工作效率，它包括至少两个绕组和磁芯，每个绕组采用多根漆包铜线绕制；所有绕组并绕在磁芯上，所述磁芯是高频环形磁芯。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种变压器，尤其涉及一种用于高频开关电源的脉冲变压器。
技术介绍
在不断发展的新能源汽车领域，开关电源以其功耗小、效率高、体积小、重量轻等诸多优点等到广泛应用。但是在传统的开关电源设计中，由于受漏磁、漏感以及磁性材料等因素影响，开关电源的工作频率一般在5KHz-100KHz之间，致使开关变压器的体积仍然较大，安装不方便，同时因开关频率低引起电源工作效率也随之降低。因此，进一步提高开关电源的工作频率，以减小开关变压器的体积，提高开关电源工作效率是十分必要的。公开日为2004年08月18日、公开号为CN 2634613Y的专利文献公开了一种技术方案，名称为一种脉冲变压器，采用CD形薄带铁芯，在两铁芯之间设有空气隙，并在两铁芯 上分别设置有一左线圈和一右线圈，去掉了偏磁补偿电路，因此解决了打火现象引起的偏置二极管损坏问题，并且CD形铁芯可以采用机械化排绕方式使生产效率大幅提高。但是，该技术方案不能解决提高开关电源工作频率、减小开关电源体积的问题。
技术实现思路
本技术主要目的在于提供一种高频率的开关电源变压器，使开关电源工作频率大幅提高，从而减小了脉冲变压器体积和开关电源体积，也相应地提高了开关电源的工作效率。本技术针对现有技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的，一种高频开关电源变压器，包括至少两个绕组和磁芯，每个绕组采用多根漆包铜线绕制；所有绕组并绕在磁芯上，该磁芯是高频环形磁芯。每个绕组采用多股铜线并在一起绕，而不是采用单根粗铜线绕，有效地克服了高频电流的集肤效应，绕制时使用3-5根细导线(漆包铜线)代替原设计的粗导线(漆包铜线)，这样不仅提高了导线利用率，而且使电流更加通畅；将初、次级绕组合起来并绕，使初、次级线间距离最小，可使高频漏感和分布电容减到最小值，保证高频开关电路的稳定工作。虽然初次级绕组并绕后降低了线间耐压值，但完全能够满足汽车电路的DC-DC电源变换需求；采用高频环形磁芯，有效地提高了磁导率，减小了漏磁和损耗。从而也提高了开关电源的工作效率。上述开关电源变压器结构能够大幅提高开关电源工作频率，从而使变压器线圈匝数减少，电容器体积、电感器体积也都可以减小，因此，减小了开关电源变压器体积、开关电源体积。作为优选，高频环形磁芯是钴基非晶环形磁芯。该磁芯能够保证开关电源变压器工作在300KHz范围内。作为优选，高频开关电源变压器是单端反激式开关电源变压器，在所述高频环形磁芯上设置有空间气隙。单端反激式开关电源是结构简单用途最广泛的开关电源结构，由于其工作在单向脉冲状态，变压器磁心单向励磁，磁芯容易饱和，因此在环形磁芯上设置有适当的空间气隙，既保证有足够的磁通密度，又不至于出现磁饱和。高的开关频率下，使单端反激式开关电源的输出电压更加稳定。作为优选，在每个绕组中，多根漆包铜线绞合后再绕制。作为优选，绕组漆包铜线是耐高温漆包铜线。本技术带来的有益效果是，由于开关电源变压器可以工作在更高的开关频率上，不但减小了脉冲变压器体积、也使电容器、电感器的体积大大减小；由于从结构上减少了漏磁、漏感以及集肤效应，也使开关电源工作效率得到有效提高，降低了能源损耗。附图说明 图I是本技术的一种原理示意图；图2是一种使用本开关电源电压器的开关电源电路图。图中I是闻频环形磁芯，2是空间气隙,3是初级绕组,4是次级绕组。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体说明。实施例如图I所示，本技术的一种高频开关电源变压器，初级绕组3和次级绕组4并绕在高频环形磁芯I上。其中初级绕组3采用4根漆包铜线绞合后绕制，次级绕组4采用3根漆包铜线绞合后绕制；高频环形磁芯I是钴基非晶环形磁芯，其上设置空间气隙2。图2所示为使用本开关电源电压器的一种开关电源电路原理图，该开关电源为单端反激式高频开关电源。具体参数以新能源电动车逆变器为例，高频开关电源设计功率在30W左右，选择WffL型单极性脉冲用钴基非晶环形磁芯，电源工作模式为电流断续模式，初级绕组Tl和次级绕组T2、T3、T4 一同并绕在钴基非晶环形磁芯上。PffM 控制 器采 用 UC2843 芯片，Ct = O- I ，Rt=9. 1K，由f=l. 8/Rt*Ct计算得开关电源工作频率f=197KHz。开关电源变压器T主要参数由f=197KHz，则脉冲周期 T ^ 5*10~_6s，开关管导通时间 Ton=O. 5T=2. 5*10~_6s ；T2绕组需输出电流为I. 53A ;T3绕组需输出电流为IA ；T3绕组需输出电流为0. 2A ；取电源效率为75%;则初级绕组Tl的电流为2. IA ；由磁芯尺寸和结构估算出初级绕组Tl匝数为8胆，T2匝数为10胆，T3匝数为4匝，T4匝数为10匝，导线截面积同取为0. 785mm2。初级绕组选用截面积0. 2043 mm2的4根耐高温漆包铜线绞合后绕制，次级绕组T2、T3和T4选用截面积0. 2617 mm2的3根耐高温漆包铜线绞合后绕制；T1、T2、T3和T4并绕在选用的WWL型单极性脉冲用钴基非晶环形磁芯上。所以本技术具有下述特征能够大幅提高开关电源工作频率，从而使变压器线圈匝数减少，电容器体积、电感器体积也都随之减小，因此减小了开关电源变压器体积、开关电源体积，也提高了开关电源的工作效率 。权利要求1.一种高频开关电源变压器，其特征在于包括至少两个绕组和磁芯，每个绕组采用多根漆包铜线绕制；所有绕组并绕在所述磁芯上，所述磁芯是高频环形磁芯。2.根据权利要求I所述一种高频开关电源变压器，其特征在于所述高频环形磁芯是 钻基非晶环形磁芯。3.根据权利要求I或2所述一种高频开关电源变压器，其特征在于所述高频开关电源变压器是单端反激式开关电源变压器，在所述高频环形磁芯上设置有空间气隙。4.根据权利要求I所述一种高频开关电源变压器，其特征在于在每个绕组中，所述多根漆包铜线绞合后再绕制。5.根据权利要求I或4所述一种高频开关电源变压器，其特征在于所述漆包铜线是耐高温漆包铜线。专利摘要本技术公开了一种高频开关电源变压器，能够使开关电源工作频率大幅提高，从而减小了脉冲变压器体积和开关电源体积，也相应地提高了开关电源的工作效率，它包括至少两个绕组和磁芯，每个绕组采用多根漆包铜线绕制；所有绕组并绕在磁芯上，所述磁芯是高频环形磁芯。文档编号H01F27/30GK202796401SQ20122043558公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日专利技术者徐江江, 金启前, 由毅, 吴成明, 赵福全 申请人:浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司, 浙江吉利控股集团有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频开关电源变压器，其特征在于：包括至少两个绕组和磁芯，每个绕组采用多根漆包铜线绕制；所有绕组并绕在所述磁芯上，所述磁芯是高频环形磁芯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江江，金启前，由毅，吴成明，赵福全，
申请(专利权)人：浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司，浙江吉利汽车研究院有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：