一种变压器.pdf

本发明公开了一种变压器，沿着骨架的轴向方向缠绕作为初级线圈的一层第一线圈、作为次级线圈的一层第二线圈、作为初级线圈的一层第三线圈、作为次级线圈的一层第四线圈、作为初级线圈的一层第五线圈，在第一线圈和第二线圈之间、第二线圈和第三线圈、第三线圈和第四线圈、第四线圈和第五线圈之间分别设置有屏蔽层。本发明的本发明变压器，采用了初-次-初-次-初的绕制结构，大大降低了初次级之间的间隙，从而大大减小了漏感。同时初次级间隔处的总磁场强度降低，初级绕组空间磁场总能量和次级空间磁场总能量也会大为减小，进一步减小了漏感，漏感大约为初级电感的2％～4％。由于漏感减小，变压器的损耗和电压损失就减小了很多。

权利要求书1.  一种变压器，包括骨架，其特征在于：沿着骨架的轴向方向缠绕作为初级线圈的一层第一线圈、作为次级线圈的一层第二线圈、作为初级线圈的一层第三线圈、作为次级线圈的一层第四线圈、作为初级线圈的一层第五线圈，在第一线圈和第二线圈之间、第二线圈和第三线圈、第三线圈和第四线圈、第四线圈和第五线圈之间分别设置有第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层、第四屏蔽层；其中，第一线圈、第三线圈、第五线圈串联在一起，所述第二线圈、第四线圈串联在一起。2.  根据权利要求1所述的变压器，其特征在于：所述第二线圈、第四线圈采用扁平漆包线，所述第一线圈、第三线圈、第五线圈采用TEX-E绝缘电线。3.  根据权利要求2所述的变压器，其特征在于：所述TEX-E绝缘电线的直径为0.43mm。4.  根据权利要求1至3任一项所述的变压器，其特征在于：所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层、第四屏蔽层采用背胶铜箔。5.  根据权利要求4所述的变压器，其特征在于：所述第一线圈、第三线圈、第五线圈的匝数分别为九圈；所述第二线圈、第四线圈的匝数为两圈。6.  根据权利要求5所述的变压器，其特征在于：在第五线圈的外侧还依次绕制有用于供电的作为初级线圈的第六线圈、作为次级线圈的第七线圈。7.  根据权利要求6所述的变压器，其特征在于：在所述第七线圈的外侧还设有第五屏蔽层。

说明书一种变压器
技术领域
本发明属于变压器领域，更准确地说，涉及一种漏感小的电压器。
背景技术
变压器属于能量传递、转换、储存、释放的一种元件，可用于AC输入、DC输出的反激拓扑结构功率变换，普遍应用于电子消费产品的供电电源中，进行电压变换、安全隔离、储存和释放能量。变压器会工作在DCM(不连续)、CRM(临界连续)、CCM(完全连续)模式，磁芯中柱需要磨气隙，以支撑较大的直流磁化电流所导致的直流磁通，BH磁滞回线的斜率变小，并且由于气隙的存在，能量储存在气隙(磁阻)中，减小了剩余磁通密度，增加了交流磁通密度的范围。
目前低电压大电流反激拓扑结构功率应用变换中，变压器都采用磁芯+常规的电木骨架来绕制，是一种轴向的绕制方法，采用的方法是初夹次单层三明治绕法，由于受到绕制工艺、漆包线漆皮厚度，安规绝缘用胶纸的厚度的影响，初次级的相对距离较大，具有较大的漏感和漏磁，初级的漏感为：LS＝μ0N12lavKS/l(c+(b+d)/3)  (1)；
μ0为真空磁导率，μ0＝4π×10-7H/M＝0.4π×10-8H/cm
其中l表示窗口宽度，c表示初次级绕组间隙，b表示初级占用窗口高度，d表示次级占用窗口高度。
由公式可见，初级的漏感与次级的匝数平方成正比，与窗口宽度成反比，与绕组间隙成正比，漏感大约为初级电感的8％～10％，这个漏感没有匝链到次级，导致了较大的损耗和电压损失。
导致的损耗为：P＝1/2LLS×ISPK2×fS  (2)
LLS为初级漏感通过匝比折射到次级的漏感；
ISPK是次级峰值电流；
导致漏感损失的电压损失为：VLS＝LLS×ISPK/T(1-D)  (3)
上述公式可以看出，传统的绕制工艺漏感是相对较大的，变压器的效率相对较低。而且为减少趋肤效应导致的高频交流阻抗增大，次级一般采用利兹线，它是由多根细线构成，操作时容易折断，经常会引起损耗增大。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种变压器。
为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种变压器，包括骨架，沿着骨架的轴向方向缠绕作为初级线圈的一层第一线圈、作为次级线圈的一层第二线圈、作为初级线圈的一层第三线圈、作为次级线圈的一层第四线圈、作为初级线圈的一层第五线圈，在第一线圈和第二线圈之间、第二线圈和第三线圈、第三线圈和第四线圈、第四线圈和第五线圈之间分别设置有第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层、第四屏蔽层；其中，第一线圈、第三线圈、第五线圈串联在一起，所述第二线圈、第四线圈串联在一起。
优选的是，所述第二线圈、第四线圈采用扁平漆包线，所述第一线圈、第三线圈、第五线圈采用TEX-E绝缘电线。
优选的是，所述TEX-E绝缘电线的直径为0.43mm。
优选的是，所述第一屏蔽层、第二屏蔽层、第三屏蔽层、第四屏蔽层采用背胶铜箔。
优选的是，所述第一线圈、第三线圈、第五线圈的匝数分别为九圈；所述第二线圈、第四线圈的匝数为两圈。
优选的是，在第五线圈的外侧还依次绕制有用于供电的作为初级线圈的第六线圈、作为次级线圈的第七线圈。
优选的是，在所述第七线圈的外侧还设有第五屏蔽层。
本发明的本发明变压器，将初级分为三个部分，把次级分为两个部分，采用了初-次-初-次-初的绕制结构，构成了初夹次的双层三明治绕法，这就使得大大降低了初次级之间的间隙，从而大大减小了漏感。同时由于初次级有双层交错，那么初次级间隔处的总磁场强度降低，初级绕组空间磁场 总能量和次级空间磁场总能量也会大为减小，进一步减小了漏感，漏感大约为初级电感的2％～4％。由于漏感减小，变压器的损耗和电压损失就减小了很多。由于次级线圈是扁铜漆包线绕组，首先，较小了初次级之间的间隙，减少了漏感，同时趋肤效应变得很小，使得产品可以应用在较大的电流密度，保证了认证所需的安规距离。该变压器的效率比传统变压器可提高3％～5％。相邻的初次级间都有屏蔽层，共四层，接到初级地，减少了初次级之间的分布电容，并且产生了静电屏蔽作用，减小了共模噪声电流。
附图说明
图1示出了本发明变压器绕线分布图。
图2示出了本发明变压器的电气连接图。
具体实施方式
为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案、取得的技术效果易于理解，下面结合具体的附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明。
参考图1，本发明提供了一种变压器，包括骨架2以及绕制在骨架2上的次级线圈、初级线圈，本发明优选骨架2的截面呈“工”字形。
沿着骨架2的轴向方向缠绕作为初级线圈的一层第一线圈(N1)2、作为次级线圈的一层第二线圈(N2)4、作为初级线圈的一层第三线圈(N3)6、作为次级线圈的一层第四线圈(N4)8、作为初级线圈的一层第五线圈(N5)10。也就是说，第一线圈2、第二线圈4、第三线圈6、第四线圈8、第五线圈10分别沿着骨架2的轴向方向绕制。其中作为初级线圈的第一线圈2、第三线圈6、第五线圈10采用密绕的方式，而作为次级线圈的第二线圈4、第四线圈8采用均绕的方式。
在第一线圈2和第二线圈4之间、第二线圈4和第三线圈6、第三线圈6和第四线圈8、第四线圈8和第五线圈10之间分别设置有第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7、第四屏蔽层9；也就是说在相邻两个次级线圈和初级线圈之间均设有屏蔽层。其中，第一线圈2、第三线圈6、第五线圈10串联在一起，作为初级绕组；所述第二线圈4、第四线圈8串联 在一起，作为次级绕组。
本发明变压器的绕组电气连接如图2，将初级分为三个部分，把次级分为两个部分，采用了初-次-初-次-初的绕制结构，构成了初夹次的双层三明治绕法，这就使得大大降低了初次级之间的间隙，依据LS＝μ0N12lavKS/l(c+(b+d)/3)，从而大大减小了漏感。同时由于初次级有双层交错，那么初次级间隔处的总磁场强度降低，初级绕组空间磁场总能量和次级空间磁场总能量也会大为减小，进一步减小了漏感，漏感大约为初级电感的2％～4％。由于漏感减小，那么依据公式导致的损耗为：P＝1/2LLS×ISPK2×fS；VLS＝LLS×ISPK/T(1-D)，变压器的损耗和电压损失就减小了很多。
本发明优选的是，所述第二线圈4、第四线圈8采用扁平漆包线，所述第一线圈2、第三线圈6、第五线圈10采用TEX-E绝缘电线。由于次级线圈是扁铜漆包线绕组，首先，较小了初次级之间的间隙，减少了漏感，同时趋肤效应变得很小，使得产品可以应用在较大的电流密度，保证了认证所需的安规距离。
在本发明一个具体的实施方式中，所述TEX-E绝缘电线的直径为0.43mm。所述第一屏蔽层3、第二屏蔽层5、第三屏蔽层7、第四屏蔽层8采用背胶铜箔。所述第一线圈2、第三线圈6、第五线圈10的匝数分别为九圈；所述第二线圈4、第四线圈8的匝数为两圈。
该变压器的效率比传统变压器可提高3％～5％。相邻的初次级间都有屏蔽层，共四层，接到初级地，减少了初次级之间的分布电容，并且产生了静电屏蔽作用，减小了共模噪声电流。
本发明的变压器，在第五线圈10的外侧还依次绕制有用于供电的作为初级线圈的第六线圈(N6)11、作为次级线圈的第七线圈(N7)12。在所述第七线圈12的外侧还设有第五屏蔽层13。
本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加对于本领域的一般技术人员来说是显而易见的。申请人的意图是所有的这些变化和增加都落在了本发明权利要求所保护的范围中。