液态磁填充式高频变压器 【技术领域】
本发明涉及电子设备领域，具体地说是一种变压器。
背景技术
近年来，开关电源技术正朝着高效、节能、安全、环保、短、小、轻、薄的方面发展。在无工频变压器的开关电源中，高频变压器是核心部件之一，而高频变压器的设计是开关电源的关键技术，高频变压器设计的是否合理，会影响到开关电源的成本、体积、稳定性、电磁干扰、辐射噪声、EMI滤波、输出功率、转换效率等。
在单功率管输出时，为防止磁芯饱和，磁芯要留有一定的空气间隙(简称气隙)。开关电源常用的EI、EE和POT型磁芯的磁通路径如图1～3中所示，因气隙附近的磁通密度很高，会产生磁通噪声，故磁通不能跨过气隙到达磁芯的其它位置，因此，在设计高频变压器时，即要解决磁芯饱和问题，又需解决磁通不能跨过气隙到达磁芯的其它位置的问题。现有技术中在推挽、半桥、全桥、复合等电路中，虽然磁芯可以对接，但由于磁芯对接时磁阻的存在，同样会产生磁通噪声，同时也会影响电感量和转换效率。
【发明内容】
为解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种可降低磁通噪声、节电、稳定、可靠、寿命长的液态磁填充式高频变压器。
本发明是这样实现的：
一种液态磁填充式高频变压器，包括上磁芯、下磁芯和线圈，所述上磁芯和下磁芯之间设置线圈，所述上磁芯和下磁芯之间的磁隙填充有液态磁填充剂。
传统的高频变压器，当磁场强度H从零开始增加时，每增加0.5奥斯特，相应的磁感应强度B增大1000高斯，当磁感应强度上升到5000高斯时，磁芯突然饱和；当H再增大0.5奥斯特，B只增加几高斯；当磁场强度H继续增大时，H每增加1奥斯特，磁感应强度B只增大1高斯，就是磁导率＝1，此时磁芯已经完全饱和(如图6所示)。而对于液态磁来说，其H/B曲线如图7所示，磁感应强度随磁场强度增加，当磁场强度H增加到9奥斯特时，磁感应强度还再增加，磁芯没有达到饱和。如图8所示，本发明磁芯磁隙之间的液态磁填充剂中，由于压电材料可产生压电效应，所以，在磁场强度增加时，压电效应增强，液态磁的磁分子单位面积增大，磁隙增大，磁感应强度减弱；在磁场强度减弱时，压电效应减弱，液态磁的磁分子单位面积减小，磁感应强度增强，从而解决了磁芯饱和的问题，降低了磁通噪声。
可选的，所述液态磁填充剂由液态磁和强力胶混合而成，所述液态磁的质量百分比为60％～80％，所述强力胶的质量百分比为20％～40％。
可选的，所述液态磁的质量百分比为68％，所述强力胶的质量百分比为32％。
可选的，所述液态磁填充剂由液态磁、压电材料粉末和强力胶混合而成。
准谐振开关电源的工作频率是固定不变的，其频率取决于变压器的电感量L和变压器初级线圈的分布电容C，改变分布电容C可以如图9那样，在MOSFET上并接电容，但电感量L，则取决于变压器的初级绕组匝数和磁芯的磁通密度BS。但是，由于磁芯在制造时受温度、湿度、材料质量、材料搅拌均匀度等影响，其技术参数如磁通量、磁导率等很难做到一致，这就给生产开关电源的厂家在批量生产时带来了麻烦。而本发明在液态磁中添加压电材料粉末可自动调节电感量，其特性曲线如图10所示，当电感量减小时，频率增高，从而压电效应的振幅减小，液态磁的磁分子单位面积减小，磁隙减小，电感量增大，频率降低；当电感量增大时，频率降低，从而压电效应振幅增大，液态磁的磁分子单位面积增大，磁隙增大，电感量减小，频率增高，从而实现了液态磁填充剂对电感量的自动调节，解决了开关电源因高频变压器电感量不准而带来的调试困难的难题。
可选的，所述压电材料为锆钛酸铅，所述液态磁的质量百分比为30％～40％，所述锆钛酸铅粉末的质量百分比为40％～60％，所述强力胶的质量百分比为10％～30％。
可选的，所述压电材料为石英晶体，所述液态磁的质量百分比为25％～40％，所述石英晶体粉末的质量百分比为40％～65％，所述强力胶的质量百分比为10％～30％。
可选的，所述液态磁填充剂由液态磁、压电材料粉末混合而成，所述压电材料和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中。
可选的，所述压电材料为锆钛酸铅，所述锆钛酸铅粉末的质量百分比为55％～68％，所述液态磁的质量百分比为32％～45％。
可选的，所述压电材料为石英晶体，所述石英晶体粉末的质量百分比为55％～68％，所述液态磁的质量百分比为32％～45％。
本发明提供的液态磁填充式高频变压器解决了磁芯饱和问题，又解决了磁通不能跨过气隙到达磁芯地其它位置的问题，降低了因漏磁、漏感而产生的辐射噪声。本发明可以与功率管很好的匹配，降低了功率管的耐压，降低了功率管的耐压就等于降低了开关电源的成本；同时也提高了产品的可靠性，因此，也提高了开关电源的转换效率与输出功率，更节电、更稳定、更可靠、寿命更长。
本发明不但可以用在普通开关电源上，也可以用在电子变压器、谐振式开关电源和准谐振开关电源上。
【附图说明】
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1为传统技术变压器磁芯的磁通路径示意图；
图2为另一种传统技术变压器磁芯的磁通路径示意图；
图3为再一种传统技术变压器磁芯的磁通路径示意图；
图4为本发明实施例提供的液态磁填充式高频变压器的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的液态磁填充式高频变压器的组装示意图；
图6为固态磁磁感应强度随磁场强度变化的曲线图；
图7为液态磁磁感应强度随磁场强度变化的曲线图；
图8为本发明实施例提供的液态磁填充式高频变压器磁感应强度随磁场强度变化的曲线图；
图9为准谐振正激变换器电路图；
图10为本发明实施例4～15提供的液态磁填充式高频变压器电感量随频率变化的曲线图。
【具体实施方式】
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图4、5所示，本实施例提供的液态磁填充式高频变压器，包括上磁芯1、下磁芯2和线圈3，上磁芯1和下磁芯2之间设置线圈3，线圈上设置有输入引线5和输出引线6，上磁芯1和下磁芯2之间的磁隙填充有液态磁填充剂4，本实施例中液态磁填充剂为由液态磁和强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为60％，强力胶的质量百分比为40％。
实施例2：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁和强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为80％，强力胶的质量百分比为20％。
实施例3：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁和强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为68％，强力胶的质量百分比为32％。
实施例4：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁、锆钛酸铅粉末、强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为40％，锆钛酸铅粉末的质量百分比为45％，强力胶的质量百分比为15％。
实施例5：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁、锆钛酸铅粉末、强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为30％，锆钛酸铅粉末的质量百分比为40％，强力胶的质量百分比为30％。
实施例6：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁、锆钛酸铅粉末、强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为30％，锆钛酸铅粉末的质量百分比为60％，强力胶的质量百分比为10％。
实施例7：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁、石英晶体粉末、强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为25％，石英晶体粉末的质量百分比为55％，强力胶的质量百分比为20％。
实施例8：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁、石英晶体粉末、强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为40％，石英晶体粉末的质量百分比为50％，强力胶的质量百分比为10％。
实施例9：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂为由液态磁、石英晶体粉末、强力胶组成的混合物，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为30％，石英晶体粉末的质量百分比为40％，强力胶的质量百分比为30％。
实施例10：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂由液态磁、锆钛酸铅粉末混合而成，锆钛酸铅粉末和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中，其中锆钛酸铅粉末的质量百分比为55％，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为45％。
实施例11：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂由液态磁、锆钛酸铅粉末混合而成，锆钛酸铅粉末和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中，其中锆钛酸铅粉末的质量百分比为68％，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为32％。
实施例12：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂由液态磁、锆钛酸铅粉末混合而成，锆钛酸铅粉末和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中，其中锆钛酸铅粉末的质量百分比为62％，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为38％。
实施例13：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂由液态磁、石英晶体粉末混合而成，石英晶体粉末和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中，其中石英晶体粉末的质量百分比为55％，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为45％。
实施例14：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂由液态磁、石英晶体粉末混合而成，石英晶体粉末和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中，其中石英晶体粉末的质量百分比为68％，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为32％。
实施例15：
如实施例1所述的液态磁填充式高频变压器，其中液态磁填充剂由液态磁、石英晶体粉末混合而成，石英晶体粉末和液态磁通过光固化的方法固定在上磁芯和下磁芯之间的磁隙中，其中石英晶体粉末的质量百分比为62％，液态磁(由上海星申仪表有限公司生产)的质量百分比为38％。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。