[发明专利]无Y电容时开关电源变压器解决电磁兼容性的方法及产品

说明书

技术领域

本发明涉及电源装置，特别涉及开关电源降低电磁干扰的(EMI)具体方法和产品。

背景技术

开关电源中，由于主要功率器件工作在开关状态，其电压和电流波形含有丰富的高次谐波。这些快速的di/dt和dv/dt会在线路和磁性元件中产生交变的电磁场。由于变压器是非理想元件，变压器的绕组与绕组之间，同一个绕组里面匝与匝之间都会存在分布电容，就使得这种交变的电磁场会被耦合到开关电源的次级。而电源次级对大地也存在着分布电容，因此会形成共模干扰的回路。

为了解决电磁兼容性(EMC)的问题，一般都是采用加入一些电容和电感组成的共模/差模滤波器，来衰减传递出去的干扰；同时在变压器内部增加EMI屏蔽，以减小不同绕组间的耦合电容，从源头上减轻了EMI干扰的产生。同时，还需要在初次级之间加Y电容。通过加入Y电容(如图1中所示)，可以加强初次级之间的高频耦合，改变频率转折点，来获得很好的抑制EMI电磁干扰的效果。但是，由于引入了Y电容，使得初次级之间存在了交流耦合通路，相应地会产生一定的漏电流，使电源使用者有触电的潜在风险。因此不适合用在对漏电流要求极其严格的场合，如一些医疗电源，通信电源等。

在解决Y电容所带来的危害时，也有一些取消Y电容的解决方案，例如：中国专利申请号200510111106.X《低干扰变压器》中所披露的解决方案，该方案是在初、次级线圈之间加入薄金属带的屏蔽层，这个方案只给出了一些解决的设想，而对于屏蔽层如何设置，并没有给出具体的方案，众所周知，屏蔽层如何设置对变压器抑制EMI电磁干扰的效果是非常重要的，由于初次级之间的电磁干扰耦合主要由变压器内部的寄生参数产生，由于变压器的寄生参数交错复杂，并互相影响，受干扰的因素很多，很容易变化，不易于获得准确的分布电容数值。不合适的设置不但无法解决EMI电磁干扰问题，而且还会起到不良的效果，针对不同功率的变压器，屏蔽层的设置以及绕组的设置都是不同的，不可能以一种方法解决所有型号的问题。另外，上述方案中还忽略了一个重要的技术问题，就是这个方案中只提出了在初、次级线圈之间加入屏蔽层，而并没有考虑初级绕组对地电流问题，这样就使得解决EMI电磁干扰的效果比较差。

发明内容

本发明提供的是一种无Y电容时开关电源变压器解决电磁兼容性的方法和产品，本发明采用在初级绕组内加设屏蔽绕组以及初级绕组采用“Z”字形绕法的方式，降低初级绕组对地电流，也使初级绕组各层两端的压差降低，降低层间的耦合电流，解决现有技术中电磁兼容性差的技术问题。采用在初、次级绕组中增加屏蔽绕组的方法，进一步完善本开关电源抗干扰的效果。本发明还对输出功率小于或等于7W以下开关电源变压器的具体参数提出设计方案，以解决现有技术中对于该类型开关电源没有具体设计参数的技术问题。

本发明解决上述技术问题的方案是：这个无Y电容时开关电源变压器解决电磁兼容性的方法包括以下步骤：

A.选择一磁芯；

B.在磁芯上绕制初级绕组；

C.绕制次级绕组和附加绕组；

D.变压器浸油；所述步骤B分为以下分步骤：

B₁.在磁芯上先密绕至少一层屏蔽绕组，其一端悬空；

B₂.在该屏蔽绕组外面包覆至少一层绝缘层；

B₃.在上述绝缘层外面的初级绕组，该初级绕组绕完一层后，包覆至少一层绝缘层，然后再接着绕下一层，各层之间采用“Z”型绕法，并且各层的绕向相同，该初级绕组的高压端与屏蔽绕组的另外一端连接，然后在初级绕组外面再包覆至少一层绝缘层；

所述步骤C中也分为以下分步骤：

C₁.在步骤B完成后，在初级绕组的外面用两根漆包线绕一层屏蔽绕组，然后包覆一层绝缘层；

C₂.在步骤C₁的基础上绕一层铜皮的屏蔽层，该屏蔽层为开口状的，开口的两个边用绝缘带隔离，外面再包覆一层绝缘层；

C₃.在步骤C₂基础上绕制次级绕组，该次级绕组采用三重绝缘线，然后外包至少两层绝缘层；

C₄.在步骤C₃基础上绕制辅助绕组，辅助绕组的一端通过导线连接步骤A₂中所述磁芯外所包覆的铜皮屏蔽层，辅助绕组的外面再包覆一层绝缘层；