[发明专利]单端激励变压器

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲变压器，特别涉及脉冲变压器磁芯。

背景技术

脉冲变压器，按其驱动方式，分为单端激励变压器和双端(推挽)激励变压器。单端激励变压器工作时，磁芯受单方向励磁，磁芯中磁场方向不发生变化。为了改善脉冲变压器磁心的电磁参数，也为了便于装配线圈绕组，磁芯中一般都设置有气隙，大多数磁芯都有2～3处气隙。

基于降低电子产品成本，以及小型化发展趋势的需要，对电子元器件的小型化提出了愈来愈高的要求。脉冲变压器，特别是功率型脉冲变压器，如回扫变压器(FBT)、开关电源输出变压器等，是一种使用非常普遍的电子元件，在整机成本中占有比较大的比重，其小型化发展具有实际的重要意义。脉冲变压器的小型化受到输出功率和输出电压等参数的制约，前者限制了脉冲变压器的磁芯体积和线圈线径的缩小，后者影响到线圈体积(匝数)缩小。目前市场上传统功率型变压器体积受限的主要因素是所用磁芯的体积大小。以回扫变压器为例，它的工作方式属于单端反激励式，由于受到CRT(阴极射线管)输入功率的限制，传统FBT磁芯体积选择不能太小，例如：29”电视机对应FBT磁芯横截面直径Φ达到14.5mm(不同磁导率的磁芯略有差异)，导致整个回扫变压器产品体积较大，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种脉冲变压器磁芯，能够进一步缩小磁芯体积，降低成本。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，单端激励变压器，包括磁芯，其特征在于，所述磁芯中安装有永磁体，所述永磁体在所述磁芯中的磁场方向与所述磁芯工作时的磁场方向相反。

本发明的有益效果是，能够降低磁芯的剩余磁感应强度，降低磁芯矫顽力，在脉冲状态下能够得到比较高的磁感应强度增量和较高的脉冲磁导率，在同样输出功率和输出电压条件下，能够缩小磁芯和脉冲变压器体积，减轻重量，降低产品成本。

附图说明

图1脉冲状态下磁芯工作示意图；

图2是实施例1的示意图；

图3是实施例2的示意图；

图4是实施例3的示意图；

图5是图4的A向视图；

图6是实施例4的示意图；

图7是实施例5的示意图。

图中：1为磁芯；2为磁芯气隙；3为永磁体；10为磁芯工作时的磁场方向；30为永磁体的磁场方向。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

根据电磁感应定律：U＝N×S×dB/dt    1.1

其中：

U：变压器初级绕组电压，假定U的波形为矩形脉冲(t＜0，U＝0；0≤t≤tk，U＝U1；t＞tk，U＝0)：

N：变压器初级绕组匝数；

B：磁感应强；

S：磁芯横截面积。

由式1.1可以得到，ΔB＝U1×Δt/(N×S)，因此磁感应强度增量ΔB随时间线性增长，而且在Δt＝tk时，达到ΔB＝U1×tk/(N×S)。

在连续的脉冲作用下，磁芯起始工作点上升到极限磁滞回线的剩余磁感应强度值(B＝Br，H＝0)为止，如果磁感应强度增量为ΔB，则磁芯中的磁感应强度为B3＝Br+ΔB，在以后的每个脉冲结束时，磁芯工作点都回到原始点(B＝Br，H＝0)，如图1所示。图中，横坐标为磁场强度H，Hc为矫顽磁场强度；纵坐标为磁通密度B，Bs为饱和磁通密度，Br为剩余磁感应强度。

为了估计整个局部磁滞回线的磁导率，利用平均脉冲磁导率：

μ＝ΔB/μ₀×ΔH

其中：

μ：平均脉冲磁导率；μ₀：起始磁导率。

因此磁芯材料的剩余磁感应强度Br越高，可能的磁感应强度增量ΔB越低，局部磁滞回线的平均脉冲磁导率就越小。

根据变压器磁化电感L与平均脉冲磁导率μ的正比关系(L∝μ×S×N)可以得知，当采用剩余磁感应强度较高的磁性材料且绕线空间受到限制时，为了得到固定的磁化电感，必须增大磁芯横截面积，反之，则可以减少磁芯横截面积。

本发明正是基于上述原理，采用在软磁材料磁芯(铁氧体，铁粉芯，非晶态合金及硅钢片等)上安装永磁体的方法，降低脉冲状态下工作的磁芯剩余磁感应强度Br，增大磁感应强度增量ΔB，进而减小磁芯体积，降低产品成本。

实施例1