[发明专利]降低共模干扰的Type-C便携式充电器及其变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种可降低共模干扰的Type-C变压器及其绕线结构的绕制方法，以及包含该变压器的可自动化生产的便携式充电器。

背景技术

随着科技的不断发展，USBType-C接口的充电器必将在短时间内普及，广泛应用在手机、平板等移动设备上，TYPEC结构的便携式充电器也应运而生，要求其具有充电快速，体积小巧，高效节能环保的特点。例如USB3.1支持USB-PD(PowerDelivery)电源供应标准，最大供电功率可到100瓦，可为移动设备更快充电，使充电速度得到实质性的提升，现有技术中此类充电器通常采用功率大、体积大的RM8，PQ20型变压器，充电器体积较大，不方便携带；再则因其输出电流大，次级绕组使用粗线径绕线且采取飞线的方式，粗线径的绕线硬度大、可绕性差，导致几乎所有此类变压器的次级绕组均需要人工绕制，严重限制了Type-C变压器的自动化生产和体积小型化的进程。另外，现有技术通过在每个绕组后增加绝缘层克服制程不良的问题，这样的结构要求自动化设备需相应的增加包绝缘胶带的结构和增加机械运行步骤，增加了对设备的要求，也增加了变压器绕组的绕制时间、加大线包的体积。

电磁干扰(EMI)是导致电气、电子设备在某种电磁环境中不能可靠工作的主要原因，会对电子设备会造成极大的危害，按其模式主要可分为共模干扰和差模干扰，在实际应用中，大多数产品电磁兼容性不合格均是由于不能很好抑制共模干扰造成的。层间电容是变压器的分布电容中对电路影响最重要的因素，层间电容会与漏感在金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)开通与关闭的时候产生振荡，从而加大MOSFET与次级晶体二极管(Diode)的电压应力，产生共模干扰。图5为现有技术中主绕组电路原理图，相应的，主绕组10通常采用图3所示的绕法，即U形绕法，绕制2层或2层以上，同一个垂直位置的第1匝和最后一匝之间的压差较大；以幅宽6.2mm的绕线骨架为例，若采用直径0.21mm的线绕制56TS需要排列2层，若采用0.11mm的线绕制56TS则只需排列1层，但因Type-C变压器需要通过的电流较大，为满足电性要求，通常采用0.11mm的线两根并线绕制才可承受所经过电流，将两根0.11mm的线上下并线共同绕制56TS，在同一竖直位置上主绕组的绕线仍是2层，同一个垂直位置上紧邻绕线骨架90的第1匝与第2匝之间的压差非常大，即之间的干扰电压斜率非常大，层间电容大，即形成的干扰就越大，偶合到次级后造成的共模干扰较大，如图7中曲线A所示，噪声电平高，干扰大，通常需要增加滤波器、电感器等元件来抑制共模干扰，制造成本高昂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种体积小巧便携、在不增加电器件的基础上实现降低共模干扰的、且能自动化生产的Type-C变压器及其绕线的绕制方法，以及含有此变压器的便携式充电器，。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种可自动化生产的降低共模干扰的Type-C便携式充电器，包括变压器及其绕线结构，其中，变压器为磁芯有效截面积大于或等于40平方毫米的EE型结构。

变压器绕线结构包括主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组和次级绕组，所述主绕组分为若干个并联的、通过降低主绕组起尾线之间的压差来降低共模干扰的分绕组，各个分绕组为分别单独绕制且密绕一层的结构。

所述次级绕组的绕线采用两根截面积之和等于所需单根粗线截面积、可使用自动绕线机绕制的细线，次级绕组为其出线挂于变压器骨架PIN脚后，分别分布于变压器骨架的顶部与底部来满足安全规定距离的结构。

进一步地，所述主绕组分为2个并联的、通过降低主绕组起尾线之间的压差来降低共模干扰的第一分绕组和第二分绕组，第一分绕组和第二分绕组为分别单独绕制且密绕一层的结构。

更进一步地，可变压器骨架同侧的顶部和底部对应设有第一挂线凸点和第二挂线凸点，所述主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组均为回线依次经过所述第一挂线凸点和第二挂线凸点拉成直线后再缠绕PIN脚的结构，主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组的回线在绕线骨架幅宽范围内均为直线，主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组平整，三者之间取消绝缘层。

优选地，所述第二挂线凸点为长方体或近长方体形状，设置在变压器骨架的底部，顶端设有防止绕在其上的绕组回线脱落的向下的凸起，第一挂线凸点与所述第一挂线凸点互为镜像的对应设置在变压器骨架的顶部。

优选地，所述主绕组、辅助绕组、屏蔽绕组为相同线径绕线绕制的绕组。