[发明专利]用于抵消电气噪声的磁能转移元件和电源

说明书

本申请是国家申请日为2013年5月9日、申请号为201180054150.5、发明名称为“用于抵消电气噪声的磁能转移元件和电源”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种具有简单结构和高生产率的变压器，更具体地讲，涉及一种用于抵消由于变压器绕组之间的电容耦合引起的传导噪声或传导噪声和辐射噪声的变压器和电源，以甚至在大批量生产时也提供小的电磁干扰偏差和足够的余量，从而减少变压器的单位成本并且减少电磁干扰滤波器的成本。

背景技术

目前，存在这样一种磁能转移元件或电源，所述磁能转移元件或电源被配置为通过使用由磁能转移元件绕组引起的抵消效应来减少从电源流到电气接地的位移电流。然而，应当展开并卷绕5股或6股细线以通过使用小匝数来无间隙地填充一个绕层用于抵消。因此，这可能存在的缺点是卷绕操作很困难并且变压器的生产率很低，因此增加了单位成本，并且在变压器具有薄型形状因子的情况中，几股线无法连接到引脚等。此外，已经使用了修改形状的方法来避免具有薄型形状因子的变压器的高度限制。在这种情况下，减少从电源流到电气接地的位移电流的效果有很大的偏差，因此导致大量生产时难以满足电磁干扰标准的缺点。

以下将简要描述现有技术。

图1是示出了变压器13、输入线16和输出线17通过典型的逆向变换器中的变压器内的分布式电容耦合以产生位移电流到电气接地的原理的视图。以下，在下面示出的所有附图中，对变压器的每个绕组示出的黑点表示绕组的开始或末端。

参见图1，对交流输入电压进行整流并且电容器11使交流输入电压平滑。开关元件12响应于输出电压的反馈进行切换以在变压器13的输入绕组131中产生能量存储和能量转移，并且输出整流器14和电容器15对输出绕组133的电压进行整流以提供电力到负载。

通常，当开关元件12接通或断开时,在变压器13的输入绕组131的末端与开关元件12之间的连接点处的电压的变化速度非常快，并且出现最大为500-600伏的电势变化。这电势变化通过输入绕组131与输出绕组133之间的分布式电容(Cps)的路径、或通过输入绕组131与变压器芯之间的分布式电容(Cpc)和变压器芯与输出绕组133之间的分布式电容(Csc)的路径传递到输出绕组133，从而允许输出线17具有噪声电势。此外，电势变化通过输入绕组131与输入线16之间的分布式电容(Cpi)允许输入线16具有噪声电势。此外，电势变化通过输入绕组131与变压器芯136之间的分布式电容(Cpc)允许变压器芯具有噪声电势。这些噪声电势允许电流流过输入线16与接地之间的分布式电容(Cig)、输出线17与接地之间的分布式电容(Cog)和变压器芯与接地之间的分布式电容(Ccg)，从而产生共模噪声，因此应当设法使噪声电流小于规定所指出的水平。

图2是现有技术中通过输入绕组的电势来抵消输出绕组的电容耦合的原理图。

参见图2，输入绕组131凭借面对输出绕组133的方向上产生电场来产生通过面对输出绕组133的表面的分布式电容的电容耦合电流，并且凭借向与面对输出绕组133的方向相反的方向上产生电场来产生通过输入绕组131与变压器芯136之间的分布式电容和变压器芯136与输出绕组133之间的分布式电容的电容耦合电流。

参见图2，输入绕组131与输出绕组133之间的电容耦合电流应当维持低于容差以维持通过输出线流到电气接地的位移电流。为此，在图2中，抵消绕组132屏蔽了向从输入绕组131面对输出绕组133的方向上产生的电场，并且屏蔽绕组134屏蔽了从输入绕组131向面对输出绕组133的方向的相反方向上产生的电场。

此外，使用具有与输入绕组131的电势的极性相反的电势形成电场的屏蔽绕组134去除了尽管存在屏蔽还产生的电容耦合。此外，抵消绕组132在抵消绕组132与输入绕组133之间产生具有相反极性的电容耦合，从而抵消并减少输入绕组131与输出绕组133之间尽管存在屏蔽还产生的电容耦合。

为了产生具有反向极性的电流来抵消从具有高电势变化的输入绕组131到相同极性的具有低电势变化的输出绕组133产生的电容耦合，抵消绕组132应当具有比输出绕组133的电势变化低的电势变化，为此，抵消绕组132的匝数(T：匝)小于输出绕组133的匝数。