[实用新型]自激推挽式变压器的磁环和自激推挽式变压器

说明书

本实用新型提供一种自激推挽式变压器的磁环和自激推挽式变压器，磁环包括具有均匀截面积的主环段，主环段具有第一截面；磁环还包括两个凸起段和一个凹陷段，凸起段的截面积最大处具有第二截面，凹陷段的截面积最小处具有第三截面，凸起段与凹陷段的连接处具有第四截面，第二截面的面积大于或等于第一截面的面积的110％，第三截面的面积小于或等于第一截面的面积的40％，第四截面的面积与第一截面的面积相等；两个凸起段的跨越角度之和小于或等于180度，凹陷段的跨越角度小于或等于36度。将驱动线圈绕制在凹陷段上，将主线圈绕制在凸起段和主环段上，能提高变压器的变换效率、减少线圈匝数、提高EMI性能和降低电流尖峰。

技术领域

本实用新型涉及电源变压器技术领域，具体涉及一种自激推挽式变压器的磁环和自激推挽式变压器。

背景技术

现有的自激推挽式变压器包括推挽电路组件和一个闭合的磁环，推挽电路组件中的线圈绕制在磁环上。参见图1，图1为推挽电路的电路图。在接通电源瞬间，电源通过偏置电阻R1和电容C1串联，驱动线圈Nb1 和驱动线圈Nb2为三极管TR1和TR2的基极以及发射极提供正向偏压，特性不同的三极管TR1和TR2的其中一个先导通，设三极管TR2 先导通而产生集电极电流IC2，其对应的主线圈Np2的电压为上正下负，其基极的驱动线圈Nb2也出现上正下负的感应电压，这个电压增大了三极管TR2的基极电流，这是一个正反馈的过程，因而很快使三极管TR2饱和导通；相应地，三极管TR1对应的驱动线圈Nb1的电压为上正下负，这个电压减小了三极管TR1的基极电流，三极管TR1很快完全截止。三极管TR2对应的主线圈Np2里的电流，以及这个电流产生的磁感应强度随时间而线性增加，但磁感应强度增加到接近或达到变压器B1的磁环的饱和点Bm时，主线圈Np2的电感量迅速减小，从而使三极管TR2的集电极电流急剧增加，增加的速率远大于基极电流的增加，三极管TR2 脱离饱和，三极管TR2的集电极到发射极的压降UCE增大，相应地，主线圈Np2上的电压就减小同一数值，驱动线圈Nb2感应的电压减小，结果使三极管TR2基极电压也降低，造成三极管TR2向截止方向变化，此时，变压器B1线圈上的电压将反向，使另一个三极管TR1导通，此后重复进行上述过程，形成推挽振荡。

结合图2，图2为自激推挽式变压器的磁环的磁滞回线图，H轴表示磁场强度H的变化，B轴表示磁感应强度B的变化。+Bm、-Bm为磁环的两个磁饱和点，在磁滞回线的前半个周期内，磁环的工作点运动线路为依次经过ABCDE的线路，在后半个周期内运动路线为依次经过EFGHA 的线路。三极管TR2或TR1对应的线圈里的电流，以及这个电流产生的磁感应强度随时间而线性增加到D点或H点时，电路就会进行推挽转换，即另一只三极管导通，而对应地，当前的三极管会截止。由于三极管存在存储时间，三极管基极接收到关断信号，而集电极电流要延时小段时间才开始下降直到关断，存储时间会产生中，前半个周期中，磁环工作点运动路线从D点向E点移动，对应地，后半个周期中，磁环工作点运动路线从H点向A点移动。

推挽电路的振荡频率根据以下公式计算：式中f 为振荡频率；Bw为工作磁感应强度(T)，一般取50％～70％磁饱和点Bm 值N为线圈匝数，S为磁心有效截面积，Vs为工作电源电压。

现有的自激推挽式变压器存在的问题是，假设开关电源的频率f不变，磁环为具有均匀截面积的环体，欲使电压Vs提高，由上述公式可见，只能通过增多线圈匝数N实现，而实际中，如输入电压为5V时线圈匝数分别约20圈，则输入电压为24V时线圈匝数会达到70圈，匝数过多在实际生产中难以绕制，且存在变压器变换效率低、电流尖峰和电磁干扰EMI 特性差等问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种提高变换效率、提高EMI性能和降低电流尖峰的自激推挽式变压器的磁环。

本实用新型的第二目的在于提供一种提高变换效率、提高EMI性能和降低电流尖峰的自激推挽式变压器。