專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種變壓器，尤其涉及一種用于高頻開(kāi)關(guān)電源的脈沖變壓器。
背景技術(shù)：
在不斷發(fā)展的新能源汽車(chē)領(lǐng)域，開(kāi)關(guān)電源以其功耗小、效率高、體積小、重量輕等諸多優(yōu)點(diǎn)等到廣泛應(yīng)用。但是在傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)中，由于受漏磁、漏感以及磁性材料等因素影響，開(kāi)關(guān)電源的工作頻率一般在5KHz-100KHz之間，致使開(kāi)關(guān)變壓器的體積仍然較大，安裝不方便，同時(shí)因開(kāi)關(guān)頻率低引起電源工作效率也隨之降低。因此，進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)電源的工作頻率，以減小開(kāi)關(guān)變壓器的體積，提高開(kāi)關(guān)電源工作效率是十分必要的。
公開(kāi)日為2004年08月18日、公開(kāi)號(hào)為CN 2634613Y的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種技術(shù)方案，名稱(chēng)為一種脈沖變壓器，采用CD形薄帶鐵芯，在兩鐵芯之間設(shè)有空氣隙，并在兩鐵芯 上分別設(shè)置有一左線圈和一右線圈，去掉了偏磁補(bǔ)償電路，因此解決了打火現(xiàn)象引起的偏置二極管損壞問(wèn)題，并且CD形鐵芯可以采用機(jī)械化排繞方式使生產(chǎn)效率大幅提高。但是，該技術(shù)方案不能解決提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率、減小開(kāi)關(guān)電源體積的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要目的在于提供一種高頻率的開(kāi)關(guān)電源變壓器，使開(kāi)關(guān)電源工作頻率大幅提高，從而減小了脈沖變壓器體積和開(kāi)關(guān)電源體積，也相應(yīng)地提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的，一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，包括至少兩個(gè)繞組和磁芯，每個(gè)繞組采用多根漆包銅線繞制；所有繞組并繞在磁芯上，該磁芯是高頻環(huán)形磁芯。每個(gè)繞組采用多股銅線并在一起繞，而不是采用單根粗銅線繞，有效地克服了高頻電流的集膚效應(yīng)，繞制時(shí)使用3-5根細(xì)導(dǎo)線(漆包銅線)代替原設(shè)計(jì)的粗導(dǎo)線(漆包銅線)，這樣不僅提高了導(dǎo)線利用率，而且使電流更加通暢；將初、次級(jí)繞組合起來(lái)并繞，使初、次級(jí)線間距離最小，可使高頻漏感和分布電容減到最小值，保證高頻開(kāi)關(guān)電路的穩(wěn)定工作。雖然初次級(jí)繞組并繞后降低了線間耐壓值，但完全能夠滿足汽車(chē)電路的DC-DC電源變換需求；采用高頻環(huán)形磁芯，有效地提高了磁導(dǎo)率，減小了漏磁和損耗。從而也提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率。上述開(kāi)關(guān)電源變壓器結(jié)構(gòu)能夠大幅提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率，從而使變壓器線圈匝數(shù)減少，電容器體積、電感器體積也都可以減小，因此，減小了開(kāi)關(guān)電源變壓器體積、開(kāi)關(guān)電源體積。作為優(yōu)選，高頻環(huán)形磁芯是鈷基非晶環(huán)形磁芯。該磁芯能夠保證開(kāi)關(guān)電源變壓器工作在300KHz范圍內(nèi)。作為優(yōu)選，高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器是單端反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器，在所述高頻環(huán)形磁芯上設(shè)置有空間氣隙。單端反激式開(kāi)關(guān)電源是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單用途最廣泛的開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)，由于其工作在單向脈沖狀態(tài)，變壓器磁心單向勵(lì)磁，磁芯容易飽和，因此在環(huán)形磁芯上設(shè)置有適當(dāng)?shù)目臻g氣隙，既保證有足夠的磁通密度，又不至于出現(xiàn)磁飽和。高的開(kāi)關(guān)頻率下，使單端反激式開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓更加穩(wěn)定。作為優(yōu)選，在每個(gè)繞組中，多根漆包銅線絞合后再繞制。作為優(yōu)選，繞組漆包銅線是耐高溫漆包銅線。本實(shí)用新型帶來(lái)的有益效果是，由于開(kāi)關(guān)電源變壓器可以工作在更高的開(kāi)關(guān)頻率上，不但減小了脈沖變壓器體積、也使電容器、電感器的體積大大減??；由于從結(jié)構(gòu)上減少了漏磁、漏感以及集膚效應(yīng)，也使開(kāi)關(guān)電源工作效率得到有效提高，降低了能源損耗。

圖I是本實(shí)用新型的一種原理示意圖；圖2是一種使用本開(kāi)關(guān)電源電壓器的開(kāi)關(guān)電源電路圖。圖中I是聞?lì)l環(huán)形磁芯，2是空間氣隙,3是初級(jí)繞組,4是次級(jí)繞組。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。實(shí)施例如圖I所示，本實(shí)用新型的一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，初級(jí)繞組3和次級(jí)繞組4并繞在高頻環(huán)形磁芯I上。其中初級(jí)繞組3采用4根漆包銅線絞合后繞制，次級(jí)繞組4采用3根漆包銅線絞合后繞制；高頻環(huán)形磁芯I是鈷基非晶環(huán)形磁芯，其上設(shè)置空間氣隙2。圖2所示為使用本開(kāi)關(guān)電源電壓器的一種開(kāi)關(guān)電源電路原理圖，該開(kāi)關(guān)電源為單端反激式高頻開(kāi)關(guān)電源。具體參數(shù)以新能源電動(dòng)車(chē)逆變器為例，高頻開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)功率在30W左右，選擇WffL型單極性脈沖用鈷基非晶環(huán)形磁芯，電源工作模式為電流斷續(xù)模式，初級(jí)繞組Tl和次級(jí)繞組T2、T3、T4 一同并繞在鈷基非晶環(huán)形磁芯上。PffM 控制 器采 用 UC2843 芯片，Ct = O- I
，Rt=9. 1K，由f=l. 8/Rt*Ct計(jì)算得開(kāi)關(guān)電源工作頻率f=197KHz。開(kāi)關(guān)電源變壓器T主要參數(shù)由f=197KHz，則脈沖周期 T ^ 5*10~_6s，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間 Ton=O. 5T=2. 5*10~_6s ；T2繞組需輸出電流為I. 53A ;T3繞組需輸出電流為IA ；T3繞組需輸出電流為0. 2A ；取電源效率為75%;則初級(jí)繞組Tl的電流為2. IA ；由磁芯尺寸和結(jié)構(gòu)估算出初級(jí)繞組Tl匝數(shù)為8膽，T2匝數(shù)為10膽，T3匝數(shù)為4匝，T4匝數(shù)為10匝，導(dǎo)線截面積同取為0. 785mm2。初級(jí)繞組選用截面積0. 2043 mm2的4根耐高溫漆包銅線絞合后繞制，次級(jí)繞組T2、T3和T4選用截面積0. 2617 mm2的3根耐高溫漆包銅線絞合后繞制；T1、T2、T3和T4并繞在選用的WWL型單極性脈沖用鈷基非晶環(huán)形磁芯上。所以本實(shí)用新型具有下述特征能夠大幅提高開(kāi)關(guān)電源工作頻率，從而使變壓器線圈匝數(shù)減少，電容器體積、電感器體積也都隨之減小，因此減小了開(kāi)關(guān)電源變壓器體積、開(kāi)關(guān)電源體積，也提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率 。
權(quán)利要求1.一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，其特征在于包括至少兩個(gè)繞組和磁芯，每個(gè)繞組采用多根漆包銅線繞制；所有繞組并繞在所述磁芯上，所述磁芯是高頻環(huán)形磁芯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，其特征在于所述高頻環(huán)形磁芯是 鉆基非晶環(huán)形磁芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，其特征在于所述高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器是單端反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器，在所述高頻環(huán)形磁芯上設(shè)置有空間氣隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，其特征在于在每個(gè)繞組中，所述多根漆包銅線絞合后再繞制。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，其特征在于所述漆包銅線是耐高溫漆包銅線。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高頻開(kāi)關(guān)電源變壓器，能夠使開(kāi)關(guān)電源工作頻率大幅提高，從而減小了脈沖變壓器體積和開(kāi)關(guān)電源體積，也相應(yīng)地提高了開(kāi)關(guān)電源的工作效率，它包括至少兩個(gè)繞組和磁芯，每個(gè)繞組采用多根漆包銅線繞制；所有繞組并繞在磁芯上，所述磁芯是高頻環(huán)形磁芯。
文檔編號(hào)H01F27/30GK202796401SQ20122043558
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者徐江江, 金啟前, 由毅, 吳成明, 趙福全 申請(qǐng)人:浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司杭州分公司, 浙江吉利汽車(chē)研究院有限公司, 浙江吉利控股集團(tuán)有限公司