專利名稱：：無(wú)y電容時(shí)開(kāi)關(guān)電源變壓器解決電磁兼容性的方法及產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電源裝置，特別涉及開(kāi)關(guān)電源降低電磁干擾的(EMI)具體方法和產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：開(kāi)關(guān)電源中，由于主要功率器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，其電壓和電流波形含有豐富的高次諧波。這些快速'的di/dt和dv/dt會(huì)在線路和磁性元件中產(chǎn)生交變的電磁場(chǎng)。由于變壓器是非理想元件，變壓器的繞組與繞組之間，同一個(gè)繞組里面匝與匝之間都會(huì)存在分布電容，就使得這種交變的電磁場(chǎng)會(huì)被耦合到開(kāi)關(guān)電源的次級(jí)。而電源次級(jí)對(duì)大地也存在著分布電容，因此會(huì)形成共模干擾的回路。為了解決電磁兼容性(EMC)的問(wèn)題，一般都是采用加入一些電容和電感組成的共模/差模濾波器，來(lái)衰減傳遞出去的千擾；同時(shí)在變壓器內(nèi)部增加EMI屏蔽，以減小不同繞組間的耦合電容，從源頭上減輕了EMI干擾的產(chǎn)生。同時(shí)，還需要在初次級(jí)之間加Y電容。通過(guò)加入Y電容(如圖1中所示)，可以加強(qiáng)初次級(jí)之間的高頻耦合，改變頻率轉(zhuǎn)折點(diǎn)，來(lái)獲得很好的抑制EMI電磁干擾的效果。但是，由于引入了Y電容，使得初次級(jí)之間存在了交流耦合通路，相應(yīng)地會(huì)產(chǎn)生一定的漏電流，Y吏電源使用者有觸電的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此不適合用在對(duì)漏電流要求極其嚴(yán)格的場(chǎng)合，如一些醫(yī)療電源，通信電源等。在解決Y電容所帶來(lái)的危害時(shí)，也有一些取消Y電容的解決方案，例如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510111106.X《低千擾變壓器》中所披露的解決方案，該方案是在初、次級(jí)線圏之間加入薄金屬帶的屏蔽層，這個(gè)方案只給出了一些解決的設(shè)想，而對(duì)于屏蔽層如何設(shè)置，并沒(méi)有給出具體的方案，眾所周知，屏蔽層如何設(shè)置對(duì)變壓器抑制EMI電磁干擾的效果是非常重要的，由于初次級(jí)之間的電磁干擾耦合主要由變壓器內(nèi)部的寄生M產(chǎn)生，由于變壓器的寄生參數(shù)交錯(cuò)復(fù)雜，并互相影響，受干擾的因素很多，很容易變化，不易于獲得準(zhǔn)確的分布電容數(shù)值。不合適的設(shè)置不但無(wú)法解決EMI電磁干擾問(wèn)題，而且還會(huì)起到不良的效果，針對(duì)不同功率的變壓器，屏蔽層的設(shè)置以及繞組的設(shè)置都是不同的，不可能以一種方法解決所有型號(hào)的問(wèn)題。另外，上述方案中還忽略了一個(gè)重要的技術(shù)問(wèn)題，就是這個(gè)方案中只提出了在初、次級(jí)線圈之間加入屏蔽層，而并沒(méi)有考慮初級(jí)繞組對(duì)地電流問(wèn)題，這樣就使得解決EMI電磁干擾的效果比較差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供的是一種無(wú)Y電容時(shí)開(kāi)關(guān)電源變壓器解決電磁兼容性的方法和產(chǎn)品，本發(fā)明采用在初級(jí)繞組內(nèi)加設(shè)屏蔽繞組以及初級(jí)繞組采用"Z，，字形繞法的方式，降^^初級(jí)繞組對(duì)地電流，也佳_初級(jí)繞組各層兩端的壓差降低，降低層間的耦合電流，解決現(xiàn)有技術(shù)中電磁兼容性差的技術(shù)問(wèn)題。采用在初、次級(jí)繞組中增加屏蔽繞組的方法，進(jìn)一步完善本開(kāi)關(guān)電源抗千4^的效果。本發(fā)明還對(duì)輸出功率小于或等于7W以下開(kāi)關(guān)電源變壓器的具體參數(shù)提出設(shè)計(jì)方案，以解決本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的方案是這個(gè)無(wú)Y電容時(shí)開(kāi)關(guān)電源變壓器解決電磁兼容性的方法包括以下步驟A.選擇一》茲芯；B.在磁芯上繞制初級(jí)繞組；C.繞制次級(jí)繞組和附加繞組；D.變壓器浸油；所述步驟B分為以下分步驟BL在^f茲芯上先密繞至少一層屏蔽繞組，其^端懸空；B2.在該屏蔽繞組外面包覆至少一層絕緣層；B3.在上述絕緣層外面的初級(jí)繞組，該初級(jí)繞組繞完一層后，包覆至少一層絕緣層，然后再"l妻著繞下一層，各層之間采用"Z"型繞法，并且各層的繞向相同，該初級(jí)繞組的高壓端與屏蔽繞組的另外一端連接，然后在初級(jí)繞組外面再包覆至少一層絕緣層；所述步驟C中也分為以下分步驟d.在步驟B完成后，在初級(jí)繞組的外面用兩根漆包線繞一層屏蔽繞組，然后包覆一層絕緣層；"在步驟d的勤出上繞一層銅皮的屏蔽層，該屏蔽層為開(kāi)口狀的，開(kāi)口的兩個(gè)邊用絕緣帶隔離，外面再包覆一層絕緣層；"在步驟C2基礎(chǔ)上繞制次級(jí)繞組，該次級(jí)繞組采用三重絕緣線，然后外包至少兩層絕緣層；C"在步驟C3基礎(chǔ)上繞制輔助繞組，輔助繞組的一端通過(guò)導(dǎo)線連接步驟A2中所述磁芯外所包覆的銅皮屏蔽層，輔助繞組的外面再包覆一層絕緣層；C5.在步驟C4完成后，在繞有各繞組的>茲芯外面包覆至少兩層絕緣層；再包覆銅皮的屏蔽層，該屏蔽層為開(kāi)口狀，開(kāi)口的兩個(gè)邊用絕緣帶隔離，最后外面再包覆至少兩層絕緣層。采用初級(jí)繞組與磁芯之間增加屏蔽繞組的方法，可以降低初級(jí)繞組的對(duì)地電流。初級(jí)繞組采用"Z，，字形繞法，就是當(dāng)一層繞完后，將線頭調(diào)回原來(lái)起頭的那一邊，接著繞下一層，這種繞法，可以使層與層之間在某一端的電壓差基本保持一致，有利于降低層間的耦合電流，減少電磁干擾的產(chǎn)生。在初、次級(jí)繞組之間除繞銅箔屏蔽層之外，還加設(shè)一個(gè)屏蔽繞組，進(jìn)一步加強(qiáng)屏蔽效果，各繞組層與層之間、各繞組之間都做好絕緣處理，減少相互之間的干擾。全部繞組繞制完成后，在外面還可以增加一層銅箔屏蔽層，加強(qiáng)屏蔽效果。本發(fā)明針對(duì)生活中常用的小功率開(kāi)關(guān)電源，即輸出功率在7W和7W以下的開(kāi)關(guān)電源，還提出了具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，所述步驟Bi、B3、d或C4中的屏蔽繞組、初級(jí)繞組或輔助繞組采用cDO.1~0.2咖的三重絕緣線繞制；所述步驟C3中次級(jí)繞組采用00.4咖的漆包線繞制。所述初級(jí)繞組的匝數(shù)在130-160匝之間；初級(jí)繞組的匝數(shù)在8~10匝之間；輔助繞組的匝數(shù)在12~16匝之間。本發(fā)明所提出的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案是這種無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，包括開(kāi)關(guān)電源的外殼、電路裝置以及變壓器，所述變壓器包括有磁芯、依次繞在該磁芯上的初級(jí)繞組、次級(jí)繞組以及輔助繞組，還包括有片狀導(dǎo)電材料的屏蔽層組和絕緣層組；該變壓器內(nèi)還設(shè)有屏蔽線圈組，所述磁芯與初級(jí)繞組之間繞有屏蔽線圈組中的第一屏蔽繞組，該第一屏蔽繞組的一端懸空，另一端連接初級(jí)繞組的高壓端，所述初級(jí)繞組中各層之間為"z"字形繞法設(shè)置、且繞向相同，各層之間隔襯有絕緣層組中的第一絕緣層；所迷初級(jí)繞組與次級(jí)繞組之間隔襯有屏蔽層組的第一屏蔽層，該第一屏蔽層通過(guò)導(dǎo)線連接初級(jí)繞組的任一端。所述初級(jí)繞組與次級(jí)繞組、第一屏蔽層的里面還繞有屏蔽線圈組中的第二屏蔽繞組，該第二屏蔽繞組由兩根漆包線并行繞制，該繞組外包覆絕緣層組中的第二絕緣層。所述輔助繞組外面還設(shè)有至少兩層絕緣層組中的第三絕緣層、屏蔽層組的第二屏蔽層以及至少兩層絕緣層組中的第四絕緣層。本發(fā)明采用上述方法，由于沒(méi)有Y電容，這種開(kāi)關(guān)電源具有漏電流極小，安全可靠的特點(diǎn)。同時(shí)，還保證這種電源的傳導(dǎo)、輻射、垂直和水平測(cè)試的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。圖l是開(kāi)關(guān)電源及變壓器原理圖。圖2是本發(fā)明所述無(wú)Y電容抗干擾開(kāi)關(guān)電源變壓器斷面示意圖。圖3是變壓器初級(jí)繞組采用"Z"字形繞法的斷面示意圖。圖4是片狀屏蔽層使用狀態(tài)的示意圖。圖5a-5d是本發(fā)明產(chǎn)品在傳導(dǎo)、輻射、垂直和水平測(cè)試的結(jié)果圖。具體實(shí)施方式結(jié)合上述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。一種無(wú)Y電容時(shí)開(kāi)關(guān)電源變壓器解決電^f茲干擾的方法，該方法包括以下步驟A.選擇一》茲芯；B.在磁芯上繞制初級(jí)繞組；C.繞制次級(jí)繞組和附加繞組；D.變壓器浸油；所述步驟B分為以下分步驟Bi.在^f茲芯上先密繞至少一層屏蔽繞組，其一端懸空；B2.在該屏蔽繞組外面包覆至少一層絕緣層；B3.在上述絕緣層外面繞制130~160匝的初級(jí)繞組，該初級(jí)繞組繞完一層后，包覆至少一層絕緣層，然后再接著繞下一層，各層之間采用"Z"型繞法，并且各層的繞向相同，該初級(jí)繞組的高壓端與屏蔽繞組的另外一端連接，然后在初級(jí)繞組外面再包覆至少一層絕緣層；所述步驟C中也分為以下分步驟d.在步驟B完成后，在初級(jí)繞組的外面用兩#^漆包線繞一層屏蔽繞組，然后包覆一層絕緣層；"在步驟d的基礎(chǔ)上繞一層銅皮的屏蔽層，該屏蔽層為開(kāi)口狀的，開(kāi)口的兩個(gè)邊用絕緣帶隔離，外面再包覆一層絕緣層；C3.在步驟C2基礎(chǔ)上繞制次級(jí)繞組，該次級(jí)繞組采用三重絕緣線繞8~10匝，然后外包至少兩層絕緣層；C4.在步-驟C3基礎(chǔ)上繞制輔助繞組，輔助繞組繞1216匝，輔助繞組的一端通過(guò)導(dǎo)線連接步驟A2中所述>茲芯外所包覆的銅皮屏蔽層，輔助繞組的外面再包覆一層絕緣層；C5.在步驟C4完成后，在繞有各繞組的^f茲芯外面包覆至少兩層絕緣層；再包覆銅皮的屏蔽層，該屏蔽層為開(kāi)口狀，開(kāi)口的兩個(gè)邊用絕緣帶隔離，最后外面再包覆至少兩層絕緣層。釆用初級(jí)繞組與磁芯之間增加屏蔽繞組的方法，可以P務(wù)低初級(jí)繞組的對(duì)地電流。初級(jí)繞組采用"Z"字形繞法，就是當(dāng)一層繞完后，將線頭調(diào)回原來(lái)起頭的那一邊，接著繞下一層，這種繞法，可以使層與層之間在某一端的電壓差基本保持一致，有利于降低層間的耦合電流，減少電磁干擾的產(chǎn)生。在初、次級(jí)繞組之間除繞銅箔屏蔽層之外，還加設(shè)一個(gè)屏蔽繞組，進(jìn)一步加強(qiáng)屏蔽效果，各繞組層與層之間、各繞組之間都做好絕緣處理，減少相互之間的干擾。全部繞組繞制完成后，在外面還可以增加一層銅箔屏蔽層，加強(qiáng)屏蔽效果。針對(duì)7W和7W以下的開(kāi)關(guān)電源，所述步驟Bi、B3、d或C4中的屏蔽繞組、初級(jí)繞組或輔助繞組采用OO.1~0.2mm的三重絕緣線繞制；所述步驟C3中次級(jí)繞組采用00.4iran的漆包線繞制。所述初級(jí)繞組的臣數(shù)在130-160壓之間；初級(jí)繞組的匝數(shù)在8~10匝之間；輔助繞組的匝數(shù)在12~16匝之間。由圖2和圖3中可看出，一種無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，包括開(kāi)關(guān)電源的外殼、電路裝置以及變壓器100，所述變壓器100包括有^i芯10、依次繞在該磁芯10上的初級(jí)繞組20、次級(jí)繞組30以及輔助繞組40,還包括有片狀導(dǎo)電材料的屏蔽層組50和絕緣層組60;該變壓器100內(nèi)還設(shè)有屏蔽線圏組70,所述磁芯10與初級(jí)繞組20之間繞有屏蔽線圈組70中的第一屏蔽繞組71，該第一屏蔽繞組n的一端懸空，另一端連接初級(jí)繞組20的高壓端，所述初級(jí)繞組20中各層之間為"Z"字形繞法設(shè)置、且繞向相同，各層之間隔襯有絕緣層組60中的第一絕緣層61;所述初級(jí)繞組20與次級(jí)繞組30之間隔襯有屏蔽層組50的第一屏蔽層51，該第一屏蔽層51通過(guò)導(dǎo)線連接初級(jí)繞組20的任一端。本發(fā)明加設(shè)第一屏蔽繞組71，使初級(jí)繞組20對(duì)磁芯10的寄生電容減弱，從而其產(chǎn)生的對(duì)地電流也相應(yīng)減小。初級(jí)繞組20的各個(gè)層之間采用的是"Z，，形繞法，使初級(jí)繞組20兩端各層之間的電壓差趨于平衡，也有利于減小耦合電流。由圖2中可知，為了進(jìn)一步增強(qiáng)屏蔽的效果，所述初級(jí)繞組20與次級(jí)繞組30、第一屏蔽層51的里面還繞有屏蔽線圏組70中的第二屏蔽繞組72,該第二屏蔽繞組72由兩根漆包線并行繞制，該繞組外包覆絕緣層組60中的第二絕緣層62。由圖2中可知，所述輔助繞組40外面還設(shè)有至少兩層絕緣層組60中的第三絕緣層63、屏蔽層組50的第二屏蔽層52以及至少兩層絕緣層組60中的第四絕緣層64，這種設(shè)計(jì)可以提高本產(chǎn)品的整體屏蔽效果。本發(fā)明針對(duì)日常生活中常用的電源適配器匹配的小功率開(kāi)關(guān)電源變壓器，還提出了以下具體標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍，所述繞制初級(jí)繞組20、輔助繞組40和屏蔽線圈組70的漆包線直徑為OO.1~0.2mm;所述繞制次級(jí)繞組30漆包線直徑為①0.4咖。所述初級(jí)繞組20的匝數(shù)在130-160壓之間，輔助繞組40的匝數(shù)在12~16匝之間，次級(jí)繞組30的匝數(shù)在8~10匝之間。上述的規(guī)格和參數(shù)可根據(jù)實(shí)際需要以及產(chǎn)品的技術(shù)要求而變化。5V1A開(kāi)關(guān)電源變壓器的具體參數(shù)表:<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>由圖5a-圖5d中可看出，依據(jù)上述技術(shù)條件而制成的開(kāi)關(guān)電源變壓器能夠完全達(dá)到傳導(dǎo)、輻射、水平及垂直測(cè)試的各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)。由圖4中可知，所述屏蔽層組50中各屏蔽層均為開(kāi)口狀，開(kāi)口的兩邊之間以絕續(xù)jf才料隔絕。權(quán)利要求1.一種無(wú)Y電容時(shí)開(kāi)關(guān)電源變壓器解決電磁兼容性的方法，該方法包括以下步驟A.選擇一磁芯；B.在磁芯上繞制初級(jí)繞組；C.繞制次級(jí)繞組和附加繞組；D.變壓器浸油；其特征在于所述步驟B分為以下分步驟B1.在磁芯上先密繞至少一層屏蔽繞組，其一端懸空；B2.在該屏蔽繞組外面包覆至少一層絕緣層；B3.在上述絕緣層外面繞制初級(jí)繞組，該初級(jí)繞組繞完一層后，包覆至少一層絕緣層，然后再接著繞下一層，各層之間采用“Z”型繞法，并且各層的繞向相同，該初級(jí)繞組的高壓端與屏蔽繞組的另外一端連接，然后在初級(jí)繞組外面再包覆至少一層絕緣層；所述步驟C中也分為以下分步驟C1.在步驟B完成后，在初級(jí)繞組的外面用兩根漆包線繞一層屏蔽繞組，然后包覆一層絕緣層；C2.在步驟C1的基礎(chǔ)上繞一層銅皮的屏蔽層，該屏蔽層為開(kāi)口狀的，開(kāi)口的兩個(gè)邊用絕緣帶隔離，外面再包覆一層絕緣層；C3.在步驟C2基礎(chǔ)上繞制次級(jí)繞組，該次級(jí)繞組采用三重絕緣線，然后外包至少兩層絕緣層；C4.在步驟C3基礎(chǔ)上繞制輔助繞組，輔助繞組的一端通過(guò)導(dǎo)線連接步驟A2中所述磁芯外所包覆的銅皮屏蔽層，輔助繞組的外面再包覆一層絕緣層；C5.在步驟C4完成后，在繞有各繞組的磁芯外面包覆至少兩層絕緣層；再包覆銅皮的屏蔽層，該屏蔽層為開(kāi)口狀，開(kāi)口的兩個(gè)邊用絕緣帶隔離，最后外面再包覆至少兩層絕緣層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟BhB3、d或C,中的屏蔽繞組、初級(jí)繞組或輔助繞組釆用cD(l1~0.2ram的漆包線繞制；所述步驟C3中次級(jí)繞組采用①0.4mm的三重絕緣線繞制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于其中初級(jí)繞組的匝數(shù)在130~160臣之間；次級(jí)繞組的匝數(shù)在8~10匝之間；輔助繞組在12~16匪之間。4.一種無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，包括開(kāi)關(guān)電源的外殼、電路裝置以及變壓器(100)，所述變壓器(100)包括有磁芯(10)、依次繞在該磁芯(10)上的初級(jí)繞組(20)、次級(jí)繞組(30)以及輔助繞組(40),還包括有片狀導(dǎo)電材料的屏蔽層組(50)和絕緣層組(60);其特征在于該變壓器(100)內(nèi)還設(shè)有屏蔽線圏組(70),所述磁芯(10)與初級(jí)繞組(20)之間繞有屏蔽線圈組(70)中的第一屏蔽繞組(71)，該第一屏蔽繞組(71)的一端懸空，另一端連接初級(jí)繞組(20)的高壓端，所述初級(jí)繞組(20)中各層之間為"Z"字形繞法設(shè)置、且繞向相同，各層之間隔襯有絕緣層組(60)中的第一絕緣層(61);所述初級(jí)繞組(20)與次級(jí)繞組(30)之間隔襯有屏蔽層組(50)的第一屏蔽層(51),該第一屏蔽層(51)通過(guò)導(dǎo)線連接初級(jí)繞組(20)的任一端。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，其特征在于所述初級(jí)繞組(20)與次級(jí)繞組(30)、第一屏蔽層(51)的里面還繞有屏蔽線圈組(70)中的第二屏蔽繞組(72)，該第二屏蔽繞組(72)由兩根漆包線并行繞制，該繞組外包覆絕緣層組(60)中的第二絕緣層(62)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，其特征在于所述輔助繞組(40)外面還設(shè)有至少兩層絕緣層組(60)中的第三絕緣層(63)，屏蔽層組(50)的第二屏蔽層(52)以及至少兩層絕緣層組(60)中的第四絕緣層(64)。7.才艮據(jù)權(quán)利要求4所述無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，其特征在于所述繞制初級(jí)繞組(20)、輔助繞組(40)和屏蔽線圈組(70)的漆包咸直徑為①0.1~0.2咖；所述繞制次級(jí)繞組(30)漆包線直徑為飼.4咖。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，其特征在于所述初級(jí)繞組(20)的臣數(shù)在130~160匝之間，輔助繞組(40)的匝數(shù)在12~16匝之間，次級(jí)繞組(30)的匝數(shù)在8~10匝之間。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述無(wú)Y電容的抗干擾開(kāi)關(guān)電源，其特征在于所述屏蔽層組(50)中各屏蔽層均為開(kāi)口狀，開(kāi)口的兩邊之間以絕緣材料隔絕。全文摘要一種無(wú)Y電容時(shí)開(kāi)關(guān)電源變壓器解決電磁兼容性的方法及裝置，該方法包括在磁芯上先密繞至少一層屏蔽繞組，初級(jí)繞組各層之間采用“Z”型繞法，并且各層的繞向相同，在初級(jí)繞組的外面用兩根漆包線繞一層屏蔽繞組，繞一層銅皮的開(kāi)口屏蔽層，輔助繞組再包覆銅皮的開(kāi)口屏蔽層，本發(fā)明采用上述方法，由于沒(méi)有Y電容，這種開(kāi)關(guān)電源具有漏電流極小，安全可靠的特點(diǎn)。同時(shí)，還保證這種電源的傳導(dǎo)、輻射、垂直和水平測(cè)試的各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。文檔編號(hào)H01F27/28GK101236827SQ20071007394公開(kāi)日2008年8月6日申請(qǐng)日期2007年3月30日優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日發(fā)明者謝愛(ài)文申請(qǐng)人:廣州市中奕通訊設(shè)備有限公司