本發(fā)明涉及一種變壓器、包括它的變換器以及變壓器制造方法。
背景技術(shù)：
：反激變換器(Flybackconverter)具有電路結(jié)構(gòu)簡單、元件數(shù)比其他變換器少的優(yōu)點(diǎn)，所以被有用地應(yīng)用于低價高密度的適配器領(lǐng)域。但是，開關(guān)和變壓器中因大電流和高電壓而產(chǎn)生位移電流，并且因為位移電流產(chǎn)生電磁干擾(EMI：ElectromagneticInterference)，所以需要高水平的EMI對策。為了減少變換器中可能產(chǎn)生的EMI，使用著在變換器內(nèi)追加EMI濾波器或者增加配置于二次側(cè)的線圈和接地之間的電容器的容量的方法。但是存在如下問題：追加EMI濾波器會對成本產(chǎn)生影響，而增加電容器的容量則會使泄漏電流增大?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)【專利文獻(xiàn)】(專利文獻(xiàn)1)美國公開專利第2013-0113598號技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的一實(shí)施例提供一種變壓器、以及包括它的變換器以及變壓器的制造方法。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器可以包括：第一線圈；第二線圈，與所述第一線圈電磁耦合；屏蔽線圈，布置于所述第一線圈和所述第二線圈之間而減少電磁干擾；介電層，散布在所述第一線圈、第二線圈以及屏蔽線圈中的至少一個，并且在所述第一線圈、第二線圈以及屏蔽線圈不均勻地散布而形成層。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的的變壓器可以包括：變壓器，包括得到輸入電源的施加的第一線圈和與所述第一線圈電磁耦合的第二線圈以及布置于所述第一線圈和所述第二線圈之間的屏蔽線圈；開關(guān)，與所述第一線圈連接以用于切換施加到所述第一線圈的電源；消減電容器，與所述第二線圈連接，用于消減在第一線圈和第二線圈之間形成的位移電流；所述變壓器還可以包括介電層，基于施加到所述消減電容器的電壓的極性而形成于變壓器內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器制造方法可以包括以下步驟：將第一線圈和屏蔽線圈布置于基板；將所述基板和第二線圈插入到所述芯中，以使所述屏蔽線圈布置于所述第一線圈和所述第二線圈之間；對所述第二線圈和所述芯之間，以及所述第二線圈和所述基板之間相互不均勻地散布粘接劑。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，通過消除可能在一次側(cè)和二次側(cè)之間產(chǎn)生的EMI，可以減少泄漏電流。附圖說明圖1為示出用于減少變換器的EMI的電路結(jié)構(gòu)的一個示例的電路圖。圖2為示出變壓器的一個示例的等價電路圖。圖3為示出變壓器的一個示例的結(jié)構(gòu)圖。圖4為示出本發(fā)明的比較例的介電層均勻地分布的變壓器的圖。圖5為示出本發(fā)明的一實(shí)施例的介電層不均勻地分布的變壓器的圖。圖6為示出本發(fā)明的一實(shí)施例的介電層不均勻地分布的變壓器的圖。圖7為示出圖3所示的變壓器中，形成于相鄰的層之間的電容成分的等價電路圖。圖8為示出圖3所示的變壓器中，跨層形成的電容成分的等價電路圖。圖9是為了說明跨層形成的電容成分而提供的圖。圖10是為了說明電容器的命名方法而提供的圖。圖11(a)為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變換器的電路圖；圖11(b)為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的電路圖。圖12為示出圖11(a)所示的變壓器中形成的電容成分的等價電路圖。圖13為根據(jù)圖12的實(shí)施例的仿真圖形。圖14為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的制造方法的流程圖。圖15為具體地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的制造方法的流程圖。符號說明100：濾波部200：整流部300：變壓器400：開關(guān)500：消減電容器具體實(shí)施方式后述的本發(fā)明的詳細(xì)說明參考作為示例示出可以實(shí)施本發(fā)明的特定實(shí)施例的附圖。為使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以實(shí)施本發(fā)明，對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行充分詳細(xì)的說明。本發(fā)明的多種實(shí)施例雖然互不相同，但是應(yīng)當(dāng)理解這并不具有排他性。例如，本說明書中記載的一實(shí)施例中的特定的形狀、結(jié)構(gòu)以及特征可以在不脫離本發(fā)明的精神以及范圍的情況下以其他實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。并且，應(yīng)理解，各個公開的實(shí)施例內(nèi)的個別構(gòu)成要素的位置或者布置在不脫離本發(fā)明的精神以及范圍的情況下可以被變更。所以，后述的詳細(xì)的說明不能理解為是限定性的意思，并且本發(fā)明的范圍只根據(jù)權(quán)利要求項所主張的內(nèi)容和其等同的所有范圍以及附加的權(quán)利要求項界定。附圖中類似的參考符號在多種側(cè)面上指相同或者類似的功能。以下，為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以容易地實(shí)施本發(fā)明，參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1為示出用于減少變換器的EMI的電路結(jié)構(gòu)的一個示例的電路圖。具體地，圖1為可以利用屏蔽線圈(ShieldWire)以減少反激(Flyback)變換器中產(chǎn)生的EMI的電路。圖1中的變換器可以包括：濾波部10、整流部20、變壓器30、開關(guān)40、以及消減電容器50。所述變壓器30可以包括第一線圈Np、第二線圈Ns、以及屏蔽線圈Nsh。濾波部10連接于施加交流電源AC的電源端，從而可以消除交流電源AC中混雜的噪聲。濾波部10可以包括線路濾波器，并且濾波部10可以工作為一種低通濾波器。整流部20可以整流從濾波部10傳遞而接收的電源，并將電源傳遞到配置于變壓器30的一次側(cè)的第一線圈Np。施加到變壓器30的第一線圈的電源可以根據(jù)開關(guān)40的開關(guān)操作而傳遞到配置于變壓器30的二次側(cè)的第二線圈Ns。此時，第一線圈Np和第二線圈Ns可以以電磁耦合或者感應(yīng)耦合的方式耦合。圖1中，電壓Vp是在一次側(cè)產(chǎn)生的噪聲的路徑，電壓Vs是在二次側(cè)產(chǎn)生的噪聲的路徑，電壓Vsh是在屏蔽線圈Nsh中產(chǎn)生的噪聲的路徑。參考圖1，屏蔽線圈Nsh以與一次側(cè)和二次側(cè)中生成的噪聲的路徑相反的路徑形成噪聲的路徑，從而減少一次側(cè)和二次側(cè)中生成的噪聲。消減電容器50配置于第二線圈和接地側(cè)之間，并且可以消減一次側(cè)和二次側(cè)中生成的噪聲。此時，消減電容器50的電容與生成于一次側(cè)和二次側(cè)的噪聲的大小成正比，并且在噪聲的大小增大的情況下，消減電容器50的電容也會增加，從而可能發(fā)生部件的制造費(fèi)用增加且體積增大的問題。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，通過調(diào)節(jié)變壓器的屏蔽線圈的匝數(shù)或者將第一線圈、第二線圈以及屏蔽線圈中的至少兩個線圈用補(bǔ)償電容器連接，可以有效地消除變換器中可能產(chǎn)生的EMI。圖2為示出變壓器的一個示例的等價電路圖，參考圖2，變壓器的等價電路可以包括：第一線圈Np，形成于節(jié)點(diǎn)A和B之間；以及第二線圈Ns，形成于節(jié)點(diǎn)C和D之間。此時，第一線圈Np和第二線圈Ns相互絕緣，并且可以通過電磁方式互相耦合。并且，可以包括：基于第一線圈Np和第二線圈Ns的電磁耦合或者第一線圈Np以及第二線圈Ns分別的寄生電容成分的多個電容器C1-C6。具體地，電容器C1可以形成于節(jié)點(diǎn)A和C之間；電容器C2可以形成于節(jié)點(diǎn)C和B之間；電容器C3可以形成于節(jié)點(diǎn)A和D之間；電容器C4可以形成于節(jié)點(diǎn)B和D之間；電容器C5可以形成于節(jié)點(diǎn)A和B之間；電容器C6可以形成于節(jié)點(diǎn)C和D之間。圖2的多個電容器的電容可以如數(shù)學(xué)式1表示。此時，C0表示在一次側(cè)和二次側(cè)之間測量的電容。【數(shù)學(xué)式1】C1=C03C2=C06C3=C06C4=C03C5=-C06C6=-C06]]>圖3為示出變壓器的一個示例的結(jié)構(gòu)圖。具體地，圖3示出可以用于反激變換器的變壓器的結(jié)構(gòu)。圖3中，線圈Np指第一線圈、線圈Ns指第二線圈、線圈Nsh指屏蔽線圈。各個線圈可以以單層結(jié)構(gòu)形成，并且第一線圈Np可以在第一層上，屏蔽線圈Nsh可以在第二層上，第二線圈Ns可以在第三層上依次形成。在各個線圈的一側(cè)示出的端子表示變壓器的點(diǎn)(dot)的物理位置。第一線圈Np和第二線圈Ns的點(diǎn)極性可以互相相反，屏蔽線圈Nsh的點(diǎn)極性可以與第一線圈Np和第二線圈Ns的點(diǎn)極性中的一個相同。例如，屏蔽線圈Nsh的點(diǎn)極性可以與第一線圈Np的點(diǎn)極性相同。在第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh、第二線圈Ns中至少一個的兩側(cè)可以形成有介電層Ad。通常，介電層Ad的介電常數(shù)(permittivity)比空氣大，所以可以影響第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh以及第二線圈Ns中的至少一個的電容。例如，形成于第一線圈Np和屏蔽線圈Nsh之間的介電層Ad可以影響第一線圈Np和屏蔽線圈Nsh之間的電容以及第一線圈Np和第二線圈Ns之間的電容。例如，所述介電層Ad為如粘結(jié)劑之類的物質(zhì)，并且可以散布在第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh以及第二線圈Ns中的至少一個。據(jù)此，介電層Ad分布在第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh以及第二線圈Ns中的至少一個的周圍并形成層。其中，所述介電層Ad可以不均勻地散布在第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh以及第二線圈Ns。例如，所述介電層Ad可以散布在第一線圈Np以及屏蔽線圈Nsh，而不散布在第二線圈Ns。其中，所述介電層Ad可以不形成于第二線圈Ns的右側(cè)。這可以影響第二線圈Ns的電容。例如，所述介電層Ad可以比第二線圈Ns相對更多地散布在第一線圈Np以及屏蔽線圈Nsh，并且相比第一線圈Np以及屏蔽線圈Nsh，更少地散布在第二線圈Ns。其中，所述介電層Ad可以比第二線圈Ns的左側(cè)相對更薄地散布在第二線圈Ns的右側(cè)。這可以影響第二線圈Ns的電容。通過使所述介電層Ad不均勻地散布，可以精細(xì)地調(diào)節(jié)第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh以及第二線圈Ns中的至少一個的電容。電容被精細(xì)地調(diào)節(jié)的變壓器可以降低施加到補(bǔ)償電容器的電壓，從而可以有效地消除可能在變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間產(chǎn)生的EMI，并減少泄漏電流。圖4至圖6為具體地說明變壓器的介電層的散布的圖。圖4示出本發(fā)明的比較例的介電層均勻地分布的變壓器。參考圖4，介電層Ad可以均勻地圍繞第二線圈Ns。圖5為示出本發(fā)明的一實(shí)施例的不均勻地分布有介電層的變壓器的圖。參考圖5，介電層Ad可以形成于第二線圈Ns和芯(Core)之間，而在第二線圈Ns和基板(Sub)之間不形成介電層Ad。例如，在介電層Ad的介電常數(shù)大于空氣的情況下，圖5中第二線圈Ns和屏蔽線圈Nsh之間的電容C23可以比圖4中的第二線圈Ns和屏蔽線圈Nsh之間的電容C24小。圖6為示出本發(fā)明的一實(shí)施例的不均勻地分布有介電層的變壓器的圖。參考圖6，介電層Ad可以不不形成于第二線圈Ns和芯(Core)之間，而形成于第二線圈Ns和基板(Sub)之間。圖6中的第二線圈Ns和第一線圈Np之間的電容C12可以比圖4中的第二線圈Ns和第一線圈Np之間的電容C12小?？蓪⒔殡妼覣d散布成使第二線圈Ns兩端的電壓接近0。例如，在所述第二線圈兩端的電壓為負(fù)電壓的情況下，所述介電層可以比所述第二線圈和所述屏蔽線圈之間更多地散布在所述第二線圈和所述芯之間。例如，在所述第二線圈兩端的電壓為正電壓的情況下，所述介電層可以比所述第二線圈和所述芯之間更多地散布在所述第二線圈和所述屏蔽線圈之間。對此的具體事項在后文中參考圖12進(jìn)行說明。另外，參考圖4至圖6，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器300可以包括收容第一線圈Np、屏蔽線圈Nsh以及第二線圈Ns等的芯(Core)。所述芯(Core)可以使在第一線圈Np以及/或者第二線圈Ns產(chǎn)生的磁通量通過，并由透磁率(permeability)高的物質(zhì)制造。另外，第一線圈Np以及屏蔽線圈Nsh可以布置在基板(Sub)上，所述基板(sub)可以是印刷電路基板，并借助于介電層Ad粘接在芯(Core)。在將如圖2所示的變壓器的等價電路的原理應(yīng)用于圖3的變壓器的結(jié)構(gòu)的情況下，可以表示為如圖7至圖8所示的電路。圖7為示出形成于相鄰的層之間的電容成分的等價電路圖，并且圖8為示出跨層形成的電容成分的等價電路圖。形成于相鄰的層之間的電容成分可以在使各層的兩端斷路后測量，但跨層形成的電容成分可以利用下述的方法測量。圖9是為了說明跨一個層而形成的電容成分而提供的附圖。在A層和C層之間測量的電容成分中自然包括與B層相關(guān)的電容成分。所以，為了消除與B層相關(guān)的電容成分，A層和C層之間的電容成分C3可以如下述數(shù)學(xué)式2所示：【數(shù)學(xué)式2】C3=C3e-(C1//C2)=C3e-C1C2C1+C2]]>其中，C1是在A層和B層之間測量的電容，C2是在B層和C層之間測量的電容，并且C3e是在A層和C層之間測量的電容。圖10是為了說明以下的說明中要使用的電容器的命名方法而提供的電路圖。電容器的名稱可以根據(jù)形成的層和順序決定。例如，如圖所示，在基于X層和Y層形成的電容成分的電容器可以被命名為CXY，并且第一個電容器可以被命名為CXY_1，第二個電容器可以被命名為CXY_2等。圖11(a)為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變換器的電路圖，圖11(b)為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的電路圖。參考圖11(a)，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變換器可以包括：濾波部100、整流部200、變壓器300、開關(guān)400、消減電容器500。圖11(a)中示出的變換器為反激變換器，并且與圖1中說明的變換器相似，所以以下以圖11(b)中示出的變壓器為中心進(jìn)行說明。參考圖11(b)，變壓器300可以包括第一線圈Np、第二線圈Ns以及屏蔽線圈Nsh，并且假設(shè)在變壓器的第一線圈Np的一端連接有用于提供隨著變換器的操作產(chǎn)生的EMI的EMI電源(EMIsource)。在將如圖7至圖8所示的變壓器的等價電路的原理應(yīng)用于圖11(b)的變壓器的情況下，圖11(b)的變壓器可以如圖12中示出的電路那樣表示。但是，在該情況下，變壓器的漏電感以及開關(guān)的寄生電容器的諧振將超過能夠維持變壓器的特征的范圍，所以不予考慮，進(jìn)而，直流(DC)電壓無法在正常狀態(tài)下施加到變壓器上，所以不予考慮。圖12中忽略了變壓器的漏電感，所以施加到各個線圈的電壓可以根據(jù)施加的EMI電源的電壓以及各個線圈的匝數(shù)決定。電壓Vp相當(dāng)于施加到第一線圈Np的電壓；電壓Vs相當(dāng)于施加到第二線圈Ns的電壓；電壓Vsh相當(dāng)于施加到屏蔽線圈Nsh的電壓；由電壓Vp、Vs、Vsh產(chǎn)生的電流可以利用疊加原理計算，如下述數(shù)學(xué)式3所示，可以利用圖11(a)的消減電容器500的電容計算消減電容器500的兩端電壓VY-cap?！緮?shù)學(xué)式3】Vcoupling=vp·[Np·Cp-Nsh·Csh+Ns·Cs]Np·(C13+C23+Cc)]]>其中，Cp＝C13_2+C13_4Csh＝C23_1+C23_3Cs＝C13_3+C13_4+C23_3+C23_4其中，Vp指第一線圈兩端的電壓、Np指第一線圈的匝數(shù)、Cp指第一線圈的電容、Vs指第二線圈兩端的電壓、Ns指第二線圈的匝數(shù)、Cs指第二線圈的電容、Nsh指屏蔽線圈的匝數(shù)、Csh指屏蔽線圈的電容。參考數(shù)學(xué)式3，可以導(dǎo)出用于降低消減電容器500的兩端電壓VY-cap的屏蔽線圈的匝數(shù)，在假設(shè)屏蔽線圈Nsh的匝數(shù)相同的情況下，可以根據(jù)下述數(shù)學(xué)式4導(dǎo)出屏蔽線圈Nsh的匝數(shù)Nsh。【數(shù)學(xué)式4】Nsh=Np·Cp+Ns·CsCsh]]>從上述數(shù)學(xué)式4可知，屏蔽線圈的匝數(shù)Nsh可以根據(jù)第一線圈的匝數(shù)Np、第二線圈的匝數(shù)Ns以及第一線圈、所述第二線圈以及所述屏蔽線圈的寄生電容成分Cp、Cs、Csh決定。此時，從所述數(shù)學(xué)式3可以確認(rèn)，電容成分Cp相當(dāng)于第一線圈和第二線圈之間的電容成分以及第一線圈和屏蔽線圈的電容成分之和；并且電容成分Cs相當(dāng)于第二線圈和屏蔽線圈之間的電容成分以及第二線圈和第一線圈之間的電容成分之和；電容成分Csh相當(dāng)于屏蔽線圈和第二線圈的電容成分以及屏蔽線圈和第一線圈的電容成分之和。但是，根據(jù)數(shù)學(xué)式4計算的屏蔽線圈的匝數(shù)Nsh的計算結(jié)果有可能不是整數(shù)，所以可能無法完全消除EMI。此時，可以通過追加補(bǔ)償電容器Ccomp，減少施加到消減電容器500的電壓VY-cap的大小。如果消減電容器500的電壓VY-cap呈負(fù)值，則如下述數(shù)學(xué)式5以及數(shù)學(xué)式6，可以在與Cp以及Cs相關(guān)的電容器上并聯(lián)補(bǔ)償電容器Ccomp，從而減少施加到消減電容器500的電壓的大小?！緮?shù)學(xué)式5】VY-Cap=vp·[Np·Cp-Nsh·Csh+Ns·(Cs+Ccomp)]Np·(C13+C23+Cc+Ccomp)]]>其中，Cp＝C13_2+C13_4Csh＝C23_1+C23_3Cs＝C13_3+C13_4+C23_3+C23_4【數(shù)學(xué)式6】VY-cap=vp·[Np·(Cp+Ccomp)-Nsh·Csh+Ns·CsNp·(C13+C23+Cc+Ccomp)]]>并且，如果消減電容器500的電壓VY-cap呈正值，可以如下述數(shù)學(xué)式7以及8，可以在與電容Csh相關(guān)的電容器上并聯(lián)補(bǔ)償電容器Ccomp，從而減少施加到消減電容器500的電壓的大小?！緮?shù)學(xué)式7】VY-Cap=vp·[Np·Cp-Nsh·Csh+Ns·Cs]Np·(C13+C23+Cc+Ccomp)]]>【數(shù)學(xué)式8】VY-Cap=vp·[Np·Cp-Nsh·(Csh+Ccomp)+Ns·Cs]Np·(C13+C23+Cc+Ccomp)]]>其中，Cc指消減電容器500。圖13為根據(jù)圖11的實(shí)施例的仿真圖形。圖13(a)是沒有配備補(bǔ)償電容器Ccomp的情況下的消減電容器500的電壓圖形，圖13(b)是具備補(bǔ)償電容器Cχομπ的情況下的消減電容器500的圖形。比較圖13(a)以及圖13(b)，在沒有配備補(bǔ)償電容器Ccomp的情況下，消減電容器500的振蕩電壓為1.95V，但是在配備補(bǔ)償電容器Ccomp的情況下，消減電容器500的振蕩電壓為0.2V，所以可以確認(rèn)消減電容器500的電壓有減小。以下，對根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的制造方法進(jìn)行說明，關(guān)于所述變壓器的制造方法中，對與前述的變壓器300的相關(guān)說明相同或者相應(yīng)的內(nèi)容將不進(jìn)行重復(fù)說明。圖14為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的制造方法的流程圖。參考圖14，可以通過以下步驟制造變壓器：步驟S10，將第一線圈和屏蔽線圈布置在基板上；步驟S20，將所述基板和第二線圈插入到芯中，以使所述屏蔽線圈布置于第一線圈和所述第二線圈之間；步驟S30，對所述第二線圈和所述芯之間以及所述第二線圈和所述基板之間相互不均勻地散布粘接劑。據(jù)此，可以有效地消除可能在一次側(cè)和二次側(cè)之間產(chǎn)生的EMI，并減小泄漏電流。圖15為具體地示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的變壓器的制造方法的流程圖。參考圖15，所述變壓器的制造方法還可以包括以下步驟：步驟S40，測量第二線圈兩端的電壓；步驟S41，在所述第二線圈的兩端的電壓為負(fù)電壓的情況下，將所述粘結(jié)劑更多地散布在所述第二線圈和所述芯之間；步驟S42，在所述第二線圈的兩端電壓為正電壓的情況下，將所述粘結(jié)劑更多地散布在所述第二線圈和所述屏蔽線圈之間。例如，第二線圈兩端的電壓可以與基準(zhǔn)電壓(S43)進(jìn)行比較，其中，在第二線圈兩端的電壓低于基準(zhǔn)電壓的情況下，結(jié)束變壓器的制造方法；并且在第二線圈的兩端的電壓高于基準(zhǔn)電壓的情況下，可以重復(fù)地散布粘接劑。據(jù)此，可以更有效地消除可能在變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間產(chǎn)生的EMI，并進(jìn)一步減少泄漏電流。以上，通過具體的構(gòu)成要素等特征事項和限定的實(shí)施例以及附圖對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但這些只是為了助于本發(fā)明的整體理解而提供，并且所述實(shí)施例不限制本發(fā)明，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以從上述的記載中實(shí)現(xiàn)多種修改以及變形。當(dāng)前第1頁1 2 3