降低共模干擾的Type-C便攜式充電器及其變壓器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可降低共模干擾的Type-c變壓器及其繞線結構的繞制方法，以及包含該變壓器的可自動化生產(chǎn)的便攜式充電器。
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，USB Type-C接口的充電器必將在短時間內普及，廣泛應用在手機、平板等移動設備上，TYPE C結構的便攜式充電器也應運而生，要求其具有充電快速，體積小巧，高效節(jié)能環(huán)保的特點。例如USB 3.1支持USB-PD(Power Delivery)電源供應標準，最大供電功率可到100瓦，可為移動設備更快充電，使充電速度得到實質性的提升，現(xiàn)有技術中此類充電器通常采用功率大、體積大的履8，PQ20型變壓器，充電器體積較大，不方便攜帶；再則因其輸出電流大，次級繞組使用粗線徑繞線且采取飛線的方式，粗線徑的繞線硬度大、可繞性差，導致幾乎所有此類變壓器的次級繞組均需要人工繞制，嚴重限制了Type-C變壓器的自動化生產(chǎn)和體積小型化的進程。另外，現(xiàn)有技術通過在每個繞組后增加絕緣層克服制程不良的問題，這樣的結構要求自動化設備需相應的增加包絕緣膠帶的結構和增加機械運行步驟，增加了對設備的要求，也增加了變壓器繞組的繞制時間、加大線包的體積。
[0003]電磁干擾(EMI)是導致電氣、電子設備在某種電磁環(huán)境中不能可靠工作的主要原因，會對電子設備會造成極大的危害，按其模式主要可分為共模干擾和差模干擾，在實際應用中，大多數(shù)產(chǎn)品電磁兼容性不合格均是由于不能很好抑制共模干擾造成的。層間電容是變壓器的分布電容中對電路影響最重要的因素，層間電容會與漏感在金屬-氧化物半導體場效應晶體管(M0SFET)開通與關閉的時候產(chǎn)生振蕩，從而加大M0SFET與次級晶體二極管(D1de)的電壓應力，產(chǎn)生共模干擾。圖5為現(xiàn)有技術中主繞組電路原理圖，相應的，主繞組10通常采用圖3所示的繞法，即U形繞法，繞制2層或2層以上，同一個垂直位置的第1匝和最后一匝之間的壓差較大；以幅寬6.2mm的繞線骨架為例，若采用直徑0.21mm的線繞制56TS需要排列2層，若采用0.11mm的線繞制56TS則只需排列1層，但因Type-C變壓器需要通過的電流較大，為滿足電性要求，通常采用0.11mm的線兩根并線繞制才可承受所經(jīng)過電流，將兩根0.11mm的線上下并線共同繞制56TS，在同一豎直位置上主繞組的繞線仍是2層，同一個垂直位置上緊鄰繞線骨架90的第1匝與第2匝之間的壓差非常大，即之間的干擾電壓斜率非常大，層間電容大，即形成的干擾就越大，偶合到次級后造成的共模干擾較大，如圖7中曲線A所示，噪聲電平高，干擾大，通常需要增加濾波器、電感器等元件來抑制共模干擾，制造成本高昂。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種體積小巧便攜、在不增加電器件的基礎上實現(xiàn)降低共模干擾的、且能自動化生產(chǎn)的Type-C變壓器及其繞線的繞制方法，以及含有此變壓器的便攜式充電器，。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]—種可自動化生產(chǎn)的降低共模干擾的Type-C便攜式充電器，包括變壓器及其繞線結構，其中，變壓器為磁芯有效截面積大于或等于40平方毫米的EE型結構。
[0007]變壓器繞線結構包括主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組和次級繞組，所述主繞組分為若干個并聯(lián)的、通過降低主繞組起尾線之間的壓差來降低共模干擾的分繞組，各個分繞組為分別單獨繞制且密繞一層的結構。
[0008]所述次級繞組的繞線采用兩根截面積之和等于所需單根粗線截面積、可使用自動繞線機繞制的細線，次級繞組為其出線掛于變壓器骨架PIN腳后，分別分布于變壓器骨架的頂部與底部來滿足安全規(guī)定距離的結構。
[0009]進一步地，所述主繞組分為2個并聯(lián)的、通過降低主繞組起尾線之間的壓差來降低共模干擾的第一分繞組和第二分繞組，第一分繞組和第二分繞組為分別單獨繞制且密繞一層的結構。
[0010]更進一步地，可變壓器骨架同側的頂部和底部對應設有第一掛線凸點和第二掛線凸點，所述主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組均為回線依次經(jīng)過所述第一掛線凸點和第二掛線凸點拉成直線后再纏繞PIN腳的結構，主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組的回線在繞線骨架幅寬范圍內均為直線，主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組平整，三者之間取消絕緣層。
[0011]優(yōu)選地，所述第二掛線凸點為長方體或近長方體形狀，設置在變壓器骨架的底部，頂端設有防止繞在其上的繞組回線脫落的向下的凸起，第一掛線凸點與所述第一掛線凸點互為鏡像的對應設置在變壓器骨架的頂部。
[0012]優(yōu)選地，所述主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組為相同線徑繞線繞制的繞組。
[0013]進一步優(yōu)選地，所述第一分繞組為密繞在繞線骨架上繞滿一層的結構，第二分繞組為密繞在第一分繞組外繞滿一層的結構，輔助繞組與屏蔽繞組為并線共繞在第二分繞組外密繞滿一層的結構或者輔助繞組、屏蔽繞組為依序自內而外地密繞套設在第二分繞組外的結構。
[0014]一種可降低共模干擾的Type-C充電器的變壓器，變壓器的繞線結構包括主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組和次級繞組，所述主繞組分為若干個并聯(lián)的、通過降低主繞組起尾線之間的壓差來降低共模干擾的分繞組，各個分繞組為分別單獨繞制且密繞一層的結構。
[0015]所述次級繞組的繞線采用兩根截面積之和等于所需單根粗線截面積、可使用自動繞線機繞制的細線，次級繞組為其出線掛于變壓器骨架PIN腳后，分別分布于變壓器骨架的頂部與底部來滿足安全規(guī)定距離的結構。
[0016]進一步地，可降低共模干擾的Type-C充電器的變壓器，所述主繞組分為2個并聯(lián)的、通過降低主繞組起尾線之間的壓差來降低共模干擾的第一分繞組和第二分繞組，第一分繞組和第二分繞組為分別單獨繞制且密繞一層的結構。
[0017]更進一步地，可降低共模干擾的Type-C充電器的變壓器，所述主繞組、輔助繞組、屏蔽繞組為相同線徑繞線繞制的繞組；
[0018]所述第一分繞組為密繞在繞線骨架上繞滿一層的結構，第二分繞組為密繞在第一分繞組外繞滿一層的結構，輔助繞組與屏蔽繞組為并線共繞在第二分繞組外密繞滿一層的結構；或者輔助繞組、屏蔽繞組為依序自內而外地密繞套設在第二分繞組外的結構。
[0019]—種可降低共模干擾的Type-C充電器的變壓器的繞線結構的繞制方法，所述第一分繞組密繞在繞線骨架上繞滿一層，第一分繞組的回線依次經(jīng)過第一掛線凸點和第二掛線凸點拉成直線后再纏繞PIN腳，第二分繞組直接密繞在第一分繞組外繞滿一層，第二分繞組的回線依次經(jīng)過第一掛線凸點和第二掛線凸點拉成直線后再纏繞PIN腳；
[0020]輔助繞組與屏蔽繞組并線共繞在第一分繞組外繞滿一層，輔助繞組與屏蔽繞組的回線分別依次經(jīng)過第一掛線凸點和第二掛線凸點拉成直線后再纏繞PIN腳；在輔助繞組與屏蔽繞組外包覆絕緣層；
[0021]或者輔助繞組直接密繞在第二分繞組外繞滿一層，輔助繞組的回線依次經(jīng)過第一掛線凸點和第二掛線凸點拉成直線后再纏繞PIN腳，屏蔽繞組直接密繞在輔助繞組外繞滿一層，屏蔽繞組的回線依次經(jīng)過第一掛線凸點和第二掛線凸點拉成直線后再纏繞PIN腳，然后在屏蔽繞組外包覆絕緣層；
[0022]所述次級繞組采用自動繞線機繞制在所述絕緣層外，其出線掛于變壓器骨架PIN腳之后，分別固定于變壓器骨架的頂部與底部。
[0023]本發(fā)明Type-C充電器采用磁芯有效截面積(AE值)大于或等于40平方毫米且成本較低的EE型結構的骨架代替現(xiàn)有技術常用的RM，PQ型，實現(xiàn)變壓器小型化、高效化；在變壓器骨架同側的頂部和底部上配合的設置第一掛線凸點和第二掛線凸點，每個繞組的回線經(jīng)過所述第一掛線凸點和第二掛線凸點后再纏PIN腳，使得每一個繞組的回線在變壓器骨架幅寬范圍內為直線，保證后續(xù)各個繞組的繞線平整；取消了初級繞組之間的絕緣層，減小線包尺寸且易于采用自動化繞制繞組；次級繞組采用兩根細線代替單根粗線，次級繞組的出線掛于骨架的PIN腳后，分別分布于變壓器骨架的頂部與底部，代替現(xiàn)有技術次級繞組飛線的方式，解決了次級繞線線徑大、可繞性差及采用飛線方式無法自動化繞制的問題；主繞組分為若干個分繞組，各個分繞組分別單層繞制、且各分繞組并聯(lián)，在滿足主繞組的功能的同時，實現(xiàn)主繞組與磁芯間的屏蔽及降低主繞組起尾線之間的壓差，解決主繞組U形繞法引起的共模干擾，在主繞組繞制時即去除會造成共模干擾的因素。
[0024]相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明減少制造工序和人員參與，節(jié)約時間、減小變壓器繞線包的整體體積，提高自動化程度，整體提升插件效率50%以上，制程不良率減少30%以上，有效保證了變壓器品質的一致性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細地解釋。
[0026]圖1為實施例的主繞組繞線掛線示意圖
[0027]圖2為實施例的次級繞組繞線掛線示意圖
[0028]圖3為現(xiàn)有技術Type-C變壓器主繞組繞制示意圖
[0029]圖4為實施例Type-C變壓器主繞組繞制示意圖
[0030]圖5為現(xiàn)有技術Type-C變壓器的主繞組電路原理圖
[0031]圖6為實施例的Type-C變壓器的主繞組電路原理圖
[0032]圖7為現(xiàn)有技術與本實施例噪聲電平對比曲線
【具體實施方式】
[0033]為描述方便，以圖1為參考，將變壓器骨架的PIN腳94朝下放置，設有PIN腳94的一端為變壓器骨架的底部，與之相對的另一端為變壓器骨架的頂部。
[0034]一種可自動化生產(chǎn)、抗共模干擾的Type-C充電器，包括變壓器及其變壓器的繞線結構，其中繞線結構包括主繞組、屏蔽繞組、輔助繞組、次級繞組20和屏蔽層。如圖1所示，采用EE型結構的變壓器代替現(xiàn)有技術Type-C充電器通常使用的RM8，PQ20型結構，變壓器骨架體積僅為履8、PQ20型變壓器70%，效率高、體積小、成本低；由于Type-C充電器的額定功率大，所以要求該EE型磁芯有效截面積(AE值)不小于40平方毫米，在變壓器骨架同側的頂部和底部分別額外設置第一掛線凸點91和第二掛線凸點92，第一掛線凸點91和第二掛線凸點92與骨架本體其他部件之間留有足夠的空間位置，確保安全規(guī)定距離，防止短路。在實施例中，所述第二掛線凸點92設置在變壓器骨架底部與初級掛線柱93相背的一端