一种高频变压器电磁兼容结构的制作方法

本实用新型涉及一种高频变压器电磁兼容结构，属于变压器设备技术领域。

背景技术：

目前，以高频变压器为核心的开关电源已经成为现代电子产业的核心零配件，它以体积小、重量轻、效率高和成本低的特点，已经基本取代了线性电源在电子行业的位置。但是由于开关电源本身的结构特点，其必须工作在高频率的开关工作状态下，基本工作频率在20~500KHz之间，如果不做相应的防电磁干扰设计，其必会形成一个高频电磁干扰发射源，使其周边其他电子设备无法正常工作，同时其本身也会受到来自其他电子设备的干扰，这就是我们通常所说的电磁兼容问题。一般情况下，高频变压器工作频率越高，其电磁干扰问题越严重。所以，我们必须设计一种能够有效防止此类干扰问题的出现，最直接的方式就是从变压器本身结构入手，增加防止电磁干扰的屏蔽结构，而对高频变压器进行电磁屏蔽，多数设计成将变压器整体地封闭在一个密封的金属盒内，有时把驱动电路的部件也包括在内。采用这种屏蔽结构时，为防止在高压绕组和金属盒内之间可能产生的飞弧，两者中间要留有足够大的空隙。所以，这种屏蔽结构对电磁场的屏蔽效果是不理想的，同时也占据了相当大的空间。一种屏蔽结构是将变压器整体地灌封在具有高介电常数的绝缘材料中，形成一体化无间隙结构。这种灌注成整体结构的问题是：要使灌封达到无间隙，工艺操作上有相当大难度；由于以环氧树脂为代表的灌封材料的位移电荷在封装材料表面形成高电位，将通过较低介电常数的空气向有足够电位差的表面形成飞弧。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种高频变压器电磁兼容结构，在紧靠高频变压器绕组较低电场区域设置一个电气特性上连续的屏蔽环路，在较高电场区域靠近绕组的外围设置另一个电气特性上连续的屏蔽环路，通过选定等场强的外形并结合适当选择电气特性上连续的环路数、屏蔽环的形状和其间距，不仅可以有效地防止外来辐射的干扰，也能够屏蔽变压器本身产生的电磁场，使其不会干扰其他设备正常工作，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：一种高频变压器电磁兼容结构，包含绕组结构、初级线圈、低压线圈、高压线圈、铁氧体磁芯一、铁氧体磁芯二、环氧树脂、U型屏蔽罩和外屏蔽罩，所述高压线圈在绕组结构的长度方向以线性分布绕制，与初级线圈、低压线圈分开设置，环氧树脂灌封设置在初级线圈、低压线圈和高压线圈的外部，铁氧体磁芯一、铁氧体磁芯二紧密对接形成磁心， U型屏蔽罩的尺寸与磁心尺寸相匹配，围绕磁心延伸，设置在绕组结构的外部，外屏蔽罩包含连接环一、连接环二和屏蔽片，连接环一在下，连接环二在上，二者通过屏蔽片互相连接，连接环一围绕设置在绕组结构的低端外部，接触处设有环氧树脂层，连接环二围绕设置在绕组结构的高端外部，与绕组结构之间设有间隙，连接环一、连接环二的直径与电场强度相匹配。

还包含二极管、连续引脚、印制电路和绝缘导线，所述印制电路设置在绕组结构的下部，初级线圈、低压线圈通过连续引脚与印制电路互相连接，二极管与高压线圈一起灌封设置在环氧树脂中，高压线圈的低压端通过引线与印制电路互相连接，高压端通过二极管、绝缘导线与外电路互相连接。

所述连接环一、连接环二的材质为铜箔。

所述连接环一、连接环二的宽度与连接环一、连接环二之间的间距相等，各为绕组结构长度的三分之一。

本实用新型的有益效果是：通过选定等场强的外形并结合适当选择电气特性上连续的环路数、屏蔽环的形状和其间距，以使高频电源变压器得到比较完善的屏蔽效果，不仅可以有效的防止外来辐射的干扰，也能够屏蔽变压器本身产生的电磁场，使其不会干扰其他设备正常工作，体积小，易于实现，在此结构形式的基础上，适当变化屏蔽环的尺寸和布局，可为变压器提供一个分布式散热器，以增强变压器的冷却效果。

附图说明

图1是本实用新型的高频变压器主体和屏蔽结构图；

图2是本实用新型变压器电场分布曲线图；

图3是本实用新型高频变压器屏蔽分解图；

图中：绕组结构1、初级线圈2、低压线圈3、高压线圈4、铁氧体磁芯一5、铁氧体磁芯二6、环氧树脂7、U型屏蔽罩8、外屏蔽罩9、连接环一10、连接环二11、屏蔽片12、二极管13、连续引脚14、印制电路15、绝缘导线16。

具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

一种高频变压器电磁兼容结构，包含绕组结构1、初级线圈2、低压线圈3、高压线圈4、铁氧体磁芯一5、铁氧体磁芯二6、环氧树脂7、U型屏蔽罩8和外屏蔽罩9，所述高压线圈4在绕组结构1的长度方向以线性分布绕制，与初级线圈2、低压线圈3分开设置，环氧树脂7灌封设置在初级线圈2、低压线圈3和高压线圈4的外部，铁氧体磁芯一5、铁氧体磁芯二6紧密对接形成磁心， U型屏蔽罩8的尺寸与磁心尺寸相匹配，围绕磁心延伸，设置在绕组结构1的外部，外屏蔽罩9包含连接环一10、连接环二11和屏蔽片12，连接环一10在下，连接环二11在上，二者通过屏蔽片12互相连接，连接环一10围绕设置在绕组结构1的低端外部，接触处设有环氧树脂层，连接环二11围绕设置在绕组结构1的高端外部，与绕组结构1之间设有间隙，连接环一10、连接环二11的直径与电场强度相匹配。

还包含二极管13、连续引脚14、印制电路15和绝缘导线16，所述印制电路15设置在绕组结构1的下部，初级线圈2、低压线圈3通过连续引脚14与印制电路15互相连接，二极管13与高压线圈4一起灌封设置在环氧树脂7中，高压线圈4的低压端通过引线与印制电路15互相连接，高压端通过二极管13、绝缘导线16与外电路互相连接。

所述连接环一10、连接环二11的材质为铜箔。

所述连接环一10、连接环二11的宽度与连接环一10、连接环二11之间的间距相等，各为绕组结构1长度的三分之一。

在实际应用中，如图1所示剖面上，可以看到磁路通过圆柱形绕组结构1和一个或几个低压线圈，以及次级高压线圈。高压线圈是与其它线圈分开的，沿着绕组结构的长度方向以线性分布绕制，结合初级线圈2、低压线圈3的布局及磁路的结构，形成了如图2所示的电场强度分布状况，变压器的最大电场强度在靠近绕组结构1末端处，而不在其边缘。

两部分紧密对接的铁氧体磁芯一5、铁氧体磁芯二6，在其结合部位处留有适宜的气隙，普通的U型屏蔽罩8围绕磁心延伸，把绕组结构1的外侧部分的磁路覆盖住，并包括了气隙在内也覆盖了。

第二磁路的外屏蔽罩9由第一电气特性连接环一10和第二电气特性连接环二11组成，它们以铜箔或其它金属制作。两个环由屏蔽片12相连，并选用一个合适的距离间隔。在具体设计时，连接环一10、连接环二11的宽度和相隔距离各占绕组结构1长度的三分之一。外屏蔽罩9延伸到整个变压器和U型屏蔽罩8，其中连接环一10紧贴绕组部件外表面，在低端接触处有足够厚度的环氧树脂层。连接环二11围绕绕组的高端，与绕组间保持有足够大的空间（其间或者充有其它介质），以防止环氧树脂表面与连接环二11之间产生飞弧。对不同的电场强度分布，相应的电气连接环的数目和排布也不相同，电场强度越高，环的直径越大。连接环一10和连接环二11包围整个磁路，环内磁通量的总和为零，故屏蔽效果比较理想。