高效平面变压器开关电源的制作方法
【专利摘要】一种高效平面变压器开关电源，包括一开关电源本体，所述开关电源本体分为激励端和接收端，所述激励端和接收端通过平面变压器相接，并封闭在外壳内，激励端连接有输入导线，接收端连接有输出导线，所述激励端和接收端之间还连接有定位连接件，该定位连接件的作用是超温保护和连接、定位，到105度的居里温度点就可以弹开，保护电源的安全。可以用在加油站的电动车充电。
【专利说明】
高效平面变压器开关电源
技术领域
[0001]本发明涉及开关电源技术领域，具体涉及一种为工业生产自控设备供电的高效平面变压器开关电源。
【背景技术】
[0002]电源的供电效率一直是电源设计的追求目标，一般的线形电源的供电效率只有30%?40%，一般的变压器开关电源的也只有70%?80%，这样许多的电能变为热能无端的消耗。平面变压器是近年来发展起来的一种新技术，它的成功研制，使电源变压器的体积大为减小，特别是高度得到有效降低，是变压器技术的一次飞跃。同常规变压器相比，除了体积优势以外，平面变压器还有着许多其他独特的优点，如漏感小、损耗低、频率高、便于散热、一致性好等，因此得到了广泛应用。
[0003]平面变压器的特点:
[0004](I)电流分配均等
[0005]典型的平面变压器副边绕组有若干个并联的线图。每个副边绕组都和同一个原边绕组相耦合。所以，副边电流产生的安匝数与原边绕组产生的安匝数相等(忽略励磁电流)。这种特性对并联整流电路特别有用。绕组电流分配均等，在并联整流电路中就不影响其它元件。
[0006](2)很高的电流密度
[0007]平面变压器有很好的温升特性设计。因为这些特性，所以它能在很小的封装体积内达到很高的电流密度，最高可达到20A/_2。
[0008](3)高效率密度
[0009]因为平面变压器元件的尺寸很小，它具有很好的温度耗散特性，所以能和有关的半导体器件和电感紧密地封装在一起，实现的电流密度达到30A/模块。
[0010](4)高效率
[0011]低漏电感，使它能具有很快的开关时间，很低的交叉损耗，就能使它达到很高的效率。这种变压器副边绕组和原边绕组损耗是很小的。
[0012](5)低的漏电感
[0013]绕组与绕组之间的良好耦合，就能使绕组匝间的漏电感保持最小值。输出端到辅助部件的连线很短而且是紧配合，所以绕组上的漏电感也是最小的。
[0014](6)很好的高频特性
[0015]在这之前，当变压器运行在高频时会使开关损耗增大和使变压器过热。平面变压器的出现，使这些问题得以解决。平面变压器能做到提供一种既省又好的变压器模块。它可工作在150kHz?750kHz之间。
[0016](7)很好的热耗散特性
[0017]平面变压器具有高的面积体积比，很短的热通道的小元件，有利于散热。原边和副边绕组之间的匝间损耗很小。这种磁芯能有效地减少磁芯损耗，所以它能做到高磁通密度。它可在-40°C??130°C之间工作。
[0018](8)绝缘强度高
[0019]平面变压器很容易按要求的绝缘层数、厚度进行绝缘。能按客户对漏电感距离的要求进行介电绝缘。
[0020](9)结构简单
[0021]平面变压器是由少量部件和最少的绕组构成的，这种模块在自动化装配中特别适用。
[0022](10)外形低
[0023]平面变压器中所用的磁芯是很小的，并能排列在平板的表面上。每一磁芯单元外形在3mm?32mm范围内。
[0024](11)低成本
[0025]整个变压器是由少量有关的廉价元件组成，加上组装又很方便，所以变压器的成本是很低的。
[0026]平面变压器在减小漏感、交流阻抗等方面有着非常大的优点，并且因为体积的小巧使之成为一种非常好的磁性元件。给出了一种标准的设计平面变压器的方法，使得设计平面变压器变得更加容易，成本也将大大降低。可以预见，平面变压器将有着相当好的应用前景。
[0027]目前平面变压器出现了许多不同的具体实现方法，应用比较广的主要有矩阵式平面变压器、箔式平面变压器、印制板平面变压器等。其中印制板平面变压器又有两种，一种是利用单块多层板来实现；另一种是利用多块双面板来实现。后者集成度稍差，但成本低，应用范围更广。
【发明内容】
[0028]本发明所要解决的技术问题在于提供一种产品体积小巧，重量轻，工作稳定，效率高的高效平面变压器开关电源。
[0029]—种高效平面变压器开关电源，包括一开关电源本体，所述开关电源本体分为激励端和接收端，所述激励端和接收端通过平面变压器相接，并封闭在外壳内，激励端连接有输入导线，接收端连接有输出导线，所述激励端和接收端之间还连接有定位连接件，该定位连接件的作用是超温保护和连接、定位，到105度的居里温度点就可以弹开，保护电源的安全。可以用在加油站的电动车充电。
[0030]所述定位连接件包括设置于激励端的紧固壳和设置在接收端的工业纯铁，所述紧固壳内设置有芯柱，所述芯柱前端套设有伸缩护套，在芯柱前端位于伸缩护套上连接有磁铁，用于同接收端的工业纯铁相吸，在所述伸缩护套后部套位于芯柱上套设有弹簧;平时工作正常时，磁铁与工业纯铁相吸，保持激励端与接收端的相接，当温度超限时，弹簧回缩，拉动伸缩护套，将磁铁与工业纯铁拉开。
[0031]所述激励端内的电路模块包括电源输入滤波、过流保护电路，单相桥式整流滤波电路，半桥式初级结构和PWM控制器，所述接收端内的电路模块包括次级整流滤波电路和电压采集器，所述半桥式初级结构经平面变压器与次级整流滤波电路相接，所述电压采集器与PffM控制器信号相接；
[0032]所述平面变压器的PCB版各层以先左后右、先上后下顺序排列。
[0033]本发明使用平面变压器采用紧耦合方式工作在高频环境使其设计的电源小型化，高功率化成为可能。采用变压器的线圈采用多层印制电路板工艺的紧耦合方式可最大程度提高电源的效率且印制电路板的介质材料为FR4的介电常数非常好，其二用印制电路板工艺非常成熟因此该产品的一致性非常好方便测调。
[0034]本发明的有益效果是:
[0035]1.产品体积小巧，重量轻，比传统变压器电源重量减少40%。
[0036]2.电路结构简单；
[0037]3.能够实现稳定的高效工作，能量转换效率达到95%，而传统变压器开关电源效率仅有70%?80 %。
【附图说明】
[0038]图1为本发明外形结构图；
[0039]图2为本发明内部结构图；
[0040]图3为图2中局部A放大结构图；
[0041 ]图4为本发明原理框图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
[0043]参见图1、图2:—种高效平面变压器开关电源，包括一开关电源本体10，所述开关电源本体10分为激励端101和接收端102，所述激励端101和接收端102通过平面变压器20相接，并分别封闭在外壳内，激励端101连接有输入导线103，接收端102连接有输出导线104，所述激励端101和接收端102之间还连接有定位连接件30，该定位连接件的作用是超温保护和连接、定位，到105度的居里温度点就可以弹开，保护电源的安全。
[0044]参见图3:所述定位连接件30包括设置于激励端101的紧固壳301和设置在接收端102的工业纯铁302，所述紧固壳301内设置有芯柱303，所述芯柱303前端套设有伸缩护套304，在芯柱303前端位于伸缩护套304上连接有磁铁305，用于同接收端102的工业纯铁302相吸，在所述伸缩护套304后部位于芯柱301上套设有弹簧306;平时工作正常时，磁铁305与工业纯铁302相吸，保持激励端101与接收端102的相接，当温度超限时，弹簧306回缩，拉动伸缩护套304，将磁铁305与工业纯铁302拉开。
[0045]参见图4:所述激励端内的电路模块包括电源输入滤波、过流保护电路，单相桥式整流滤波电路，半桥式初级结构和PWM控制器，所述接收端内的电路模块包括次级整流滤波电路和电压采集器，所述半桥式初级结构经平面变压器与次级整流滤波电路相接，所述电压采集器与PWM控制器信号相接;所述平面变压器的PCB版各层以先左后右、先上后下顺序排列。
[0046]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种高效平面变压器开关电源，包括一开关电源本体，所述开关电源本体分为激励端和接收端，其特征在于，所述激励端和接收端通过平面变压器相接，所述激励端连接有输入导线，所述接收端连接有输出导线，所述激励端和接收端之间还连接有定位连接件。2.根据权利要求1所述的高效平面变压器开关电源，其特征在于，所述定位连接件包括设置于激励端的紧固壳和设置在接收端的工业纯铁，所述紧固壳内设置有芯柱，所述芯柱前端套设有伸缩护套，在芯柱前端位于伸缩护套上连接有磁铁，在所述伸缩护套后部套位于芯柱上套设有弹簧。3.根据权利要求1所述的高效平面变压器开关电源，其特征在于，所述激励端和接收端分别封闭在外壳内。
【文档编号】H02M7/00GK105978361SQ201610463566
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】唐慧, 王万年, 王天甜, 唐洪珍
【申请人】上海珩通科技股份有限公司