[实用新型]液态磁填充式高频变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子设备领域，具体地说是一种变压器。

背景技术

近年来，开关电源技术正朝着高效、节能、安全、环保、短、小、轻、薄的方面发展。在无工频变压器的开关电源中，高频变压器是核心部件之一，而高频变压器的设计是开关电源的关键技术，高频变压器设计的是否合理，会影响到开关电源的成本、体积、稳定性、电磁干扰、辐射噪声、EMI滤波、输出功率、转换效率等。

在单功率管输出时，为防止磁芯饱和，磁芯要留有一定的空气间隙(简称气隙)。开关电源常用的EI、EE和POT型磁芯的磁通路径如图1～3中所示，因气隙附近的磁通密度很高，会产生磁通噪声，故磁通不能跨过气隙到达磁芯的其它位置，因此，在设计高频变压器时，即要解决磁芯饱和问题，又需解决磁通不能跨过气隙到达磁芯的其它位置的问题。现有技术中在推挽、半桥、全桥、复合等电路中，虽然磁芯可以对接，但由于磁芯对接时磁阻的存在，同样会产生磁通噪声，同时也会影响电感量和转换效率。

早期的开关电源一般称为“硬开关”技术，为了解决“硬开关”的技术不足，又研制了准谐振式开关电源(又称软开关电源)。准谐振开关电源的工作频率是固定不变的，其频率取决于变压器的电感量L和变压器初级线圈的分布电容C，改变分布电容C可以如图4那样，在MOSFET上并接电容，但电感量L，则取决于变压器的初级绕组匝数和磁芯的磁通密度BS。但是，由于磁芯在制造时受温度、湿度、材料质量、材料搅拌均匀度等影响，其技术参数如磁通量、磁导率等很难做到一致，这就给生产开关电源的厂家在批量生产时带来了麻烦。

实用新型内容

为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种可降低磁通噪声、节电、稳定、可靠、寿命长的液态磁填充式高频变压器。

本实用新型是这样实现的：

一种液态磁填充式高频变压器，包括上磁芯、下磁芯和线圈，所述上磁芯和下磁芯之间设置线圈，所述上磁芯和下磁芯之间的磁隙填充有由液态磁和压电材料制成的液态磁填充剂。

可选的，所述液态磁填充剂内含有强力胶，采用强力胶将上磁芯和下磁芯粘结在一起。

传统的高频变压器，当磁场强度H从零开始增加时，每增加0.5奥斯特，相应的磁感应强度B增大1000高斯，当磁感应强度上升到5000高斯时，磁芯突然饱和；当H再增大0.5奥斯特，B只增加几高斯；当磁场强度H继续增大时，H每增加1奥斯特，磁感应强度B只增大1高斯，就是磁导率＝1，此时磁芯已经完全饱和(如图7所示)。而对于液态磁来说，其H/B曲线如图8所示，磁感应强度随磁场强度增加，当磁场强度H增加到9奥斯特时，磁感应强度还再增加，磁芯没有达到饱和。如图9所示，本实用新型磁芯磁隙之间的液态磁填充剂中，由于压电材料可产生压电效应，所以，在磁场强度增加时，压电效应增强，液态磁的磁分子单位面积增大，磁隙增大，磁感应强度减弱；在磁场强度减弱时，压电效应减弱，液态磁的磁分子单位面积减小，磁感应强度增强，从而解决了磁芯饱和的问题，降低了磁通噪声。

另一方面，液态磁填充剂可自动调节电感量，其特性曲线如图10所示，当电感量减小时，频率增高，从而压电效应的振幅减小，液态磁的磁分子单位面积减小，磁隙减小，电感量增大，频率降低；当电感量增大时，频率降低，从而压电效应振幅增大，液态磁的磁分子单位面积增大，磁隙增大，电感量减小，频率增高，从而实现了液态磁填充剂对电感量的自动调节。

本实用新型提供的液态磁填充式高频变压器不但降低了因漏磁、漏感而产生的辐射噪声，还能起到自动调节电感量的作用，电感量准确。本实用新型可以与功率管很好的匹配，降低了功率管的耐压，降低了功率管的耐压就等于降低了开关电源的成本；同时也提高了产品的可靠性，因此，也提高了开关电源的转换效率与输出功率，更节电、更稳定、更可靠、寿命更长；再一方面解决了开关电源因高频变压器电感量不准而带来的调试困难的难题。

本实用新型不但可以用在普通开关电源上，也可以用在电子变压器、谐振式开关电源和准谐振开关电源上。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为传统技术变压器磁芯的磁通路径示意图；

图2为另一种传统技术变压器磁芯的磁通路径示意图；

图3为再一种传统技术变压器磁芯的磁通路径示意图；

图4为准谐振正激变换器电路图；

图5为本实用新型实施例提供的液态磁填充式高频变压器的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的液态磁填充式高频变压器的组装示意图；