專利名稱：低噪聲的開關(guān)電源變壓器及低噪聲開關(guān)電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種低噪聲的開關(guān)電源變壓器及低噪聲開關(guān)電源。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源的效率高，體積小，大功率低噪聲的開關(guān)電源在半導體制造產(chǎn)業(yè)線上廣泛使用，但和線性電源相比，開關(guān)電源的電磁干擾比較嚴重，是使用中一個突出問題，開關(guān)電源的電磁干擾既可以對供電線路造成污染，也會對負載或其它電氣設備形成干擾，因此， 電磁兼容設計是開關(guān)電源的設計中的重要部分。在微電子工藝設備中，既有大功率的機電部件，又有靈敏度極高的傳感裝置和精密的控制裝置，為了防止部件與裝置之間通過電源產(chǎn)生干擾，開關(guān)電源的電磁兼容設計尤為重要。
在開關(guān)電源中，開關(guān)管、整流管在高頻通斷時產(chǎn)生較大幅度的脈沖，頻帶較寬而且諧波豐富，是很強的干擾源。通常采用圖1的濾波電路抑制這些干擾。其中電容C1、C2(稱為X電容)主要抑制差模干擾，電容C3、C4(稱為Y電容)和共模濾波器L主要抑制共模干擾。
在開關(guān)電源中，輸入輸出之間由變壓器進行隔離。變壓器初級線圈加有高頻交流電壓，將電功率通過磁路傳輸?shù)阶儔浩鞔渭壱贿叄欢瑫r，變壓器初級一邊的高頻交流電壓通過初級與次級之間的分布電容C耦合至次級，形成共模干擾。在圖1的結(jié)構(gòu)中，通過將開關(guān)電源的輸入負極接地來吸收這個共模干擾，即使地線未接或未可靠連接，共模干擾將通過Y電容C3、C4耦合至零線和火線，同樣可以被吸收。
這種方案存在兩個問題1.如果未可靠接地，由于Y電容的存在，開關(guān)電源的負輸出端連同整個外殼將對地具有供電電壓一半的電壓，容易導致人員觸電，產(chǎn)生漏電威脅精密器件的安全，并且對傳感器檢測到的信號產(chǎn)生工頻干擾。
2.輸出必須有一端接地，不能用于要求電源不共地的設計中。
通過減小變壓器分布電容C的影響，有望將高頻共模干擾降低到一定程度，從而達到去掉或減小Y電容，并且輸出端不必接地的效果，解決以上兩個問題。而如果僅僅是通過將初級繞組與次級繞組遠離的方式來減小耦合電容C，那么變壓器的漏感將會增大，影響其轉(zhuǎn)換效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種有效的降低共模干擾的一種低噪聲的開關(guān)電源變壓器及低噪聲開關(guān)電源。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種低噪聲的開關(guān)電源變壓器，所述變壓器的初級繞組和次級繞組分別是由一對線圈構(gòu)成的對稱繞組， 每對線圈的匝數(shù)相等，同名端繞向相反。
本發(fā)明還提供一種低噪聲開關(guān)電源，包括所述變壓器。
進一步地，所述低噪聲開關(guān)電源的一種結(jié)構(gòu)還包括半橋驅(qū)動管Q1、Q2，二極管D1、 D2、電容C ;所述初級繞組的A端連接所述半橋驅(qū)動管Ql和Q2之間，a端與b端連接后再通過電容C接地；所述初級繞組的B端懸空，b端與a端連接；所述次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管Dl連接，另一異名端與所述二極管D2連接。
進一步地，所述低噪聲開關(guān)電源的另一種結(jié)構(gòu)還包括推挽驅(qū)動管Ql、Q2，二極管 Dl、D2 ;所述初級繞組的A端連接推挽驅(qū)動管Q2，B端連接推挽驅(qū)動管Ql，a端和b端連接后與直流供電電源VCC連接；所述次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管Dl連接，另一異名端與所述二極管D2連接。
本發(fā)明提供的變壓器的初級繞組和次級繞組產(chǎn)生的高頻交流電壓分布所產(chǎn)生的電場互相抵消，從而抑制了共模干擾。


圖1為現(xiàn)有開關(guān)電源中抑制干擾的濾波電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的線圈在E型磁芯骨架上繞制的示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的線圈在磁環(huán)上繞制的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的半橋開關(guān)電源的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例提供的推挽式開關(guān)電源的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例提供一種變壓器的制備方法，其包括由兩根等長的導線同時開始在磁芯上繞制，同名端繞向相反，最后同時繞制結(jié)束，從而形成對稱的繞組。對稱的繞組包括初級繞組和次級繞組。初級繞組和次級繞組分別是由匝數(shù)相等的一對線圈構(gòu)成的對稱繞組，每對線圈同名端繞向相反。設繞制的第一匝編號為1，第N匝編號為N，則對稱繞組中，相同編號的線圈始終是靠近的。每繞I匝，對稱繞組產(chǎn)生兩個交叉點。參見圖2、3，本發(fā)明實施例提供的變壓器，其繞組Aa和Bb均組成一對對稱繞組，其匝數(shù)相等，結(jié)構(gòu)對稱，繞向相反。 該變壓器結(jié)構(gòu)和繞法的原理是如果在對稱繞組的一個上加高頻交流電壓(例如Aa)，該繞組的各處將會產(chǎn)生一個高頻交流電壓的分布；而同時會在對稱繞組的另一個(例如Bb)上各處產(chǎn)生與其大小相等，極性相反的高頻交流電壓分布。兩個線圈產(chǎn)生的高頻交流電壓分布所產(chǎn)生的電場互相抵消，不會通過初次級之間的電容耦合至次級線圈，從而抑制了共模干擾。下面結(jié)合圖4、5所示的具體實施例對本發(fā)明提出的變壓器應用在開關(guān)電源進行具體說明。
實施例1參見圖4，半橋開關(guān)電源包括變壓器、半橋驅(qū)動管Q1、Q2，二極管D1、D2及電容C。初級繞組和次級繞組各具有兩個對稱的繞組，同名端方向相反。初 級繞組的A端連接半橋驅(qū)動管Ql和Q2之間，a端與b端連接后再通過電容C接地；初級繞組的B端懸空，b端與a端連接；次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與二極管Dl連接，另一異名端與二極管D2連接。二極管Dl和D2用于進行全波整流。此時初級繞組的a端和b端通過電容C交流接地，對大地無高頻共模電壓；A端至a端的高頻共模電壓分布被B端至b 端的感應電壓分布所抵消，Aa與Bb這對線圈構(gòu)成的整體不會產(chǎn)生對外的高頻輻射電場，因此不會通過分布電容耦合至次級繞組。
實施例2參見圖5，推挽式開關(guān)電源包括變壓器、推挽驅(qū)動管Q1、Q2，二極管D1、D2。初級繞組和次級繞組各具有兩個對稱的繞組，同名端方向相反。推挽驅(qū)動管Ql和Q2輪流導通。初級繞組的A端連接推挽驅(qū)動管Q2，B端連接推挽驅(qū)動管Ql，a端和b端連接后與直流供電電源 VCC連接。次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管Dl連接，另一異名端與所述二極管D2連接。二極管Dl和D2用于進行全波整流。此時初級繞組的a端和b端連接VCC,對大地無高頻共模電壓；A端至a端、B端至b端中任何位置產(chǎn)生的高頻共模電壓分布均會在其對稱線圈的同一位置產(chǎn)生大小相等，極性相反的分布，不會產(chǎn)生對外的高頻輻射電場，因此不會通過分布電容耦合至次級繞組。
最后所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發(fā) 明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1.一種低噪聲的開關(guān)電源變壓器，其特征在于所述變壓器的初級繞組和次級繞組分別是由匝數(shù)相等的一對線圈構(gòu)成的對稱繞組，每對線圈同名端繞向相反。
2.一種低噪聲開關(guān)電源，其特征在于所述低噪聲開關(guān)電源包括權(quán)利要求1所述的變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，還包括半橋驅(qū)動管Q1、Q2，二極管D1、D2、電容C ;所述初級繞組的A端連接所述半橋驅(qū)動管Ql和Q2之間，a端與b端連接后再通過電容C接地；所述初級繞組的B端懸空，b端與a端連接；所述次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管Dl連接，另一異名端與所述二極管D2連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的開關(guān)電源，其特征在于，還包括推挽驅(qū)動管Q1、Q2，二極管D1、D2 ；所述初級繞組的A端連接推挽驅(qū)動管Q2，B端連接推挽驅(qū)動管Ql，a端和b端連接后與直流供電電源VCC連接；所述次級繞組的一端相連，另一端是兩個異名端，其中，一異名端與所述二極管Dl連接，另一異名端與所述二極管D2連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低噪聲的開關(guān)電源變壓器，所述變壓器的初級繞組和次級繞組分別是由匝數(shù)相等的一對線圈構(gòu)成的對稱繞組，每對線圈同名端繞向相反。還公開一種低噪聲開關(guān)電源，包括該公開的變壓器。本發(fā)明提供的變壓器的初級繞組和次級繞組產(chǎn)生的高頻交流電壓分布所產(chǎn)生的電場互相抵消，不會通過初次級之間的電容耦合至次級線圈，從而抑制了共模干擾。
文檔編號H02M1/12GK103065773SQ201110326258
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者趙章琰, 李勇滔, 李英杰, 秦威, 夏洋 申請人:中國科學院微電子研究所