变压器和电压转换设备的制作方法

本技术实施例涉及电子电路领域，并且尤其涉及一种变压器和电压转换设备。

背景技术：

1、电子设备的电源充电设备通常设置有电压转换设备，将交流电压转换为直流电压。电源充电设备可以通过诸如usb接口等将直流电压提供给电子设备。

2、电压转换设备实现交流电压到直流电压的转换主要是通过内置的变压器进行的，传统变压器的叠层结构所采用的绕组布置方式会产生较大的漏感，导致了较大的电磁兼容干扰(electromagnetic compatibility interference，emc)。

3、由于用于电子设备的电源充电设备对电磁兼容干扰有强制限值要求，传统技术中会在电压转换设备上设置诸如y1电容的元件，y1电容具有较高的耐压和防护等级，用于保护电路免受电磁干扰和过电压的影响。y1电容能够有效地滤除电压转换设备中的共模干扰，减少了变压器的漏感电流带来的emc干扰，从而保证了电子设备的正常工作。如果y1电容自身或其他环境因素引起该元件失效，则会导致强电的一侧的电压直接串接到弱电的usb接口端，会引发人身安全触电风险。

4、然而，如果采用串联的多个y1电容来减少单个元件的失效概率，由于y1电容属于高压电容，具有成本高且体积大的特点，则会导致产品体积和成本增加。

5、因此，急需一种能够有效减少emc干扰的方案。

技术实现思路

1、本实用新型实施例提供了一种变压器和电压转换设备，能够至少部分解决上述技术问题。

2、根据本实用新型实施例的第一方面，提供了一种变压器，所述变压器包括叠层结构骨架、初级绕组、次级绕组、反馈级绕组以及磁芯。所述叠层结构骨架包括多个绕组叠层，相邻绕组叠层之间设置有绝缘包层。初级绕组设置在第一绕组叠层中，用于输入第一交流电压。次级绕组设置在第二绕组叠层中，用于根据所述第一交流电压输出第二交流电压。反馈级绕组设置在第三绕组叠层中，用于根据所述第二交流电压输出第三交流电压，所述第三交流电压用于调整所述第一交流电压。磁芯设置在所述叠层结构骨架中，所述初级绕组、所述次级绕组和所述反馈级绕组围绕所述磁芯设置。所述反馈级绕组包括第一部分绕组和第二部分绕组，所述第一部分绕组和所述第二部分绕组交错缠绕在所述第三绕组叠层中，所述第一部分绕组与所述第二部分绕组之间设置有绝缘包层。

3、在本实施例的方案中，第一部分绕组和第二部分绕组设置在叠层结构骨架中的第三绕组叠层中，使第一部分绕组和第二部分绕组能够获取彼此的漏感，形成了第一部分绕组和第二部分绕组之间并联的效应。尤其在低频漏感更容易穿过绝缘包层的情况下，通过第一部分绕组与第二部分绕组之间的交错缠绕，减少了变压器的漏感，从而减小了漏感形成的emc干扰。

4、在本实施例的另一实现方式中，沿着所述第三绕组叠层中的绕组缠绕方向，通过所述第一部分绕组与所述第二部分绕组之间的绝缘包层，所述第一部分绕组形成多个第一区段，所述第二部分绕组形成多个第二区段，所述多个第一区段和所述多个第二区段交错间隔。

5、通过这样的设置方式，能够增大各个第一区段与各个第二区段之间的漏感的渗透，从而进一步减小了变压器的漏感。

6、在本实施例的另一实现方式中，沿着所述第三绕组叠层中的绕组缠绕方向，所述多个第一区段的绕线匝数逐渐减小，所述多个第二区段的绕线匝数逐渐增大。

7、通过这样的设置方式，同时兼顾了第一部分绕组和第二部分绕组之间的串联效应和并联效应，有利于最大化地减小低频漏感和高频漏感。

8、在本实施例的另一实现方式中，在所述多个绕组叠层中，所述第三绕组叠层设置在所述第一绕组叠层与所述第二绕组叠层之间。

9、通过这样的布置方式，有利于兼容的绕组叠层结构中各个绕组叠层的布置方式。

10、在本实施例的另一实现方式中，在所述第三绕组叠层中，所述第一部分绕组的磁路方向和所述第二部分绕组的磁路方向相同。

11、通过这样的布置方式，有利于兼容的绕组叠层结构中的绕组缠绕方式。

12、在本实施例的另一实现方式中，相邻绕组叠层中的绕组的磁路方向相反。

13、通过这样的布置方式，有利于减小各个绕组叠层之间的漏感。

14、在本实施例的另一实现方式中，多个所述第一绕组叠层中的绕组通过串联形成所述初级绕组，在所述多个绕组叠层中任意两个所述第一绕组叠层不相邻；或者，多个所述第二绕组叠层中的绕组通过串联形成所述次级绕组，在所述多个绕组叠层中任意两个所述第二绕组叠层不相邻。

15、通过这样的布置方式，有利于兼容的绕组叠层结构中各个绕组叠层的布置方式。

16、根据本实用新型实施例的第二方面，提供了一种电压转换设备，所述电压转换设备包括：根据第一方面所述的变压器，包括初级绕组、次级绕组和反馈级绕组；逆变控制单元，连接在直流输入端与所述初级绕组之间，用于根据反馈电压信号，将所述直流输入端的直流输入电压变换成第一交流电压，并且将所述第一交流电压输出到所述初级绕组；弱电整流单元，连接在所述次级绕组与直流输出端之间，用于对所述次级绕组的第二交流电压整流成直流输出电压；强电整流单元，与所述反馈级绕组电连接，用于对所述反馈级绕组的第三交流电压进行整流，得到所述反馈电压信号。

17、在本实施例的方案中，第一部分绕组和第二部分绕组设置在叠层结构骨架中的第三绕组叠层中，使第一部分绕组和第二部分绕组能够获取彼此的漏感，形成了第一部分绕组和第二部分绕组之间并联的效应。尤其在低频漏感更容易穿过绝缘包层的情况下，通过第一部分绕组与第二部分绕组之间的交错缠绕，减少了变压器的漏感，从而减小了漏感在电压转换设备中形成的emc干扰。

18、在本实施例的另一实现方式中，所述弱电整流单元包括整流二极管和第一电压平滑子单元，所述整流二极管和所述第一电压平滑子单元并联在所述次级绕组与所述直流输出端之间。通过与整流二极管并联的第一电压平滑子单元，能够吸收变压器的漏感传递到次级侧产生的电压尖刺，进一步减少了emc干扰。

19、在本实施例的另一实现方式中，所述逆变控制单元包括控制器、开关管、以及第二电压平滑子单元，其中，所述控制器连接到所述开关管的控制端，所述开关管的第一端连接到第一偏置低压，所述开关管的第二端连接到所述初级绕组，所述第二电压平滑子单元并联在所述开关管的第一端与第二端之间。通过与开关管并联的第二电压平滑子单元，能够吸收变压器的漏感在初级侧产生的电压尖刺，进一步减少了emc干扰。

技术特征：

1.一种变压器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，沿着所述第三绕组叠层中的绕组缠绕方向，通过所述第一部分绕组与所述第二部分绕组之间的绝缘包层，所述第一部分绕组形成多个第一区段，所述第二部分绕组形成多个第二区段，所述多个第一区段和所述多个第二区段交错间隔。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，沿着所述第三绕组叠层中的绕组缠绕方向，所述多个第一区段的绕线匝数逐渐减小，所述多个第二区段的绕线匝数逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，在所述多个绕组叠层中，所述第三绕组叠层设置在所述第一绕组叠层与所述第二绕组叠层之间。

5.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，在所述第三绕组叠层中，所述第一部分绕组的磁路方向和所述第二部分绕组的磁路方向相同。

6.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，相邻绕组叠层中的绕组的磁路方向相反。

7.根据权利要求6所述的变压器，其特征在于，多个所述第一绕组叠层中的绕组通过串联形成所述初级绕组，在所述多个绕组叠层中任意两个所述第一绕组叠层不相邻；

8.一种电压转换设备，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的电压转换设备，其特征在于，所述弱电整流单元包括整流二极管和第一电压平滑子单元，所述整流二极管和所述第一电压平滑子单元并联在所述次级绕组与所述直流输出端之间。

10.根据权利要求8所述的电压转换设备，其特征在于，所述逆变控制单元包括控制器、开关管、以及第二电压平滑子单元，其中，所述控制器连接到所述开关管的控制端，所述开关管的第一端连接到第一偏置低压，所述开关管的第二端连接到所述初级绕组，所述第二电压平滑子单元并联在所述开关管的第一端与第二端之间。

技术总结本技术实施例提供了一种变压器和电压转换设备。所述变压器包括叠层结构骨架、初级绕组、次级绕组、反馈级绕组以及磁芯。初级绕组设置在第一绕组叠层中，用于输入第一交流电压。次级绕组设置在第二绕组叠层中，用于根据第一交流电压输出第二交流电压。反馈级绕组设置在第三绕组叠层中，用于根据第二交流电压输出第三交流电压，第三交流电压用于调整第一交流电压。磁芯设置在叠层结构骨架中，初级绕组、次级绕组和反馈级绕组围绕磁芯设置。反馈级绕组包括第一部分绕组和第二部分绕组，第一部分绕组和第二部分绕组交错缠绕在第三绕组叠层中，第一部分绕组与第二部分绕组之间设置有绝缘包层。技术研发人员：曹浩,孙全周,许金峰,何明辉,谭炜受保护的技术使用者：西门子（中国）有限公司技术研发日：20231027技术公布日：2024/7/9