强化绝缘变压器以及其设计方法技术

本发明专利技术提供强化绝缘变压器以及其设计方法。在本发明专利技术一实施例的强化绝缘变压器中，二次线圈卷曲在一次线圈上，由此一次线圈和二次线圈形成层叠结构，并且满足强化绝缘(reinforced insulation)基准，所述一次线圈和所述二次线圈包括导线和包围该导线的绝缘表皮层，所述二次线圈的绝缘表皮层数量多于所述一次线圈的绝缘表皮层数量，或者所述二次线圈的绝缘表皮层的厚度大于所述一次线圈的绝缘表皮层的厚度。

【技术实现步骤摘要】
强化绝缘变压器以及其设计方法
本专利技术涉及强化绝缘变压器以及其设计方法，更详细地说，涉及能够以最小的体积实现一次电源和二次电源之间的强化绝缘结构的变压器以及其设计方法。
技术介绍
各种电子设备以及装置需要多种电源。因此，在各个电子设备以及装置设置有将从外部接收到的交流电源转换为该电子设备以及装置所需的电源的电源供给装置。作为这种电源供给装置的类型有串联稳压(seriesregulator)方式和开关模式(witchingmode)方式。串联稳压方式是通过使用变压器(transformer)来转换交流电源的方式，主要用于TV接收器或CRT显示器等。这种串联稳压方式，虽然外围电路简单并且价格低廉，但是存在产生大量的热、电源效率低以及体积大的缺点。开关模式方式是通过利用开关元件来转换交流电源的方式，与串联稳压方式相比，具有几乎不产生热，电力效率高且体积小的优点。通常，将这种开关模式方式的电源供给装置称作SMPS(witchingmodepowersupply：开关电源)。尤其，SMPS效率高、耐久性强并且有利于小型化和轻量化，从而作为通信用、工业用、PC用、OA设备用、家电用等的大部分电子设备、装备以及系统的电源供给装置使用。SMPS基本上设置有变压器(transformer)。此时，SMPS用变压器包括作为磁体的铁芯(Core)、作为用于绝缘以及绕线的框架的绕线架(bobbin)、卷曲于绕线架并传递一次电源和二次电源的一次线圈和二次线圈。由此，SMPS可利用在一次线圈和二次线圈产生的电磁感应现象来转换电源。另一方面，逆变器是将直流转换为交流的装置，通过根据PWM(PulseWidthModulation)信号而导通/关断(on/off)的开关元件，来开关直流电压、产生交流电压，并向负载输出所生成的交流电压。SMPS是为了这种逆变器的控制器和向其他周边设备的电源供给而设置。即，在逆变器中，SMPS所产生的低电压电源通过被加工为与运转、保护、控制等的目的相匹配来使用。在逆变器的SMPS中，各个电源(或各个线圈)彼此电绝缘(以下，称作“绝缘”)。此时，各个电源之间(例如，一次电源之间、二次电源之间、或一次电源与二次电源之间)的绝缘等级根据各个电源的使用位置来决定。此时，绝缘等级是用于安全的绝缘基准，可划分为功能绝缘(functionalinsulation)、基本绝缘(basicinsulation)以及强化绝缘(reinforcedinsulation)三种。尤其，在二次电源为位于使用者能够直接接触的外部的电源(例如，I/O电源等)的情况下，必须实现强化绝缘。但是，作为现有的用于实现强化绝缘的方法，仅提出了单纯增加一次电源与二次电源之间的绝缘距离。因此，当应用现有方法时，存在逆变器SMPS用变压器的体积随着该绝缘距离的增加而变大的问题点。
技术实现思路
本专利技术为了解决上问题而提出，其目的在于，提供一种能够以最小的体积实现一次电源和二次电源之间的强化绝缘结构的变压器以及其设计方法。但是，本专利技术要解决的问题不限定于在上面提及到的问题，本领域的普通技术人员可从以下的记载明确地理解未提及到的其他问题。为了解决如上所述的问题，在本专利技术一实施例的强化绝缘变压器中，二次线圈卷曲在一次线圈上，由此所述一次线圈和所述二次线圈形成层叠结构，并且满足强化绝缘(reinforcedinsulation)基准，其中，所述一次线圈和所述二次线圈包括导线和包围该导线的绝缘表皮层，所述二次线圈的绝缘表皮层数量多于所述一次线圈的绝缘表皮层数量，或者所述二次线圈的绝缘表皮层的厚度比所述一次线圈的绝缘表皮层的厚度厚。所述二次线圈的绝缘表皮层可形成为多层，以满足基本绝缘(basicinsulation)基准的耐电压。所述二次线圈的绝缘表皮层可以是三层。所述一次线圈和所述二次线圈的与针脚相邻的各个引出部可分别被绝缘管包围。所述绝缘管可以是特氟龙(Teflon)管。所述一次线圈和所述二次线圈的隔板合计距离可小于强化绝缘基准的隔开距离。所述一次线圈和所述二次线圈的隔板合计距离可在满足基本绝缘(basicinsulation)基准的隔开距离的范围内。本专利技术一实施例的强化绝缘变压器可包含在逆变器用电源供给装置中。本专利技术一实施例的强化绝缘变压器的设计方法，是一次线圈和二次线圈形成层叠结构，并且其之间满足强化绝缘(reinforcedinsulation)基准的变压器的设计方法，其中，包括(1)卷曲形成所述一次线圈的步骤，(2)在所述一次线圈上卷曲形成所述二次线圈的步骤，所述一次线圈和二次线圈包括导线和包围该导线的绝缘表皮层，所述二次线圈的绝缘表皮层数量多于所述一次线圈的绝缘表皮层数量，或者所述二次线圈的绝缘表皮层的厚度比所述一次线圈的绝缘表皮层的厚度厚。本专利技术一实施例的强化绝缘变压器的设计方法还包括，用绝缘管包围所述一次线圈和所述二次线圈的与针脚相邻的各个引出部的步骤。如上所述构成的本专利技术具有能够以最小的体积实现一次电源和二次电源之间的强化绝缘结构的优点。尤其，本专利技术实现基于满足双层基本绝缘基准的强化绝缘，由此能够减少在以往实现强化绝缘时增加的一次电源和二次电源之间的绝缘距离，从而能够减小隔板的大小，其结果具有能够增大一次线圈和二次线圈的卷曲部，即线圈窗口面积的优点。但是，本专利技术的效果不限定于以上提及到的效果，本领域的普通技术人员可从下面的记载明确理解未提及到的其他效果。附图说明图1是表示普通SMPS的结构的框图。图2表示本专利技术一实施例的强化绝缘变压器的正面照片。图3示出了在图2中省略绝缘层的情形的照片。图4是示出本专利技术一实施例的强化绝缘变压器的正面照片以及斜视面照片。图5是参照图4示出的本专利技术一实施例的强化绝缘变压器的结构。图6A、图6B及图6C示出了铁芯(core)100、一次线圈310、二次线圈320以及绝缘层400的一个例子。图7示出了图5的一部分的剖面。图8示出了在现有变压器中，引出部311、321与针脚500连接的状态。图9示出了在本专利技术一实施例的强化绝缘变压器中，引出部311、321与针脚500连接的状态。图10示出了本专利技术一实施例的强化绝缘变压器的设计方法的流程图。附图标记说明10：噪声过滤器20：输入整流平滑电路30：转换器40：控制电路50：输出整流平滑电路100：铁芯200：绕线架210：针脚部220：中心部230：顶部300：线圈310：一次线圈310a、320a：导线310b、320b：绝缘表皮层311、321：引出部320：二次线圈400：绝缘层500：针脚600：隔板700：绝缘管具体实施方式以下，通过与附图相关的详细说明，会更加明确本专利技术的上述目的和方法以及根据其的效果，从而本领域普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化绝缘变压器，通过二次线圈卷曲在一次线圈上，所述一次线圈和所述二次线圈形成层叠结构，并且满足强化绝缘基准，其特征在于，/n所述一次线圈和所述二次线圈包括导线和包围该导线的绝缘表皮层，二次线圈的绝缘表皮层数量多于所述一次线圈的绝缘表皮层数量，或者二次线圈的绝缘表皮层的厚度比所述一次线圈的绝缘表皮层的厚度厚。/n

【技术特征摘要】
20190307 KR 10-2019-00261171.一种强化绝缘变压器，通过二次线圈卷曲在一次线圈上，所述一次线圈和所述二次线圈形成层叠结构，并且满足强化绝缘基准，其特征在于，
所述一次线圈和所述二次线圈包括导线和包围该导线的绝缘表皮层，二次线圈的绝缘表皮层数量多于所述一次线圈的绝缘表皮层数量，或者二次线圈的绝缘表皮层的厚度比所述一次线圈的绝缘表皮层的厚度厚。


2.根据权利要求1所述的强化绝缘变压器，其特征在于，
所述二次线圈的绝缘表皮层形成为多层，以满足基本绝缘基准的耐电压。


3.根据权利要求2所述的强化绝缘变压器，其特征在于，
所述二次线圈的绝缘表皮层为三层。


4.根据权利要求1所述的强化绝缘变压器，其特征在于，
所述一次线圈的与针脚相邻的引出部和所述二次线圈的与针脚相邻的引出部，分别被绝缘管包围。


5.根据权利要求4所述的强化绝缘变压器，其特征在于，
所述绝缘管为特氟龙管。


6.根据权利要求4所述的强化绝缘变压器，其特征在于，
所述一次线圈和所述二次线圈的隔板合计距离小于强化绝缘基准的隔开距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德英，梁千锡，
申请(专利权)人：LS产电株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR