專利名稱：角差變壓器的制作方法
技術領域：
本發明涉及角差變壓器，作為小型電子變壓元器件，可廣泛應用于電子產品的交流電源變壓。適用于工業自動化，家用電器等領域。
變壓器的發展在相當長的時間內以硒鋼片或鐵氧體的電磁轉換來實現變壓，線圈繞組直接接入市電220V，輸入感抗較高，負載的變化所引起的輸出電壓值的不穩定，造成穩壓電路耗散大量的電能。電磁能的完全轉換增加了變壓器的體積，效率一般低于20％，由于采用橋式整流中二級管的單向性，只有在AC峰值電壓附近，二極管才會有電流通過，導通角僅約60°，輸入電流產生的波形失真，不僅對電網造成污染，還會使系統功率因素降低。1990年代初期發展起來的開關型電源，將功率因素校正(PFC)與脈沖寬度調制(PWM)控制器集成到同一芯片上的組合式IC，使電子整機輕便化、節能化，對擬制波形失真，解決抗諧波提供了有效手段，其高成本目前僅應用于重要的電子產品中。
本發明的目的，以開關電源高反饋穩壓輸出，高頻磁能轉換的小體積。在以更有效的方式實現電能的轉換、穩壓的線性，功率體積之比達到開關電源的同樣的機理，角度變壓器實現了體積小、元件少、功率大的另一種途徑。如傳統變壓器輸出電壓為u，負載穩定電壓為0.8u，忽略感性元件的畜能，則輸出電壓由0到0.8u時，整流二極管截止，無功率輸出，當輸出由0.8u到u，此時穩壓回路電流增大，相當于峰值附近時的輸出短路，將耗散變壓器大量的電能，功率有效使用的百分比非常低。角差變壓器則利用互感接近等值的高輸入輸出電壓的隔離，經過二次儲能式分壓變壓以及兩路角差電壓的疊加，獲得穩定的輸出電壓值，整流二極管處于全息完全導通狀態，有效提高了功率的使用率。具備高反饋穩壓性。
本發明的技術解決措施，利用變化的電場與變化的磁場在空間任意方向上的互相垂直，在輸入輸出線圈的垂直方向上，穿繞多股硒鋼絲作為磁能轉換的電磁體，可減小元件的體積，當初，次級繞組線圈為漆包硒鋼絲時，可提高線圈的電感量。由于六棱柱形晶體或其它幾何形狀晶體的電磁諧振性，諧振頻率與平面面積成正比，與長度成反比，沿長度繞制線圈，在諧振市電50Hz或其它頻率時，磁阻最小，磁轉化率最高，作相應頻率變壓器，可提高它的額定功率，在使用硒鋼材料或稀土合金鐵氧體時，同樣存在一個諧振頻率與最小磁阻，正確選擇尺寸能減少變壓器的發熱。具備輕便性。
本發明的特點，根據L、C串聯回路的總阻抗的平方等于感抗與容抗的平方差，合理匹配L、C的大小，可保證輸出阻抗為0，此時輸出功率全部加至負載電阻上，輸出功率因數達100％，而輸入阻抗隨負載的大小、影響感抗的變化，總阻抗在0值附近，負載電阻小時總阻抗呈容性，負載電阻大時總阻抗呈感性，對輸入功率進行調節，額定功率工作在阻抗為0至呈感性范圍，短路時呈純容性。輸入串接電容對干擾尖脈沖電壓進行擬制以及保證任意線圈感抗條件下的變壓器，轉化為磁能部分的功率，與電容分壓獲得，沒有做功則沒有分壓電壓，而徹底減少變壓器漏磁電流(非空氣漏磁)。具備節能性。
本發明的優點，以寬電源AC輸入全球適用，輸出具有過流，過壓、短路自身多重保護，二回路交替90°相位差輸出，整流疊加無0值電壓，波形平緩，穩壓厚實，濾波后紋波較小，穩壓差值部分沒有損耗掉，而是通過繞組把能量反饋至輸出級，以及存進貯能電容，貯能電感，在交流下降時進行釋放。它的限流啟動沒有沖擊電流，并對干擾電壓進行吸收，瞬時效應具有較好的穩壓特性，特別適用微型、便攜式和移動電源，是一種低制造成本、高可靠性的產品，能有效節能、減少發熱，并且不會對供電網產生波形失真而造成污染。具備抗諧波性。
如
圖1所示為應用本發明角差變壓器電路圖如圖2所示為應用本發明角差變壓器圈環互繞圖如圖3所示為應用本發明角差變壓器晶體磁芯繞制圖下面根據附圖描述本發明的實施例如圖1所示為應用本發明角差變壓器電路圖，C1與L1為輸入端，C2、L2、L3，L4為輸出經3相全橋Q，穩壓Dw輸出紋波直流穩壓電壓，C2為蓄能電容，L4為蓄能電感，C3為濾波電容。當a點電壓經負半周由0升至最大值時，L2輸出為0至最大值，L2與C2、C3分壓，C3為輸出電壓，當C3電壓超出Dw穩壓值時，相當于C3短路，，輸出能量L2存至C2、L3存至L4，此時輸出阻抗降低，等效至L1感抗大幅降低，輸入C1容抗大于L1感抗變壓器功率減小。而負載電阻減小時引起的L1感抗小幅降低，輸入C1容抗與L1感抗的差值減小，輸入總阻抗減小后功率增大。當a點電壓由最大值減小至0時，C2放出蓄積能量，C2與L2、C3分壓輸出由0至最大值，與L3相差90°相位角電壓，此時L1、L2為輸入繞組，L3為輸出繞組。L3輸出由最大值減小至0。當C3電壓超出Dw時，C2的電能加至L2，L2產生感應電動勢輸至L3，L3存至L4。當a點電壓由0至負半波的最大值時，情形相反，L2、L3的功能互換。
輸入輸出容感匹配對交流的導函數，直流的線性度具有積極的意義，有利于減少輸入正弦波在線圈上的直流分量引起的發熱，既隔直流又對輸出阻抗進行動態平衡，具有提高輸出線性度的作用。當施加給電感以交流電時，等效于極值時的感抗最小，極性變化時的感抗最大，當電感以感應電壓輸出時，等效于極值時感抗最大，0值時感抗最小，工作時最大感抗值在與電壓45°角處。電容的容抗效應與電感相反。容感串聯最大容抗與最大感抗，在原正弦交流45°周期2倍頻率處，純電阻的交流效應具有電壓高時電阻大，電壓低時電阻小，即所遵循的道魔原則，動態阻抗對電路的工作具有一定的影響，并且有如下關系 (其中Ku為電壓系數)如圖2所示為應用本發明角差變壓器圈環互繞圖，1為骨架。2為多股硒鋼絲穿繞的電磁體，股數多、線徑粗功率大，線徑細長頻率低，線徑粗短頻率高。線與線之間以磁能化合物涂層結晶，可大幅增加變壓器功率。3為漆包銅絲線圈繞組，L1與L2、L3隔置密繞，使用漆包硒鋼線時可提高線圈的電感量。此法亦可用于電感的繞制。
如圖3所示為應用本發明角差變壓器晶體磁芯繞制圖，1為磁芯，2為線圈。
根據磁能材料的不同，以及形狀的不同，在最小磁阻條件下諧振頻率時的電磁轉化率最高，當面積為S，長度為δ時；磁能材料的幾何形狀系數為Y，磁介常數為L，則諧振頻率f0有如下關系f0＝YLS/δ
權利要求
本發明涉及角差變壓器，以互感輸出的高電壓，經過儲能式二次分壓穩壓產生的二路相位夾角為90°的疊加電壓，具有較高的直流線性度以及穩定的輸出電壓值，負載具有靈敏的反饋性，穿環互繞式磁芯以及多晶稀土磁芯減小了變壓器的體積，磁能積的最小磁阻與諧振頻率，對提高功率，減少發熱具有較強的實用性，計算關系為諧振頻率f0＝形狀系數Y×磁介常數L×繞制方向平面面積S/長度δ，輸入輸出的容感匹配具有較好的瞬時穩壓特性以及抗諧波性，對影響變壓電路各種元件的分析，提出電容的容抗效應，電感的感抗效應以及電阻在交流電路中的阻抗效應，隨著變化的電壓所體現的動態阻抗，具有如下關系， (其中Ku為電壓系數)。
全文摘要
本發明涉及角差變壓器，以寬電源AC輸入全球適用，輸出具有過流，過壓、短路自身多重保護，二回路交替90°相位差輸出，整流疊加無0值電壓，波形平緩，穩壓厚實，濾波后紋波較小，穩壓差值部分沒有損耗掉，而是通過繞組把能量反饋至輸出級，以及存進貯能電容，貯能電感，在交流下降時進行釋放，它的限流啟動沒有沖擊電流，并對干擾電壓進行吸收，瞬時效應具有較好的穩壓特性，是一種低制造成本、高可靠性的產品。
文檔編號H02M1/12GK1457138SQ0311891
公開日2003年11月19日 申請日期2003年4月10日 優先權日2003年4月10日
發明者楊云柳 申請人:楊云柳