[发明专利]电源转换装置及其变压器

说明书

技术领域

本发明关于一种电源转换装置及其变压器。

背景技术

近年来电子电路应用于电子装置，例如电源转换装置，即电源供应器或电能转换器愈渐广泛。然而，由于此类的电路常操作于高频切换，因此容易产生电磁干扰(Electro-Magnetic Interference，EMI)，进而影响电子装置，其中依据传递方式的不同，电磁干扰可区分为辐射性(Radianted)与传导性(Conducted)两类，辐射性电磁干扰系直接由开放空间传递，传导性电磁干扰经由导线来传递。

传导性电磁干扰依据噪声电流传导路径的不同，又可区分为共模噪声(Common-mode noise)与差模噪声(Differential-mode noise)，其中差模噪声是当两条导线的电流方向互为相反时发生的；而共模噪声是当所有的导线的电流方向相同时发生的。

为了有效消除电磁干扰，通常依据需要消除的噪声种类，而在电子装置中对应装设消除此种噪声的电感器，例如欲消除共模噪声，则是在电子装置中设置一共模电感器及一电容器，以消除共模噪声，若欲同时消除差模噪声，则需再于电子装置中，增设一差模电感器及另一电容器，以消除差模噪声。然而，随着电子技术发展，各种电子装置的功能要求越来越高，且功率密度越来越大，相对的则要求电感器的体积尽可能的小，而减少电感器的体积及成本最有效的方法即为减少电子装置的原始噪声。就共模电感器而言，因市面上的共模电感器的制作工艺复杂且体积大，故目前则以减少共模噪声为提升电源转换装置的重要项目之一。

请参照图1所示，为一种传统的电源转换装置1的等效电路图，该电源转换装置1包括一变压器11、一桥式整流器12、一电容器13以及一晶体管14，并相互电性连接，而该变压器11的结构为一次侧绕组111绕设于一磁性组件(图未显示)的外侧，而二次侧绕组112绕设在于一次侧绕组111的外侧所构成；该电源转换装置1接收外部输入的交流电压V1至该桥式整流器12，并经由整流后的整流电压送至该晶体管14，该晶体管14借由一外部输入的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号P1以作切换开关的动作，将该整流电压送至该变压器11，以产生一直流电压V2输出。就共模噪声而言，通常由该变压器11的该二次侧绕组112或该一次侧绕组111产生的电压跳变或寄生参数的耦合造成。

请参照图2所示，是自该电源转换装置1取得的共模噪声测量结果，目前标准电磁干扰的频率范围为0.15MHz至30MHz之间，而由图中所示系可得知该电源转换装置1的共模噪声值约为76dB。

传统技术主要是以下列二种方式消除共模噪声。请参照图3所示，一种消除共模噪声的方式是在该变压器11中增加一绕组113于该一次侧绕组111与该二次侧绕组112之间，且该绕组113并与一电容器15电性连接，以于该一次侧绕组111与该二次侧绕组112之间产生一相位互补电压，并利用该相位互补电压产生一共模电流，以抵消该变压器11的共模电流。然而，此种方式不仅该变压器11的设计亦因增设该绕组113而更加复杂，同时亦提升制作成本。

请参照图4所示，另一种消除共模噪声的方式是在该电源转换装置1的该变压器11中增加一法拉第屏蔽层M，其包覆于该二次侧绕组112外且电性连接至该一次侧绕组111，以减少该一次侧绕组111流向该二次侧绕组112的共模电流。然而，此种方式却增加该二次侧绕组112对该一次侧绕组111的电容值，故对于抑制共模噪音还是十分困难。

因此，如何提供一种能够消除共模噪声，以减少体积及制作成本，并同时提升功率密度的电源转换装置及其变压器，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够消除共模噪声，以减少体积及制作成本，并同时提升功率密度的电源转换装置及其变压器。

缘是，为达上述目的，依据本发明的一种变压器包括一磁性组件、一第一绕组、一第二绕组以及一屏蔽组件。该第一绕组绕设在该磁性组件之外，该第二绕组绕设在该第一绕组之外，该屏蔽组件设置在该第一绕组与该第二绕组之间。

为达上述目的，依据本发明的一种电源转换装置包括一变压器以及一第一电容器。该变压器系包括一磁性组件、一第一绕组、一第二绕组及一屏蔽组件；该第一绕组绕设该磁性组件之外，该第二绕组绕设该第一绕组之外，该屏蔽组件设置在该第一绕组与该第二绕组之间，该第一电容器与该屏蔽组件电性连接。