[发明专利]抑制过高功率传输的信号隔离变压器

说明书

技术领域

本发明涉及一种变压器，尤其是控制变压器。

背景技术

目前，在各种通信设备中大量使用各种信号控制变压器，其中的隔离变压器较常用，如同轴传输设备、网络设备、电脑网络接口设备等均有应用，是一种广泛使用的模拟器件。通常而言，这种信号变压器主要采用截面积相同的环形磁芯，其设计主要功能是满足正常的信号交换传输，并具有隔离直流抗干扰的作用。传统信号隔离变压器因需要满足信号的低损耗耦合传输，所设计变压器磁芯——也叫铁芯的磁路横截面积较大，磁芯饱和所需的能量较高。当输入端线路出现高能量干扰时，将有部分分量的高功率的脉冲、谐波等在隔离变压器磁芯未饱和前被电磁转换到输出端，从而导致信号隔离变压器输出侧电路损坏。因此，在一些应用中采用相关保护方法来抑制线路上的高能量干扰脉冲或谐波，但都要增加额外的防护元件及电路来实现，无疑增加电路的复杂程度和成本。

发明内容

为克服上述缺陷和不足，本发明的目的是提供一种抑制过高功率传输的信号隔离变压器，适用于各种耦合传输，确保在线路上保持低功率电磁交换而抑制过高功率的电磁交换。

为达上述目的，本发明的具体技术方案是：

一种抑制过高功率传输的信号隔离变压器，它包括环形磁芯及缠绕在磁芯上的输入和输出线圈，其特征在于：

所述的磁芯包含至少一个截面面积大和一个截面面积小的磁路，而且截面面积大的磁路与截面面积小的磁路长度不等。

所述截面面积大的磁路长度大于截面面积小的磁路。

优选地，截面面积小的磁路长度远远短于截面面积大的磁路。

优选地，从最大截面面积的磁路对称尖锐形变至最小截面面积的磁路。

优选地，截面面积小的磁路形状呈对称弧形的磁芯。

优选地，所述的输入和输出线圈允许有不同的电感参数和匝数比。

优选地，线圈之间的绝缘耐压强度大于275V以上。

上述的技术方案的技术效果在于：在低于限定功率的信号传输状态，变压器的磁芯未饱和，变压器线性工作，信号无损耗传输；在高于限定功率的干扰出现状态下，变压器至少有截面面积小的磁路部分磁芯饱和，变压器非线性工作，其输入端与输出端之间的交换功率大小被限制。

附图说明

图1是本发明磁芯截面面积较小的磁路形状呈对称弧形的结构示意图。

图2是本发明磁芯截面面积小的磁路形状呈台阶形的结构示意图。

图3是本发明磁芯截面面积小的磁路形状呈对称尖锐变形的结构示意图。

在图中，输入线圈1，截面面积大的磁路2，呈对称弧形的小截面面积磁路3，输出线圈4，呈台阶形的小截面面积磁路5，呈对称尖锐形的小截面面积磁路6。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明专利做进一步地详细说明。

根据变压器的结构原理可知：

U≈E＝4.44·f·N·B·S而

所以，功率其中，U-电压，I-电流，-功率因数，f-输入信号频率，N-线圈匝数，B-铁心中磁感应强度最大值，S-磁芯截面积。

从变压器功率P的公式中可知，在f、N、B和I基本不变或变化不大的情况下，功率P与S-磁芯截面积成正比。功率越大，所需磁芯的截面积就越大，反之，亦然。因此，通过控制磁芯截面积S能抑制过高的功率传输信号。

在变压器中，输入和输出线圈都缠绕在环形的磁芯上，当有电信号输入时，设线圈产生的磁力线/磁通量都在磁芯中构成回路，即磁力线在磁芯中所经过的线路为磁路；磁芯构成磁路。

实施例一

图1所示，是本发明磁芯截面面积较小的磁路形状呈对称弧形的结构示意图。图中所示的是本发明的一种抑制过高功率传输的信号隔离变压器，它主要由输入线圈1、环形磁芯和输出线圈4组成。其中，环形磁芯包含两个截面大小和磁路长度不等的磁路，即一个截面面积大的磁路2和一个截面面积小的磁路3；截面面积小的磁路3的磁路长度远远小于截面面积大的磁路2的。所述的截面面积小的磁路3的形状呈对称弧状。磁芯的两上分别缠绕有输入线圈1和输出线圈4。

当图1所示的信号隔离变压器接于线路中，输入线圈1有电流流动，将在磁芯上产生磁通，因磁芯的磁路上有大小不同截面的磁路2和磁路3，相同的磁通量在磁芯的磁回路截面积最小的有源部分产生的磁感应强度最强。