[实用新型]一种低干扰高耦合变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种低干扰高耦合变压器。

背景技术

新型智能控制产品目前正以迅猛的发展势头全方位进入各种终端电子电气产品市场。由于应用越来越广泛，智能控制产品需要满足各种环境的应用要求，主要包括如下：

1、轻薄化

由于电气设备的轻薄化趋势不断延伸，留给电路板的空间越来越有限，因此相关的元器件的空间也相应受限，如果不能实现轻薄化设计，项目失败的风险就很高。

2、宽温度应用环境

由于商品贸易的全球化发展，一款产品往往在全球各个地方销售，产品的设计需要考虑各种应用环境温度的场合，如寒区和热带地区，室内和室外等等。

3、良好电磁兼容性能

外界环境以及电器内部都容易产生高频干扰信号，如果这些干扰信号通过通讯变压器串入控制电路中，容易发出错误控制指令或控制电路失效。因此，通讯变压器本身不能对高频干扰信号产生高耦合，以防将干扰信号引入控制电路中。

4、极高的信号灵敏度

由于控制电路中的信号通常都是弱电小信号，其电压很低，因此通讯变压器需要有极高的信号灵敏度，其初次级绕组间要有高耦合性，以便将微弱的小信号进行有效传送。

5、足够的防电击安全防护

由于控制器在人操作时，容易与人体接触，而一个大范围的控制信号的传送极可能通过市电网络传输，再通过通讯变压器在市电与控制电路中传送，因此作为桥梁作用的通讯变压器必须有足够的绝缘隔离能力，能承受足够高的绝缘击穿电压。

以上各项要求，单独一项要求实现并不太难，但5项要求综合一起，实现的难度就很大。因为这些要求往往是对立的，比如既要满足对通讯信号的高耦合要求，又要满足对干扰信号的低耦合要求。宽温应用，特别是低温应用的要求使得变压器需要有足够的圈数来维持低温时的电感，而过多的绕组圈数造成绕组间的高频耦合对抑制高频干扰带来不利，同时也不利于变压器的轻薄化。而轻薄化的要求也对以上其余四项要求的实现带来不利挑战。在传统的产品设计方案中还没有发现有理想的解决方案。

传统产品主要的缺点如下：

1、为了满足安全电压的要求，初次级绕组间距比较大，造成产品体积大。

2、通常没有使用封闭磁路的磁芯，圈数多，体积大。

3、如果使用封闭磁路的磁芯，则安全距离达不到或者绕组间的耦合电容太大造成抗干扰能力弱。

4、为了减少绕组间的耦合电容和漏电感，不得不减少绕组的圈数，降低电感，结果造成产品对控制信号的灵敏度不够。

5、使用普通的磁芯材料，在低温-40度时电感下降太多，无法满足传送控制信号的要求。

如果按照传统产品的设计，达到要求的电气性能，其体积长x宽x高将会达到16x16x20毫米以上，无法实现小型化、轻薄化。而如果要压缩产品的体积，传统设计无法达到电气性能的要求，主要表现在：

1、为了达到电感的要求，需要有足够的绕组圈数，但产品的体积限制了绕线空间。

2、由于体积的紧凑，使得绕组间的距离非常靠近，耦合电容加大，难以满足抗干扰的要求。

3、由于体积的紧凑，使得绕组间的距离非常靠近，要满足4000V的高压测试变得非常困难。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种低干扰高耦合变压器，其具有体积小、厚度小、适应宽温大、电磁兼容性能良好、信号灵敏度以及防电击的优点。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种低干扰高耦合变压器，其设有底座、与底座固定连接的磁芯元件；所述磁芯元件设有环形磁芯、缠绕在环形磁芯上的初级绕组、覆盖在初级绕组外表面且由绝缘材料制成的骨架以及缠绕在骨架上且对应初级绕组而设的次级绕组；所述初级绕组设有第一接线端和第二接线端，所述次级绕组设有第三接线端和第四接线端，所述底座上设有四个金属引脚，分别为与第一接线端固定连接的第一金属引脚、与第二接线端固定连接的第二金属引脚、与第三接线端固定连接的第三金属引脚及与第四接线端固定连接的第四金属引脚。

所述初级绕组由第一铜线绕制而成的初级绕组，且该第一铜线外部设有一层由高温绝缘漆包裹制成的第一绝缘层；所述次级绕组由第二铜线绕制而成的次级绕组，且该第二铜线外部设有一层由高温绝缘漆包裹制成的第二绝缘层。