[go: up one dir, main page]

CN114710058B - 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法 - Google Patents

适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114710058B
CN114710058B CN202210379604.6A CN202210379604A CN114710058B CN 114710058 B CN114710058 B CN 114710058B CN 202210379604 A CN202210379604 A CN 202210379604A CN 114710058 B CN114710058 B CN 114710058B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transformer
magnetic
resonant
inductor
columns
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210379604.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114710058A (zh
Inventor
秦海鸿
谢斯璇
张方华
赵絮
徐祯祥
陈志辉
朱春玲
聂新
王逸斌
张震宇
王珑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN202210379604.6A priority Critical patent/CN114710058B/zh
Publication of CN114710058A publication Critical patent/CN114710058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114710058B publication Critical patent/CN114710058B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/44—Circuits or arrangements for compensating for electromagnetic interference in converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
    • H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/10—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

本发明提供了一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，以及在该磁芯基础上的低层间电容绕组绕制方案。将双向谐振变换器的谐振电感与变压器完全分离；将外侧四个磁柱作为谐振电感磁柱，中间四个磁柱作为变压器磁柱的八个磁柱集成一体化结构；将相邻磁柱的绕组进行反向绕制以使侧边柱的磁通抵消；通过调整气隙实现谐振电感值和变压器励磁电感值的灵活调整；变压器的四个磁柱中两个磁柱绕制原边绕组，两个磁柱绕制副边绕组，极大降低变压器原副边层间电容。本发明减小了双向谐振变换器中磁件的数量、体积、重量和损耗；在该集成化磁芯上可以实现多种绕制方案，具有极高的通用性，且能够降低变压器隔离电容，减小共模干扰。

Description

适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法
技术领域
本发明属于电力电子技术与电工技术领域，涉及一种可降低层间电容的电感与变压器磁芯集成化方法，特别涉及一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器一体化磁芯结构。
背景技术
双向谐振变换器是实现蓄电池、超级电容等能量管理系统的核心装置，被广泛应用于航空航天、电动汽车、新能源发电等领域。由于双向谐振变换器原副边分别配置了一个谐振腔，电路中高频电感、变压器等功率磁件数量较多，因此磁性元件体积与损耗成为限制双向谐振变换器性能优化的关键因素。磁集成技术可使多个磁性元件集成到一个磁芯中，从而减少磁性元件数量，降低变换器体积和重量。而且通过合理设计，可以减少或消除磁性元件的交流磁通，从而提高变换器效率和功率密度。
目前文献中针对双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成化设计，常用的方法是利用变压器的漏感来实现谐振电感的功能，并通过较为复杂繁琐的数学计算来控制变压器的漏感，甚至需要利用低磁导率材料作为磁分流器，以形成额外的磁路从而增加变压器漏感。这些方法使得变压器结构变得十分复杂，同时低磁导率材料的铁心损耗非常高，降低了变压器的效率。此外，这些方法中变压器的原副边绕组绕在同一磁柱上，使得层间电容偏大，容易产生共模干扰。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，省去磁性元件的侧边柱，减小了双向谐振变换器中磁件的数量、体积、重量和损耗，优化了变换器的效率与功率密度。具有极高的灵活性，在该集成化磁芯上可以实现多种绕制方案，具有极高的通用性，采用低原副边层间电容的绕制方案可以达到降低变换器EMI问题的目的。
本发明为实现上述目的采用如下技术方案：
本发明提出一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，包括双向谐振变换器，变换器包括逆变器、整流电路、谐振电路和变压器，其中，所述谐振电路耦接于逆变器与整流电路之间，包括谐振电容、谐振电感和变压器；将所述谐振电感和变压器集成至集成式磁性元件中，具体的，集成式磁性元件包括八个磁柱，将谐振电感、变压器绕制在磁柱上，使分立的谐振电感集成为双磁柱电感，将一个变压器拆分为四个串联变压器，通过相反绕制方式消去侧边柱；将四磁柱变压器中的两个磁柱绕制原边，两个磁柱绕制副边，实现原副边绕组不接触的绕制方案，使变压器具备极低的层间电容。
将传统双向谐振变换器中的谐振电感器和变压器集成到一个磁芯之中；运用磁集成技术，将两个传统的分立ER型磁芯电感集成为双磁柱电感；将一个变压器拆分为四个串联变压器，并通过磁集成技术消去变压器的八个侧边柱，只保留四个磁柱，四磁柱变压器可以实现多种绕制方案，相较于原先的单变压器更加灵活。
进一步的，集成式磁性元件为三层结构，包括上层的磁芯盖、中间层的电感与变压器绕组和底层的磁芯底座，其中，磁芯底座包括磁板以及该磁板上集成的八个磁柱；其中，四个磁柱为一排，八个磁柱均匀等间隔排成2排4列。
进一步的，将传统双向谐振变换器中的谐振电感器和变压器集成到一个磁芯之中，该磁芯具有八个磁柱，八个磁柱中两侧的两列磁柱分别为原边谐振电感磁柱和副边谐振电感磁柱，中间四个磁柱为变压器磁柱；分别在原边、副边谐振电感磁柱上绕制谐振电感绕组，在变压器磁柱上绕制变压器绕组，其中，谐振电感绕组均按相反方向绕制在原边、副边谐振电感磁柱的两根磁柱上，变压器绕组顺时针绕制在变压器磁柱的四根磁柱上。
进一步的，谐振电路包括第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2、第一谐振电感Lr1、第二谐振电感Lr2以及变压器的励磁电感Lm；其中第一谐振电容Cr1、第一谐振电感Lr1、变压器的励磁电感Lm依次串联形成第一谐振串联电路，第一谐振串联电路两端接入逆变器电路的两个桥臂中点；第二谐振电容Cr2、第二谐振电感Lr2、变压器的励磁电感Lm依次串联形成第二谐振串联电路，第二谐振串联电路两端接入整流电路的两个桥臂中点。
进一步的，运用磁集成技术，将两个传统的分立ER型磁芯电感集成为双磁柱电感。将两个相同的第一谐振电感Lr1绕组按相反方向绕制在原边谐振电感磁柱上，将两个相同的第二谐振电感Lr2绕组按相反方向绕制在副边谐振电感磁柱上，使得相邻磁柱内绕组产生的磁通大小相等、方向相反，合磁通抵消，因此可以去除四个侧边柱，将电感集成为双磁柱电感。
进一步的，为降低双向谐振变换器副边电流应力与高频绕组涡流效应引起的损耗，将双向谐振变换器中的变压器拆分为四个串联变压器；然后通过磁集成技术消去串联变压器的八个侧边柱，只保留四个磁柱，四磁柱变压器可以实现多种绕制方案，相较于原先的单变压器更加灵活；然后在四磁柱变压器上进行原副边分开绕制实现层间电容降低的效果。
进一步的，四磁柱变压器中对角的两个磁柱为一组，一组绕制变压器原边绕组，一组绕制变压器副边绕组，同时保证相邻两个磁柱上的变压器绕组绕制方向相反，实现原副边绕组不接触的绕制方案，使变压器具备极低的层间电容，可运用在高EMI要求场合。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)采用磁集成技术省去磁性元件的侧边柱，大大减小了磁性元件的数量、体积、重量和损耗，有利于优化变换器的效率与功率密度；
(2)通过调整绕组间的气隙即可实现谐振电感值和变压器励磁电感值的灵活调整；
(3)在该集成化磁芯上可以实现多种绕制方案，具有极高的通用性和灵活性；
(4)采用可降低层间电容的绕制方案可以减小变压器的隔离电容，有效抑制变换器的共模干扰问题，适用于对隔离要求较高的场合；
(5)采用低原副边层间电容的绕制方案可以达到降低变换器EMI问题的目的。
附图说明
图1是本发明中提出的一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成化方法示意图；
图2是本发明中的无边柱磁集成技术示意图；
图3是本发明中的四个串联变压器示意图；
图4是本发明中的变压器电气等效图；
图5是本发明中提出的一种可降低层间电容的变压器绕制方案示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
如图1所示是本发明中提出的一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成化方法示意图，包括双向谐振变换器，变换器包括逆变器、整流电路、谐振电路和变压器，其中，谐振电路耦接于逆变器与整流电路之间，包括谐振电容、谐振电感和变压器。
变换器为全桥变换器，包括开关管S1、S2、S3、S4，整流电路包括开关管S5、S6、S7、S8，其中，全桥变换器中S1的源极与S2的漏极相连，S3的源极与S4的漏极相连，S1的漏极S3的漏极相连，S2的源极与S4的源极相连，分别形成两个桥臂。整流电路中S5的源极与S6的漏极相连，S7的源极与S8的漏极相连，S5的漏极S7的漏极相连，S6的源极与S8的源极相连，分别形成两个桥臂。
谐振电路包括第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2、第一谐振电感Lr1、第二谐振电感Lr2，以及变压器的励磁绕组Lm。其中第一谐振电容Cr1、第一谐振电感Lr1、变压器的励磁绕组Lm依次串联形成第一谐振串联电路，第一谐振串联电路两端接入逆变器电路的两个桥臂中点；第二谐振电容Cr2、第二谐振电感Lr2、变压器的励磁绕组Lm依次串联形成第二谐振串联电路，第二谐振串联电路两端接入整流电路的两个桥臂中点。
将传统双向谐振变换器中的谐振电感器和变压器集成集成式磁性元件中，具体的，将谐振电感、变压器分别集成到磁芯中，运用磁集成技术，将两个传统的分立ER型磁芯电感集成为双磁柱电感；将一个变压器拆分为四个串联变压器，并通过磁集成技术消去变压器的八个侧边柱，只保留四个磁柱，四磁柱变压器可以实现多种绕制方案，相较于原先的单变压器更加灵活。
集成式磁性元件包括磁芯盖子、电感与变压器绕组、磁芯底座三个部分。磁芯底座包括磁板与磁板上集成的八个磁柱，电感与变压器绕组可以是平面PCB绕组也可以是绕线。磁芯底座包括磁板以及该磁板上集成的八个磁柱；其中，四个磁柱为一排，八个磁柱均匀等间隔排成2排4列。八个磁柱中两侧的两列磁柱分别为原边谐振电感磁柱和副边谐振电感磁柱，中间四个磁柱为变压器磁柱；分别在原边、副边谐振电感磁柱上绕制谐振电感绕组，在变压器磁柱上绕制变压器绕组，其中，谐振电感绕组均按相反方向绕制在原边、副边谐振电感磁柱的两根磁柱上，变压器绕组顺时针绕制在变压器磁柱的四根磁柱上。
如图2所示是本发明中所述的无边柱磁集成技术示意图。将两个相同的第一谐振电感Lr1绕组按相反方向绕制在原边谐振电感磁柱上，将两个相同的第二谐振电感Lr2绕组按相反方向绕制在副边谐振电感磁柱上，改变磁通方向，使得相邻磁柱内绕组产生的磁通大小相等、方向相反，合磁通抵消，则可去除两个相邻的侧边柱。同理根据合磁通抵消可去除外侧边柱，最终实现无边柱磁集成设计。
图中，圆形表示ER磁芯磁柱，磁柱两侧为磁芯侧边柱，虚线表示绕组绕制方向。
如图3所示是本发明中所述的四个串联变压器示意图，将一个大变压器T拆分为四个小变压器T1、T2、T3、T4。变压器绕组按顺时针/逆时针方向依次绕制在四个磁柱上。
图中，圆形表示变压器磁芯磁柱，磁柱两侧为磁芯侧边柱，虚线表示绕组绕制方向，四个小变压器通过绕组串联。
如图4所示是本发明中所述的变压器电气等效图，将大变压器等效拆分为四个小变压器后，可降低双向谐振变换器副边电流应力与高频绕组涡流效应引起的损耗。
基于拆分后的四个小变压器，通过磁集成技术消去串联变压器的八个侧边柱，只保留四个磁柱，形成四磁柱变压器。四磁柱变压器可以实现多种绕制方案，相较于原先的单变压器更加灵活。在四磁柱变压器上进行原副边分开绕制实现层间电容降低的效果。
如图5所示是本发明中提出的一种可降低层间电容的变压器绕制方案示意图，基于上述集成式磁性元件，将四磁柱变压器中的斜对角线两个磁柱为一组，一组磁柱绕制原边，一组磁柱绕制副边，且相邻磁柱上绕组绕制方向相反。这种绕制方式可以使得原副边绕组不接触，从而使变压器具备极低的层间电容，可运用在高EMI要求场合。同时，这种绕制方案下每个磁柱中的磁通可以有两个流向，在相同的磁板厚度情况下磁通面积增大，因此可以降低磁芯盖子的厚度。
其中，圆形表示变压器磁柱，虚线表示绕组绕制方向，箭头表示每个磁柱的磁通流向，P代表变压器原边绕组所在的磁芯，S代表变压器副边绕组所在的磁芯，两个原边侧绕组相连，副边侧绕组不相连。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，其特征在于，所述双向谐振变换器包括逆变器、整流电路、谐振电路和变压器，其中，所述谐振电路耦接于逆变器与整流电路之间，包括谐振电容、谐振电感和变压器；将所述谐振电感和变压器集成至集成式磁性元件中，具体的，
所述谐振电路包括第一谐振电容C r1、第二谐振电容C r2、第一谐振电感L r1、第二谐振电感L r2以及变压器的励磁电感L m；其中第一谐振电容C r1、第一谐振电感L r1、变压器的励磁电感L m依次串联形成第一谐振串联电路，第一谐振串联电路两端接入逆变器电路的两个桥臂中点；第二谐振电容C r2、第二谐振电感L r2、变压器的励磁电感L m依次串联形成第二谐振串联电路，第二谐振串联电路两端接入整流电路的两个桥臂中点；
集成式磁性元件为三层结构，包括上层的磁芯盖、中间层的电感与变压器绕组和底层的磁芯底座，其中，磁芯底座包括磁板以及该磁板上集成的八个磁柱；其中，四个磁柱为一排，八个磁柱均匀等间隔排成2排4列；
将谐振电感、变压器绕制在磁柱上，具体的，八个磁柱中两侧的两列磁柱分别为原边谐振电感磁柱和副边谐振电感磁柱，中间四个磁柱为变压器磁柱；分别在原边、副边谐振电感磁柱上绕制谐振电感绕组，在变压器磁柱上绕制变压器绕组，其中，谐振电感绕组均按相反方向绕制在原边、副边谐振电感磁柱的两根磁柱上，变压器绕组顺时针绕制在变压器磁柱的四根磁柱上；
采用磁集成技术使分立的谐振电感集成为双磁柱电感；将一个变压器拆分为四个变压器，采用磁集成技术将四个变压器集成为四磁柱变压器；将四磁柱变压器中的两个磁柱绕制原边，两个磁柱绕制副边，实现原副边绕组不接触的绕制方案，降低变压器的层间电容。
2.根据权利要求1所述的适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，其特征在于，将两个相同的第一谐振电感L r1绕组按相反方向绕制在原边谐振电感磁柱上，将两个相同的第二谐振电感L r2绕组按相反方向绕制在副边谐振电感磁柱上，以消去磁场中的侧边柱。
3.根据权利要求1或2所述的适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，其特征在于，采用磁集成技术将四个变压器集成为四磁柱变压器具体为：将四变压器四个磁芯中的相邻磁芯绕组反向绕制在磁柱上，以消去侧边柱形成四磁柱变压器。
4.根据权利要求3任意一项所述的适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，其特征在于，四磁柱变压器中对角的两个磁柱为一组，一组绕制变压器原边绕组，一组绕制变压器副边绕组。
5.根据权利要求4所述的适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法，其特征在于：电感与变压器绕组为平面PCB绕组或绕线。
CN202210379604.6A 2022-04-12 2022-04-12 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法 Active CN114710058B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210379604.6A CN114710058B (zh) 2022-04-12 2022-04-12 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210379604.6A CN114710058B (zh) 2022-04-12 2022-04-12 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114710058A CN114710058A (zh) 2022-07-05
CN114710058B true CN114710058B (zh) 2024-10-29

Family

ID=82174227

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210379604.6A Active CN114710058B (zh) 2022-04-12 2022-04-12 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114710058B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115459561B (zh) * 2022-11-11 2023-03-24 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种适用于分布式光伏的变流装置
CN117013796B (zh) * 2023-08-07 2024-02-02 南京航空航天大学 一种基于四元矩阵变换器的llc谐振变换器
CN117594333B (zh) * 2023-12-12 2024-12-06 山东艾诺智能仪器有限公司 一种大功率磁集成llc高频电感变压器及三相双向llc电路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101257255A (zh) * 2007-12-25 2008-09-03 南京航空航天大学 适合于llc谐振系列拓扑磁集成变换器
CN106998142A (zh) * 2016-01-25 2017-08-01 台达电子企业管理（上海）有限公司 多路并联的谐振变换器、电感集成磁性元件和变压器集成磁性元件

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10003275B2 (en) * 2016-11-11 2018-06-19 Texas Instruments Incorporated LLC resonant converter with integrated magnetics
CN113345694A (zh) * 2020-03-02 2021-09-03 杨玉岗 基于低匝数高电压变比平面变压器和集成磁件的高电压变比llc谐振变换器
CN113809904B (zh) * 2021-09-28 2024-03-29 天津大学 一种基于llc谐振变换器拓扑磁集成的矩阵变压器
CN114093620B (zh) * 2022-01-20 2022-04-19 南京航空航天大学 一种磁集成矩阵变压器及隔离型dc/dc变换器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101257255A (zh) * 2007-12-25 2008-09-03 南京航空航天大学 适合于llc谐振系列拓扑磁集成变换器
CN106998142A (zh) * 2016-01-25 2017-08-01 台达电子企业管理（上海）有限公司 多路并联的谐振变换器、电感集成磁性元件和变压器集成磁性元件

Also Published As

Publication number Publication date
CN114710058A (zh) 2022-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114710058B (zh) 适用于双向谐振变换器的谐振电感与变压器磁芯集成方法
Zhang et al. High-efficiency high-power-density CLLC resonant converter with low-stray-capacitance and well-heat-dissipated planar transformer for EV on-board charger
CN106936320B (zh) 一种交错并联磁集成双向全桥llc谐振变换器
CN206775390U (zh) 一种交错并联磁集成双向全桥llc谐振变换器
CN112652439A (zh) 一种变压器和电感混合磁集成结构
CN110289157B (zh) 一种无线电能传输系统的多层磁路耦合机构
CN103219881A (zh) 变压器分段串联电容补偿电路
CN210575456U (zh) 一种提高功率密度的集成磁性元件
Gu et al. Analysis and design of Long-range IPT system with Multi-load CV characteristics based on cylindrical solenoid coupler
Hakim et al. Compact integrated transformer–grid inductor structure for E-capless single-stage EV charger
US20230005653A1 (en) High frequency integrated planar magnetics for a bidirectional ac to dc cllc resonant converter
CN209859774U (zh) 一种深度融合的供电智控式电力节能变压器
Pahlevaninezhad et al. A novel winding layout strategy for planar transformer applicable to high frequency high power DC-DC converters
Kanakri et al. A novel approach of planar transformer configuration for reducing parasitic capacitances and enhancing resonant converters parameters
CN107682975B (zh) 一种电流平衡电路的无源元件集成装置
CN117524686A (zh) 具有共模电流抑制能力的环形变压器
CN116453835A (zh) 一种单相cllc电路的电感与变压器集成结构
Shao et al. High-Frequency Integrated Magnetics Design for Onboard LLC Converter Utilizing 4-Layer PCB
CN201112113Y (zh) 一种集成有独立电感元件的变压器
CN116110689A (zh) 一种适用于无桥交流转直流升压变流器的无源元件集成装置
CN111555591A (zh) 一种单通道led驱动电路的无源元件集成装置
CN114070095B (zh) 一种通用的混合配电变压器
Chen et al. Optimization of a Novel Integrated Magnetic For LLC Resonant Converter
CN102969128A (zh) 平面变压器多层绕组并联的优化布置方法
Ma et al. An optimization design for transformer and output filter of a micro-inverter with passive integration technique

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant