CN108964472A - 一种面向双llc谐振槽路的电磁功率元件集成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,其中包括两个柔性带材集成绕组、一个副边绕组、两个E型磁芯;两个E型磁芯相对设置;第一柔性带材集成绕组绕制在两个磁芯的中柱上;第一副边绕组绕制在第一柔性带材集成绕组的外围;第二柔性带材集成绕组绕制第一副边绕组的外围;两个柔性带材集成绕组均由里到外依次排列为绝缘层、铜箔绕组、电介质层、铜箔绕组;副边绕组由里到外依次排列为绝缘层和铜箔绕组。本发明从实际出发,发明一种采用柔性带材集成技术创制的三个集成绕组,将全部元件集成在一对E型磁芯中,有效的缩减了电磁功率元件的体积,提高电路的功率密度。

Description

一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置
技术领域
本发明公开一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置。
背景技术
随着现代电力电子技术的发展、高频开关器件的产生,元器件向着高频化、集成化、模块化的方向发展。事实证明,提高开关频率能够减小装置体积,提高设备的功率密度可行性,并且降低开关噪音。LLC谐振变换器由于能够使得频率进一步提高,提高设备功率密度,所以其在一些领域得到了广泛的重视和研究
该面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置有以下优点:
1.高转化效率,在整个负载范围内实现原边器件零电压开通、副边器件零电流关断;
2.高功率密度、软开关和同步整流技术可大幅提高工作频率从而显著减小无源元件体积;
3.设计方便,工作频率变化范围较宽,有利于高频变压器设计;
4.噪音小,隔离变压器可有效阻断高共模噪音。
发明内容
本发明解决上述问题的技术方案是:一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,包括第一柔性带材集成绕组、第二柔性带材集成绕组、第一副边绕组、第一E型磁芯和第二E型磁芯;第一E型磁芯位于第二E型磁芯上方且与第二E型磁芯相对接触设置;第一柔性带材集成绕组绕制在两个磁芯的中柱上;第一副边绕组绕制在第一柔性带材集成绕组的外围;第二柔性带材集成绕组绕制第一副边绕组的外围;所述的第一柔性带材绕组由里到外依次排列为第一绝缘层、第一铜箔绕组、第一电介质层、第二铜箔绕组;所述的第一副边绕组由里到外依次排列为第二绝缘层、第三铜箔绕组;所述的第二柔性带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘层、第四铜箔绕组、第二电介质层、第五铜箔绕组。
所述的第一铜箔绕组输入端与第一开关管和第二开关管的中点相连,其输出端悬空不接入电路;所述的第二铜箔绕组输入端悬空不接电路,其输出端与第三开关管和第四开关管的中点相连;所述的第三铜箔绕组输入端与第九开关管和第十一开关管的源极相连,其输出端与第十开关管和第十二开关管的漏极相连;所述的第四铜箔绕组输入端与第五开关管和第六开关管的中点相连,其输出端悬空不接入电路;所述的第五铜箔绕组输入端悬空不接入电路,其输出端与第七开关管和第八开关管的中点相连。
所述的第一铜箔绕组、第一电介质层、第二铜箔绕组共同构成第一串联谐振电容,第四铜箔绕组、第二电介质层、第五铜箔绕组共同构成第二串联谐振电容;所述磁芯中柱开气隙形成的变压器激磁电感同时充当第一并联谐振电感和第二并联谐振电感;所述的第一柔性带材集成绕组与第一副边绕组之间的漏感形成第一串联谐振电感,第二柔性带材集成绕组与第一副边绕组之间的漏感形成第二串联谐振电感。
所述的第一柔性带材集成绕组形成集总参数模型为第一串联谐振电感、第一串联谐振电容、第一并联谐振电感;所述的第二柔性带材集成绕组形成集总参数模型为第二串联谐振电感、第二串联谐振电容、第二并联谐振电感。
本发明的有益效果在于:从实际需求出发,提出一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,其采用柔性带材集成技术以提高功率密度为目标,提升集成单元在电力电子装置中的可靠性与安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的爆炸结构示意图。
图3为本发明的工作结构示意图。
图4为本发明的装置分布参数模型结构示意图。
图5为本发明的两个柔性带材集成绕组与一个副边绕组合并后的集总参数模型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-图3所示,包括第一柔性带材集成绕组3、第二柔性带材集成绕组5、第一副边绕组4、第一E型磁芯1和第二E型磁芯2;第一E型磁芯1位于第二E型磁芯2上方且与第二E型磁芯2相对接触设置;第一柔性带材集成绕组3绕制在两个磁芯的中柱上;第一副边绕组4绕制在第一柔性带材集成绕组3的外围;第二柔性带材集成绕组5绕制第一副边绕组4的外围;所述的第一柔性带材绕组3由里到外依次排列为第一绝缘层6、第一铜箔绕组7、第一电介质层8、第二铜箔绕组9;所述的第一副边绕组由里到外依次排列为第二绝缘层10、第三铜箔绕组11;所述的第二柔性带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘层12、第四铜箔绕组13、第二电介质层14、第五铜箔绕组15。
所述的第一铜箔绕组7输入端与第一开关管16和第二开关管17的中点28相连,其输出端悬空不接入电路;所述的第二铜箔绕组9输入端悬空不接电路,其输出端与第三开关管18和第四开关管19的中点29相连;所述的第三铜箔绕组11输入端与第九开关管20和第十一开关管21的源极30相连,其输出端与第十开关管22和第十二开关管23的漏极31相连;所述的第四铜箔绕组13输入端与第五开关管24和第六开关管25的中点32相连,其输出端悬空不接入电路;所述的第五铜箔绕组15输入端悬空不接入电路,其输出端与第七开关管26和第八开关管27的中点33相连。
如图4-图5所示,所述的第一铜箔绕组7、第一电介质层8、第二铜箔绕组9共同构成第一串联谐振电容35, 第四铜箔绕组13、第二电介质层14、第五铜箔绕组15共同构成第二串联谐振电容38;所述磁芯中柱开气隙形成的变压器激磁电感同时充当第一并联谐振电感36和第二并联谐振电感39;所述的第一柔性带材集成绕组3与第一副边绕组4之间的漏感形成第一串联谐振电感34,第二柔性带材集成绕组5与第一副边绕组4之间的漏感形成第二串联谐振电感37。
所述的第一柔性带材集成绕组3形成集总参数模型为第一串联谐振电感34、第一串联谐振电容35、第一并联谐振电感36;所述的第二柔性带材集成绕组5形成集总参数模型为第二串联谐振电感37、第二串联谐振电容38、第二并联谐振电感39。

Claims (4)

1.一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,其特征在于:包括第一柔性带材集成绕组、第二柔性带材集成绕组、第一副边绕组、第一E型磁芯和第二E型磁芯;第一E型磁芯位于第二E型磁芯上方且与第二E型磁芯相对接触设置;第一柔性带材集成绕组绕制在两个磁芯的中柱上;第一副边绕组绕制在第一柔性带材集成绕组的外围;第二柔性带材集成绕组绕制第一副边绕组的外围;所述的第一柔性带材绕组由里到外依次排列为第一绝缘层、第一铜箔绕组、第一电介质层、第二铜箔绕组;所述的第一副边绕组由里到外依次排列为第二绝缘层、第三铜箔绕组;所述的第二柔性带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘层、第四铜箔绕组、第二电介质层、第五铜箔绕组。
2.根据权利要求1所述的一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,其特征在于:所述的第一铜箔绕组输入端与第一开关管和第二开关管的中点相连,其输出端悬空不接入电路;所述的第二铜箔绕组输入端悬空不接电路,其输出端与第三开关管和第四开关管的中点相连;所述的第三铜箔绕组输入端与第九开关管和第十一开关管的源极相连,其输出端与第十开关管和第十二开关管的漏极相连;所述的第四铜箔绕组输入端与第五开关管和第六开关管的中点相连,其输出端悬空不接入电路;所述的第五铜箔绕组输入端悬空不接入电路,其输出端与第七开关管和第八开关管的中点相连。
3.根据权利要求2所述的一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,其特征在于:所述的第一铜箔绕组、第一电介质层、第二铜箔绕组共同构成第一串联谐振电容, 第四铜箔绕组、第二电介质层、第五铜箔绕组共同构成第二串联谐振电容;所述磁芯中柱开气隙形成的变压器激磁电感同时充当第一并联谐振电感和第二并联谐振电感;所述的第一柔性带材集成绕组与第一副边绕组之间的漏感形成第一串联谐振电感,第二柔性带材集成绕组与第一副边绕组之间的漏感形成第二串联谐振电感。
4.根据权利要求2所述的一种面向双LLC谐振槽路的电磁功率元件集成装置,其特征在于:所述的第一柔性带材集成绕组形成集总参数模型为第一串联谐振电感、第一串联谐振电容、第一并联谐振电感;所述的第二柔性带材集成绕组形成集总参数模型为第二串联谐振电感、第二串联谐振电容、第二并联谐振电感。
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