CN111415803B - 一种磁集成器件和dc-dc变换电路 - Google Patents

一种磁集成器件和dc-dc变换电路 Download PDF

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Abstract

一种磁集成器件和DC‑DC变换电路，磁集成器件包括：磁芯构件，初级绕组以及次级绕组；初级绕组和次级绕组分别卷绕于磁柱以形成闭合磁通回路；初级绕组包括卷绕于第一磁柱和第二磁柱的第一初级绕组和卷绕于第三磁柱和第四磁柱的第二初级绕组，第一初级绕组的卷绕方向与第二初级绕组的卷绕方向相反；在向初级绕组施加电压时，次级绕组的卷绕于第一磁柱的部分以及次级绕组的卷绕于第二磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且次级绕组的卷绕于第三磁柱的部分以及次级绕组的卷绕于第四磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流。通过本发明提供的方案能够进一步减小磁集成器件的尺寸，减少磁通损失，实现精确的电压变换。

Description

一种磁集成器件和DC-DC变换电路
技术领域
本发明涉及磁集成技术领域，具体地涉及一种磁集成器件和DC-DC变换电路。
背景技术
对于电动汽车(Electric Vehicle，简称EV)和混合动力汽车(Hybrid ElectricVehicle，简称HEV)市场，能够将高输入电压(约200V～420V)转换为低输出电压(约10.8V～14.2V)、高输出电流(约150A)的DC-DC转换器(Direct current-Direct currentconverter，也可称为DC-DC变换器)是非常重要的一种器件。
在现阶段，降压转换器被广泛应用，例如，现有通常采用LLC转换器，半桥转换器或全桥转换器等来实现一级降压大容量转换器的效果。
为了获得高效率和小体积的变换器(也可称为转换器)，现有技术提出了将变压器和倍流整流器的输出电感集成在一起的集成磁技术(integrated-magnetic-technology)理念。例如，在专利文献1中披露了一种将集成有输出电感的变压器的绕组卷绕在E形磁芯上的结构，以实现磁集成。
具体而言，请参照图1，该专利文献1揭示了一种磁集成半桥倍流整流电路系统100。该系统100包括：作为逆变器的相移半桥电路101(图中称为半桥变换器)和主源电压获取单元102。其中，所述主源电压获取单元102包括一个具有三个磁柱的EE型集成磁件103，所述集成磁件103的初级绕组和次级绕组卷绕在所述集成磁件103的左右两个外腿上。所述集成磁件103的中腿(也可称为中柱)用于抵消相反方向的磁通，以使磁通能够在集成磁件103的左腿和右腿形成闭合磁通回路。
随着市场对功率传输的要求逐渐增高，例如，希望能够实现1500瓦(W)至1800W的功率传输，这就导致变换器的尺寸需要做得非常大才能满足前述功率需求。而变换器的尺寸越大，制造成本也会相应增大，且磁通损失导致的功率损耗也是必须考虑的一个因素。
因而，现有技术无法提供一种能够兼顾小尺寸和大功率输出的变换器。
现有技术文献
专利文献1：中国发明专利CN101860235A
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种兼顾小尺寸和降低磁通损失的磁集成器件和DC-DC变换电路。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种磁集成器件，包括：磁芯构件、初级绕组以及次级绕组，所述磁芯构件包括：底板、盖板以及位于所述底板和盖板之间的磁柱；所述初级绕组和次级绕组分别卷绕于所述磁柱以形成闭合磁通回路；其中，所述磁柱包括第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱，所述初级绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，所述第一初级绕组卷绕于所述第一磁柱和第二磁柱，所述第二初级绕组卷绕于所述第三磁柱和第四磁柱，并且，所述第一初级绕组的卷绕方向与所述第二初级绕组的卷绕方向相反，所述第一初级绕组与第二初级绕组串联或并联连接；所述次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱，在向所述初级绕组施加电压时，所述次级绕组的卷绕于所述第一磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第二磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组的卷绕于所述第三磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第四磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，所述感应电动势是由流过所述初级绕组的电流所产生的，所述初级绕组具有初级绕组起始端和初级绕组终止端，所述初级绕组起始端为所述磁集成器件的原边第一端，所述初级绕组终止端为所述磁集成器件的原边第二端；所述次级绕组具有次级绕组起始端和次级绕组终止端，所述次级绕组起始端为所述磁集成器件的副边第一端，所述次级绕组终止端为所述磁集成器件的副边第二端。
通过本实施例的方案，能够进一步减小磁集成器件的尺寸，减少磁通损失，实现精确的电压变换。具体地，所述磁芯构件包括四个磁柱，通过在这四个磁柱上进行绕组的卷绕，能够得到多个初级绕组和多个次级绕组，从而等效地将两个磁集成器件进行再集成。进一步，通过设计初级绕组和次级绕组在所述磁芯构件上的卷绕方式，使得集成得到的两个变压器相互之间能够互相抵消对方的反向磁通，使得取消现有磁芯结构的中柱成为可能，极大地减小所述磁集成器件的外形尺寸。并且，由于中柱的取消，可以有效减少磁通损耗，提高整个磁集成器件的变换效率。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种磁集成器件，包括：磁芯构件、初级绕组以及次级绕组，所述磁芯构件包括：底板、盖板以及位于所述底板和盖板之间的磁柱；所述初级绕组和次级绕组分别卷绕于所述磁柱以形成闭合磁通回路；其中，所述磁柱包括第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱，所述初级绕组卷绕于所述第一磁柱和第二磁柱，且在所述第一磁柱和第二磁柱上的卷绕方向相同；所述次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱，在向所述初级绕组施加电压时，所述次级绕组的卷绕于所述第一磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第二磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组的卷绕于所述第三磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第四磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，所述感应电动势是由流过所述初级绕组的电流所产生的，所述感应电动势是由流过所述初级绕组的电流所产生的，所述初级绕组具有初级绕组起始端和初级绕组终止端，所述初级绕组起始端为所述磁集成器件的原边第一端，所述初级绕组终止端为所述磁集成器件的原边第二端；所述次级绕组具有次级绕组起始端和次级绕组终止端，所述次级绕组起始端为所述磁集成器件的副边第一端，所述次级绕组终止端为所述磁集成器件的副边第二端。
通过本实施例的方案，能够进一步减小磁集成器件的尺寸，减少磁通损失，实现精确的电压变换。具体地，所述磁芯构件包括四个磁柱，通过在这四个磁柱上进行绕组的卷绕，能够得到一个初级绕组和多个次级绕组，从而等效地将两个磁集成器件进行再集成。其中，所述第三磁柱和第四磁柱虽然未卷绕初级绕组，但也会因第一磁柱和第二磁柱上卷绕的初级绕组产生的感应电动势而流过电流，从而等效地产生第三磁柱和第四磁柱上同样卷绕有初级绕组的效果。进一步，通过设计初级绕组和次级绕组在所述磁芯构件上的卷绕方式，使得集成得到的两个变压器相互之间能够互相抵消对方的反向磁通，使得取消现有磁芯结构的中柱成为可能，极大地减小所述磁集成器件的外形尺寸。并且，由于中柱的取消，可以有效减少磁损耗，提高整个磁集成器件的变换效率。
为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种DC-DC变换电路，包括上述磁集成器件，所述DC-DC变换电路还包括：原边电路，所述原边电路与所述磁集成器件的原边第一端和原边第二端耦合；副边电路，所述副边电路与所述磁集成器件的副边第一端和副边第二端耦合。
由此，通过所述磁集成器件本身的结构改进，可以从整体上缩小所述DC-DC变换电路的空间体积，在节省空间、降低成本的同时得到大功率的变换电路。
附图说明
图1是现有技术的一种磁集成半桥倍流整流电路系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种磁集成器件的原理示意图；
图3是图2所示磁集成器件的磁芯构件的实物示意图；
图4是图3所示磁芯构件的侧视图；
图5是图2所示磁集成器件所对应的一种具体结构图；
图6是图2所示磁集成器件的变形例所对应的一种具体结构图；
图7是图2所示磁集成器件的变形例的初级绕组的又一种具体结构图；
图8是图2所示磁集成器件的变形例的次级绕组的另一种具体结构图；
图9是图2所示磁集成器件的变形例的次级绕组的再一种具体结构图；
图10是图2所示磁集成器件的变形例的初级绕组的另一种具体结构图；
图11是图2所示磁集成器件的变形例的次级绕组的又一种具体结构图；
图12是图2所示磁集成器件的变形例的次级绕组的另外一种具体结构图；
图13是本发明实施例的另一种磁集成器件的原理示意图；
图14是图13所示磁集成器件的次级绕组的一种具体结构图；
图15是本发明实施例的又一种磁集成器件的原理示意图；
图16是图15所示磁集成器件的一种具体结构图；
图17是本发明实施例的再一种磁集成器件的原理示意图；
图18是本发明实施例的一种DC-DC变换电路的示意图。
具体实施方式
本发明涉及磁集成器件及DC-DC变换电路，虽然在下文中以将磁集成器件应用于相移全桥倍流整流电路为例进行说明，但是应该理解的是，本发明不限于该特定应用，并且可以是将所述磁集成器件应用于其他类型的倍流整流电路。
接下来，参照附图来详细说明本发明的实施例。各图中对同一部分标注同一标号。各实施例只是例示，当然可以对以不同实施例所示的结构进行部分置换或组合。变形例中，省略关于与实施例1共同的事项的描述，仅针对不同点进行说明。尤其，针对同样的结构所产生的同样的作用效果，不再按每个实施例逐一提及。
为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
(实施例1)
图2是本发明的实施例1所涉及的磁集成器件200的原理示意图。图3是图2所示磁集成器件200的磁芯构件210的实物示意图。图4是图3所示磁芯构件210的侧视图。图5是图2所示磁集成器件所对应的一种具体结构图。
具体地，参考图2和图3，所述磁集成器件200可以包括：磁芯构件210、初级绕组220以及次级绕组230。
参考图3和图4，所述磁芯构件210可以包括：底板211、盖板212以及位于所述底板211和盖板212之间的磁柱213。所述底板211可以是平行于所述盖板212的。所述磁柱213上的任意位置可以开设有气隙(gap)，以达到防止所述磁集成器件200在工作期间产生磁饱和的效果。图2中举例示出了将气隙设置于磁柱213中部的情况。
进一步地，所述气隙可以等效地设置于所述磁柱213与底板211或盖板212之间。例如，参考图4，在所述盖板212和磁柱213之间可以设置有至少一个间隔珠214，以在所述盖板212和磁柱213之间形成所述气隙。
进一步地，相邻间隔珠214之间可以具有空隙，以进一步增加所述气隙。
进一步地，多个所述间隔珠214可以阵列排布于所述磁柱213的上端面，并与所述盖板212相接触。
进一步地，所述磁柱213的数量可以为多个。
例如，参考图3和图4，所述磁柱213可以包括：第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217。虽然图3中举例示出了截面为正面形的磁柱，但并不限于此，也可以形成截面为长方形，圆形或椭圆形等的磁柱。
进一步地，所述底板211、盖板212和磁柱213均可以采用锰-锌铁氧体、镍-锌铁氧体等磁芯体材料制成，以增加所述磁集成器件200的磁感应强度。
进一步地，所述底板211和盖板212相平行的一侧可以为面积相同的矩形结构。如正方形、长方形等。在实际应用中，本领域技术人员还可以根据需要调整所述底板211和盖板212的形状，以得到满足需求的磁耦合效果。
为获得更好、更均匀的磁耦合效果，所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217可以排布于所述矩形的四个顶点。
需要指出的是，所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217在器件结构和物理性能上是相同或等同的四个磁柱213。图2可以视为图3和图4的示意性展开图，其中，从图示角度由上而下可以依次等效为图3和图4示出的第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217。
进一步地，继续参考图2，所述初级绕组220和次级绕组230可以分别卷绕于所述磁柱213以形成闭合磁通回路。例如，所述初级绕组220可以卷绕于磁柱213的靠近底板211的部分，所述次级绕组230可以卷绕于同一磁柱213的靠近盖板212的部分，反之亦然。由此，缠绕于同一磁柱213的初级绕组220和次级绕组230可以产生磁耦合的效果。形成的闭合磁通回路可以沿图示虚线箭头的方向在整个磁集成器件200内循环流动。
由此，通过在这四个磁柱213上进行绕组的卷绕，能够得到多个初级绕组和多个次级绕组，从而等效地在一个磁集成器件200中集成两个变压器，使得对磁集成的二次集成成为可能。
在本实施例中，所述初级绕组的数量可以为2个，所述次级绕组的数量也可以为2个。并且，较之现有变压器的结构，两个所述初级绕组可以分别卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217并且两个所述次级绕组也可以分别卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217，换言之，所述磁芯构件210的四个磁柱213上均卷绕有初级线圈和次级线圈，而无需设置现有变压器所普遍采用的E型磁芯的中柱。
具体地，所述初级绕组220可以包括第一初级绕组221和第二初级绕组222，所述第一初级绕组221和第二初级绕组222可以分别卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217中的任两个磁柱213，且第一初级绕组221和第二初级绕组222卷绕于另外两个磁柱213。
参考图2和图5(图5未示出盖板212)，所述第一初级绕组221可以卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二初级绕组222可以卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217。由于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217在物理性能和器件结构上均是相同或等同的，因而，本实施例的附图仅示例性的就第一初级绕组221和第二初级绕组222所卷绕的磁柱213进行标注，在实际应用中，所述第一初级绕组221也可以卷绕于第一磁柱214和第三磁柱216、所述第二初级绕组222也可以卷绕于第二磁柱215和第四磁柱217，或者，所述第一初级绕组221也可以卷绕于第一磁柱214和第四磁柱217、所述第二初级绕组222也可以卷绕于第二磁柱215和第三磁柱216。
进一步地，所述第一初级绕组221的卷绕方向与所述第二初级绕组222的卷绕方向是相反的。例如，参考图2和图5，假设所述初级绕组220的初级绕组起始端220a为所述第一初级绕组221的起始端221a，假设所述初级绕组220的初级绕组终止端220b为所述第二初级绕组222的终止端222b。对于图2，从图示角度，所述第一初级绕组221自其起始端221a起至终止端221b为止是逆时针卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215的，而所述第二初级绕组222自其起始端222a起至终止端222b止是顺时针卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217。对于图5，所述第一初级绕组221自其起始端221a起至终止端221b为止是顺时针绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215的，而所述第二初级绕组222自其起始端222a起至终止端222b止是逆时针卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217。
进一步，所述第一初级绕组221和第二初级绕组222可以串联连接。换言之，所述第一初级绕组221的终止端221b可以与所述第二初级绕组222的起始端222a串联连接。在实际应用中，对于图5，可以用一根线圈从第一磁柱214起按图5所示角度卷绕所述第一磁柱214和第二磁柱215后，再卷绕所述第四磁柱217和第三磁柱216，以形成第一初级绕组221和第二初级绕组222，通过第一初级绕组221和第二初级绕组222的各自的起始端、终止端的连接实现所述第一初级绕组221和第二初级绕组222串联连接的效果。
进一步地，以第一初级绕组221为例，图2所示第一初级绕组221的线圈逐一卷绕所述第一磁柱214和第二磁柱215得到的磁耦合效果，与图5所示线圈同时卷绕所述第一磁柱214和第二磁柱215得到的磁耦合效果是类似的。此外，对于第二初级绕组222和次级绕组230而言也是同样的。
进一步地，所述次级绕组230可以卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217。在对所述初级绕组220(包括第一初级绕组221和第二初级绕组222)施加电压时，所述次级绕组230的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第二磁柱215的部分上感应出的感应电动势的极性彼此相反，并且所述次级绕组230的卷绕于所述第三磁柱216的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第四磁柱217的部分上感应出的感应电动势的极性彼此相反。此外，所述次级绕组230的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第二磁柱215的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组230的卷绕于所述第三磁柱216的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方因感应电动势而流过电流，所述感应电动势是由流过所述初级绕组的电流所产生的。
由此，通过设计初级绕组220和次级绕组230在所述磁芯构件210上的卷绕方式及连接方式，使得集成得到的两个倍流整流磁集成器件相互之间能够互相抵消原本应流经E型磁芯中柱的AC磁通，使得取消现有E型磁芯结构的中柱成为可能，极大地减小所述磁集成器件200的外形尺寸。并且，由于E型磁芯中柱的取消，可以有效减少磁通损耗，提高整个磁集成器件200的变换效率。
图2及图5中以所述第一初级绕组221与所述第二初级绕组222串联连接，所述第一次级绕组231卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二次级绕组232卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217为例进行了说明。但是，也可以使得所述第一次级绕组231卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217中的任两个磁柱213；所述第二次级绕组232卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217中的剩余两个磁柱213；所述第一次级绕组231和第二次级绕组232并联连接。
即，在实际应用中，若所述第一初级绕组221同向卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，所述第二初级绕组222以与第一绕组的方向相反的方向卷绕于所述第二磁柱215和第四磁柱217，则在对所述初级绕组220施加电压时，所述次级绕组230的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第三磁柱216的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组230的卷绕于所述第二磁柱215的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方因感应电动势而流过电流。换言之，所述次级绕组230的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第三磁柱216的部分中的一方能产生退磁电流，并且所述次级绕组230的卷绕于所述第二磁柱215的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方能产生退磁电流。
类似的，若所述第一初级绕组221卷绕于所述第一磁柱214和第四磁柱217，所述第二初级绕组222卷绕于所述第二磁柱215和第三磁柱216，则在对所述初级绕组220施加电压时，所述次级绕组230的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组230的卷绕于所述第三磁柱215的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第二磁柱216的部分中的一方因感应电动势而流过电流。
进一步地，所述次级绕组230可以串联连接有整流器240，通过设置所述次级绕组230的卷绕方式和所述整流器240，能够起到限制电流流过所述次级绕组230的效果，从而使得对于卷绕有同向的初级绕组220的两个磁柱，该两个磁柱上卷绕的次级绕组230不会同时有电流流过。在以下说明中，以二极管为例对整流器240进行了说明，但并不限于此，所述整流器240也可以为同步整流场效应管，或者其它等效器件。
如图2和图5所示，所述第一次级绕组231卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，假设卷绕于所述第一磁柱214的绕组为所述第一次级绕组231的第一部分231a，假设卷绕于所述第二磁柱214的为所述第一次级绕组231的第二部分231b。所述第一次级绕组231的第一部分231a与所述第一次级绕组231的第二部分231b并联连接，并且，所述第一次级绕组231的第一部分231a串联连接第一整流器241，所述第一次级绕组231的第二部分231b串联连接第二整流器242。
换言之，在本实施例中，所述第一次级绕组231可以包含两个子绕组，其中一个子绕组对应所述第一部分231a，其中另一个子绕组对应所述第二部分231b，两个子绕组分别卷绕于对应的磁柱213上并且并联连接。类似的，所述第二次级绕组232也可以包含两个子绕组，其中一个子绕组对应所述第一部分232，其中另一个子绕组对应所述第二部分232b，两个子绕组分别卷绕于对应的磁柱213上并并联连接。
类似的，所述第二次级绕组232卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217，假设卷绕于所述第三磁柱216的绕组为所述第二次级绕组232的第一部分232a，假设卷绕于所述第四磁柱217的绕组为所述第二次级绕组232的第二部分232b。所述第二次级绕组232的第一部分232a与所述第二次级绕组232的第二部分232b并联连接，并且，所述第二次级绕组232的第一部分232a串联连接第三整流器243，所述第二次级绕组232的第二部分232b串联连接第四整流器244。
换言之，在本实施例中，所述整流器240与所述磁柱213是一一对应的，卷绕于每一磁柱213的次级绕组230相互并联连接，并各自串联连接对应的所述整流器240。
进一步地，通过设置所述第一次级绕组231的第一部分231a和第二部分231b的卷绕方式、所述第二次级绕组232的第一部分232a和第二部分232b的卷绕方式以及所述第一整流器241至所述第四整流器244，所述第一整流器241和所述第二整流器242中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止，并且所述第三整流器243和所述第四整流器244中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。
具体而言，在如图2这样进行设置的情况下，在向初级绕组施加电压使得电流从端子220a流入初级绕组并从端子220b流出时，在次级绕组上感应出感应电动势。对于所述第一次级绕组231的第一部分231a，其感应电动势的极性为左侧为负，右侧为正；对于所述第一次级绕组231的第二部分231b，其感应电动势的极性为左侧为正，右侧为负；对于所述第二次级绕组232的第一部分232a，其感应电动势的极性为左侧为正，右侧为负；对于所述第二次级绕组232的第二部分232b，其感应电动势的极性为左侧为负，右侧为正。因上述感应电动势而使得第一整流器241和第四整流器244导通，第二整流器242和第三整流器243截止。另一方面，在向初级绕组施加电压，使得电流从端子220b流入初级绕组并从端子220a流出时，在次级绕组中产生感应电动势，并因该感应电动势而使得第一整流器241和第四整流器244截止，第二整流器242和第三整流器243导通。
即，在将初级绕组的初级绕组起始端作为磁集成器件的原边第一端，将初级绕组的初级绕组终止端作为磁集成器件的原边第二端接入例如移相全桥电路这样的原边电路的情况下，根据所述第一次级绕组231的卷绕方向以及整流器240的设置，可能存在以下两种可能性：
(1)原边电路施加的电压为正半周时，与卷绕于所述第二磁柱215的次级绕组(如所述第一次级绕组的第二部分231b)串联连接的第二整流器242、和与卷绕于所述第三磁柱216的次级绕组(如所述第二次级绕组的第一部分232a)串联连接的第三整流器243是同时截止的；而与卷绕于所述第一磁柱214的次级绕组(如所述第一次级绕组的第一部分231a)串联连接的第一整流器241、和与卷绕于所述第四磁柱217的次级绕组(如所述第二次级绕组的第二部分232b)串联的第四整流器244是处于导通状态的；
(2)原边电路施加的电压为副半周时，第一整流器241和第四整流器244截止，第二整流器242和第三整流器243导通。
在如图5这样进行设置的情况下，在向初级绕组220施加电压而使得电流从初级绕组起始端220a流入初级绕组220并从初级绕组终止端220b流出时，在次级绕组230上感应出感应电动势，并因该感应电动势而使得第一整流器241和第四整流器244截止，第二整流器242和第三整流器243导通。
此外，可以将图2和图5中的二极管(即所述整流器240)全部反向设置。或者，也可使图2的第一次级绕组231的第二部分231b的卷绕方向完全相反，并相应改变第二整流器242的设置方向等。只要通过设置四个所述整流器240和所述次级绕组230的卷绕方式，使得卷绕有同向的初级绕组220的两个磁柱213(例如第二磁柱214和第三磁柱215)所对应的整流器(例如第一整流器241和第二整流器242)不会同时导通即可。
进一步地，所述第一次级绕组231和第二次级绕组232可以分别连接有一个电容250，以与所述第一初级绕组221和第二初级绕组222形成完整的两个变压器的结构。
需要指出的是，上述图2和图5中举例示出了所述第一初级绕组221同向卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二初级绕组222以与所述第一初级绕组221的卷绕方向相反的方式卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217，则所述第一次级绕组231卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二次级绕组232卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217的例子。但是所述第一次级绕组231和第一初级绕组221可以不卷绕于相同的两个磁柱213上，且所述第二次级绕组232和第二初级绕组222也可以不卷绕于相同的两个磁柱213上。例如，在所述第一次级绕组231同向卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二初级绕组222以与所述第一初级绕组221的卷绕方向相反的方式卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217的情况下，所述第一次级绕组231可以卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，所述第二次级绕组232可以卷绕于所述第二磁柱215和第四磁柱217。对于同向卷绕于第一磁柱214和第二磁柱215的第一初级绕组221，及以与第一初级绕组221的卷绕方向相反的方式卷绕于第三磁柱216和第四磁柱217的第二初级绕组222，只要通过设置四个所述整流器240和所述次级绕组230的卷绕方式使得所述卷绕于所述第一磁柱214的次级绕组230的部分和卷绕于所述第二磁柱215的次级绕组230的部分不会同时导通，并且卷绕于所述第三磁柱216的次级绕组230的部分和卷绕于所述第四磁柱217的次级绕组230的部分不会同时导通即可。
在实施例1的一个变化例中，参考图6，所述第一初级绕组221和第二初级绕组222可以是并联连接的。换言之，所述第一初级绕组221的起始端221a与第二初级绕组222的起始端222a为同一端，所述第一初级绕组221的终止端221b与第二初级绕组222的终止端222b为同一端。若以所述初级绕组起始端220a作为起始端，初级绕组终止端220b作为终端，则所述第一初级绕组221顺时针卷绕于第一磁柱214、第二磁柱215；所述第二初级绕组222逆时针卷绕于第三磁柱216和第四磁柱217。
在实际应用中，可以用一根线圈依次卷绕所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217，并从所述线圈靠近所述第一磁柱214的位置抽头作为所述初级绕组起始端220a，从所述线圈靠近所述第二磁柱215和第三磁柱216中间的位置抽头并耦接一段穿过所述第二磁柱215和第三磁柱216，以及所述第一磁柱214和第四磁柱217的线圈，这段线圈的终止端作为所述初级绕组终止端220b。
由此，可以形成所述第一初级绕组221和第二初级绕组222，并且，所述第一初级绕组221的起始端221a、第二初级绕组222的起始端222a与所述初级绕组起始端220a为同一端，所述第一初级绕组221的终止端221b、第二初级绕组222的终止端222b与所述初级绕组终止端220b为同一端。
在图6的情况下，第一初级绕组221以相同方向卷绕于第一磁柱214和第二磁柱215，并且第二初级绕组222以相反于第一初级绕组的卷绕方向的方向卷绕于第三磁柱216和第四磁柱217，当所述初级绕组220被施加电压而产生感应电动势时，该感应电动势迫使与卷绕于所述第一磁柱214的次级绕组230相连接的第一整流器241和与卷绕于第二磁柱215的次级绕组230相连接的第二整流器242中仅有一个导通；并且迫使与卷绕于所述第三磁柱216的次级绕组230相连接的第三整流器243，和与卷绕于第四磁柱217的次级绕组230相连接的第四整流器244中仅有一个导通。即，当所述初级绕组220被施加电压而产生感应电动势时，仅有两个磁柱213所对应的次级绕组230中同时有电流流过，并且，这两个同时有电流流过的次级绕组230所包围(也可称为卷绕)的磁柱213必定不是所述初级绕组220同方向卷绕的两个磁柱213。
在实施例1的另一个变化例中，除了实施例1示出的两个初级绕组220分别缠绕于临边的两个磁柱213的方式之外，所述第一初级绕组221还可以卷绕于位于矩形的对角线的两个磁柱213，所述第二初级绕组222可以卷绕于位于矩形的另一对角线的两个磁柱213。
图7是图2所示磁集成器件200的变形例的初级绕组的又一种具体结构图。参考图7，所述第一初级绕组221可以卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，所述第二初级绕组222可以卷绕于所述第二磁柱215和第四磁柱217。
具体地，可以用一根线圈从第一磁柱214起按图7所示角度自所述第一磁柱214的左侧起绕至第二磁柱215的右侧，自所述第二磁柱215的右侧向左侧的方向卷绕所述第二磁柱215后，自所述第三磁柱216的右上方向左下的方向卷绕所述第三磁柱216后，自所述第四磁柱217的左侧向右侧的方向卷绕所述第四磁柱217。由此，可以形成按图示角度沿逆时针方向卷绕的第一初级绕组221，以及沿顺时针方向卷绕的第二初级绕组222。并且，所述第一初级绕组221和第二初级绕组222串联连接。
图8是图2所示磁集成器件200的变形例的次级绕组的又一种具体结构图。在初级侧(即所述初级绕组220)采用图7所示的绕线方式，在次级侧(即所述次级绕组230)采用图8所示的设置方式的情况下，由于图7示出的卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216的初级绕组220都为逆时针方向，因而，在次级绕组230侧，对应于所述第一磁柱214的第一整流器241和对应于所述第三磁柱216的第三整流器243不能同时导通。具体而言，在向初级绕组施加电压，且电流从初级绕组起始端220a流入，从初级绕组终止端220b流出时，次级侧因感应电动势而生成电流，针对图8的结构，第一整流器241和第二整流器242导通，第三整流器243和第四整流器244截止。在向初级绕组220施加电压，且电流从初级绕组终止端220b流入，从初级绕组起始端220a流出时，次级侧因感应电动势而生成电流，针对图8的结构，第一整流器241和第二整流器242截止，第三整流器243和第四整流器244导通。
图9是图2所示磁集成器件200的变形例的次级绕组的另一种具体结构图。在初级侧采用图7所示的绕线方式，在次级侧采用图9所示的设置方式的情况下，由于图7示出的卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216的初级绕组220都为逆时针方向，因而，在次级绕组230侧，对应于所述第一磁柱214的第一整流器241和对应于所述第三磁柱216的第三整流器243不能同时导通。具体而言，在向初级绕组220施加电压，且电流从初级绕组起始端220a流入，从初级绕组终止端220b流出时，次级侧因感应电动势而生成电流，针对图10的结构，第一整流器241和第四整流器244导通，第二整流器242和第三整流器243截止。在向初级绕组220施加电压，且电流从初级绕组终止端220b流入，从初级绕组起始端220a流出时，次级侧因感应电动势而生成电流，针对图9的结构，第一整流器241和第四整流器244截止，第二整流器242和第三整流器243导通。
换言之，针对图7所示的初级绕组的卷绕方式而相应设计图8和图9所示的次级绕组230的卷绕方向以及整流器240，存在以下两种可能性：
(1)当所述原边电路施加的电压为正半周时，所述第一整流器241与对应于所述第二磁柱215的第二整流器242同时导通，而第三整流器243和对应于第四磁柱217的第四整流器244截止；当所述原边电路施加的电压为负半周时，所述第三整流器243和第四整流器244同时导通，而所述第一整流器241和第二整流器242截止(对应于图8)。或者，
(2)当所述原边电路施加的电压为正半周时，所述第一整流器241和第四整流器244同时导通，而所述第二整流器242和第三整流器243截止；当所述原边电路施加的电压为负半周时，所述第二整流器242和第三整流器243同时导通，而所述第一整流器241和第四整流器244截止(对应于图9)。
即，卷绕有同向的初级绕组220的两个磁柱(在本变化例中为第一磁柱214和第三磁柱216)所对应的整流器(对应第一整流器241和第三整流器243)不会同时导通。
图10是图2所示磁集成器件200的变形例的初级绕组220的另一种具体结构图。参考图10，在所述第一初级绕组221和第二初级绕组222并联的情形中，可以采用一根从第一磁柱214和第四磁柱217之间，以及从第二磁柱215和第三磁柱216之间穿过的线圈抽出两个抽头，两个抽头中的一个从图示角度向上卷绕所述第二磁柱215和第一磁柱214，两个抽头中的另一个从图示角度向下卷绕所述第三磁柱216和第四磁柱217后汇聚，以形成卷绕方向相反、并联连接的第一初级绕组221和第二初级绕组222。
同样的，在初级侧采用图10所示结构的情况下，次级侧可以采用例如图11或图12所示的结构。根据图11和图12所示结构，所述第一次级绕组231的第一部分231a对应的第一整流器241和第一次级绕组231的第二部分231b对应的第二整流器242不会同时导通，并且所述第二次级绕组232的第一部分232a对应的第三整流器243和第二次级绕组232的第二部分232b对应的第四整流器244不会同时导通。
在实施例1的又一种变化例中，参考图13和图14，仍以所述第一初级绕组221可以卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二初级绕组222可以卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217为例进行具体阐述。所述第一初级绕组221和第二初级绕组222串联连接。
具体地，参考图13和图14，所述次级绕组230可以包括第一次级绕组231和第二次级绕组232，所述第一次级绕组231可以卷绕于所述第一磁柱214和第四磁柱217，所述第二次级绕组232可以卷绕于所述第二磁柱215和所述第三磁柱216。并且，所述第一次级绕组231和所述第二次级绕组232并联连接。
进一步地，所述第一次级绕组231串联连接第五整流器245，所述第二次级绕组232串联连接第六整流器246。
进一步地，通过设置所述第一次级绕组231和第二次级绕组232的卷绕方式、第五整流器245和第六整流器246，所述第五整流器245和第六整流器246中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。由此，可以使得所述第一磁柱214和第四磁柱217因初级绕组220产生的感应电动势而流过电流，或者，所述第二磁柱215和第三磁柱216因初级绕组220产生的感应电动势而流过电流。即，所述次级绕组230的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第二磁柱215的部分中的一方能产生退磁电流，并且所述次级绕组230的卷绕于所述第三磁柱216的部分与所述次级绕组230的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方能产生退磁电流。
或者，所述第一次级绕组231也可以卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，所述第二次级绕组232可以卷绕于所述第二磁柱215和第四磁柱217。此时，所述第五整流器245可以串联于如所述第一次级绕组231卷绕于所述第三磁柱216的线圈的引出端，所述第六整流器246可以串联于如所述第二次级绕组232卷绕于所述第二磁柱215的线圈的引出端。其中，所述引出端可以是对应的次级绕组230的终止端或起始端。
(实施例2)
图15是本发明的实施例2所涉及的磁集成器件300的原理示意图。图16是图15所示磁集成器件300的一种具体结构图。此外，此处仅主要针对磁集成器件300与实施例1的不同之处进行说明。
具体地，参考图15，所述磁集成器件300可以包括：磁芯构件210、初级绕组320以及次级绕组330。
其中，关于所述磁芯构件210的具体结构可以参考上述实施例1中针对图3和图4所示磁芯构件210的具体描述，在此不予赘述。所述磁芯构件210可以包括第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217。
进一步地，继续参考图15，所述初级绕组320和次级绕组330可以分别卷绕于所述磁柱213的任意位置以形成闭合磁通回路。由此，同向缠绕于磁柱的初级绕组320和次级绕组330可以产生磁耦合的效果。形成的闭合磁通回路可以沿图示虚线箭头的方向在整个磁集成器件200内循环流动。
在本实施例中，与上述实施例1的区别主要在于，所述初级绕组仅卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217中的任两个磁柱213，且所述初级绕组330在所卷绕的两个磁柱213上的卷绕方向相同。
例如，在图15中，举例示出了所述初级绕组320卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，且在所述第一磁柱214和第二磁柱215上的卷绕方向相同。但是，所述初级绕组320也可以同向卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216；或者同向卷绕于所述第一磁柱214和第四磁柱217。
进一步地，所述次级绕组330可以卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217。以图15为例，当向所述初级绕组320施加电压时，所述次级绕组330的卷绕于所述第一磁柱214的部分，或者，所述次级绕组330的卷绕于所述第二磁柱215的部分因所述感应电动势而流过电流，两者中的另一方未流过电流。同时，所述次级绕组330的卷绕于所述第三磁柱216的部分，或者，所述次级绕组330的卷绕于所述第四磁柱217的部分因所述感应电动势而流过电流，两者中的另一方未流过电流。即，所述次级绕组330的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组330的卷绕于所述第二磁柱215的部分中的一方能产生退磁电流，并且所述次级绕组330的卷绕于所述第三磁柱216的部分与所述次级绕组330的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方能产生退磁电流。
由此，通过在这四个磁柱213上进行绕组的卷绕，能够得到一个初级绕组320和多个次级绕组330，从而等效地在一个磁集成器件300中将两个磁集成器件(其中每一磁集成器件对应现有的一个变压器和倍流整流器的输出电感)进行再集成。其中，所述第三磁柱和第四磁柱虽然未卷绕初级绕组，但也会因第一磁柱和第二磁柱上卷绕的初级绕组产生的感应电动势而流过电流，从而等效地产生第三磁柱和第四磁柱上同样卷绕有初级绕组的效果。
进一步地，通过设计初级绕组320和次级绕组330在所述磁芯构件210上的卷绕方式，使得集成得到的两个磁集成器件相互之间能够互相抵消对方的反向磁通，使得取消现有E型磁芯结构的中柱成为可能，极大地减小所述磁集成器件300的外形尺寸。并且，由于E型磁芯的中柱的取消，因而可以有效减少磁通损耗，提高整个磁集成器件300的变换效率。
在实际应用中，若所述初级绕组220卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，当向所述初级绕组220施加电压时，次级绕组330的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组330的卷绕于所述第三磁柱216的部分中的一方因所述感应电动势而流过电流，两者中的另一方未流过电流。
类似的，若所述初级绕组220卷绕于所述第一磁柱214和第四磁柱217，当向所述初级绕组220施加电压时，次级绕组330的卷绕于所述第一磁柱214的部分与所述次级绕组330的卷绕于所述第四磁柱217的部分中的一方因所述感应电动势而流过电流，两者中的另一方未流过电流。
进一步地，所述次级绕组330同时导通的两个部分可以串联连接，也可以并联连接。
进一步地，所述次级绕组330可以串联连接有整流器340，通过设置所述次级绕组330的卷绕方式和所述整流器340，能够起到限制电流流过所述次级绕组330的效果，以确保卷绕有同向的初级绕组320的两个磁柱213上卷绕的次级绕组330不会同时导通。
进一步地，所述次级绕组330可以包括第一次级绕组331和第二次级绕组332，所述第一次级绕组331可以卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217中的任两个磁柱，所述第二次级绕组332可以卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217中的剩余两个磁柱。
进一步地，所述第一次级绕组331和第二次级绕组332可以并联连接。
进一步地，参考图15和图16，所述第一次级绕组331卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，假设卷绕于所述第一磁柱214的为所述第一次级绕组331的第一部分331a，假设卷绕于所述第二磁柱214的为所述第一次级绕组331的第二部分331b。具体地，所述第一次级绕组331的第一部分331a与所述第一次级绕组331的第二部分331b并联连接，并且，所述第一次级绕组331的第一部分331a串联连接第一整流器341，所述第一次级绕组331的第二部分331b串联连接第二整流器342。
换言之，在本实施例中，所述第一次级绕组331可以包含两个子绕组，其中一个子绕组对应所述第一部分331a，其中另一个子绕组对应所述第二部分331b，两个子绕组分别卷绕于对应的磁柱213上并且并联连接。类似的，所述第二次级绕组332也可以包含两个子绕组，其中一个子绕组对应所述第一部分332，其中另一个子绕组对应所述第二部分332b，两个子绕组分别卷绕于对应的磁柱213上并并联连接。
类似的，所述第二次级绕组332卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217，假设卷绕于所述第三磁柱216的为所述第二次级绕组332的第一部分332a，假设卷绕于所述第四磁柱217的为所述第二次级绕组332的第二部分332b。具体地，所述第二次级绕组332的第一部分332a与所述第二次级绕组332的第二部分332b并联连接，并且，所述第二次级绕组332的第一部分332a串联连接第三整流器343，所述第二次级绕组332的第二部分332b串联连接第四整流器344。
换言之，在本实施例中，所述整流器340与所述磁柱213是一一对应的，卷绕于每一磁柱213的次级绕组330相互并联连接，并各自串联连接对应的所述整流器340。
进一步地，通过设置所述第一次级绕组331的第一部分331a和第二部分331b的卷绕方式、所述第二次级绕组332的第一部分332a和第二部分332b的卷绕方式以及所述第一整流器341至所述第四整流器344，使得所述第一整流器341和所述第二整流器342中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止，并且所述第三整流器343和所述第四整流器344中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。
在图15，图16所示的情况下，当向初级绕组220施加电压，电流从初级绕组起始端320a流入初级绕组220并从初级绕组终止端320b流出时，在次级侧，第二整流器342和第三整流器343导通，第一整流器341和第四整流器344截止。
进一步地，所述整流器340可以为二极管，也可以为同步整流场效应管，或者其它等效器件。
进一步地，所述第一次级绕组331和第二次级绕组332可以分别连接有一个电容350，以与所述初级绕组320形成完整的两个变压器的结构。
需要指出的是，图15中举例示出了所述初级绕组320与第一次级绕组331卷绕于相同两个磁柱的情况，即，所述初级绕组320卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第一次级绕组331同向卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215，所述第二次级绕组332卷绕于所述第三磁柱216和第四磁柱217。但是，所述初级绕组320与第一次级绕组331或第二次级绕组332可以不是卷绕于相同的两个磁柱213。例如，在所述第一次级绕组331卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215的情况下，所述第一次级绕组331可以卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，所述第二次级绕组332可以卷绕于所述第二磁柱215和第四磁柱217。对于所述第一次级绕组331同向卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215的情况，只要通过设置四个所述整流器340和所述次级绕组330的卷绕方式使得所述卷绕于所述第一磁柱214的次级绕组330的部分和卷绕于所述第二磁柱215的次级绕330的部分不会同时导通即可。
在实施例2的一个变化例中，对于所述第一次级绕组331同向卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215的情况，所述第一次级绕组331和第二次级绕组332可以以图11所示的卷绕方式并联地卷绕于所述第一磁柱214、第二磁柱215、第三磁柱216和第四磁柱217。
在实施例2的另一个变化例中，参考图17，仍以所述初级绕组320卷绕于所述第一磁柱214和第二磁柱215为例进行具体阐述。
具体地，参考图17，所述次级绕组330可以包括第一次级绕组331和第二次级绕组332，所述第一次级绕组331可以卷绕于所述第一磁柱214和第四磁柱217，所述第二次级绕组332可以卷绕于所述第二磁柱215和所述第三磁柱216。并且，所述第一次级绕组331和所述第二次级绕组332并联连接。
进一步地，所述第一次级绕组331串联连接第五整流器345，所述第二次级绕组332串联连接第六整流器346。
进一步地，通过设置所述第一次级绕组331和第二次级绕组332的卷绕方式、第五整流器345和第六整流器346，所述第五整流器345和第六整流器346中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。由此，可以使得所述第一磁柱214和第四磁柱217因初级绕组320产生的感应电动势而流过电流，或者，所述第二磁柱215和第三磁柱216因初级绕组320产生的感应电动势而流过电流，以确保不会产生第一磁柱214和第二磁柱215同时流过电流，或第三磁柱216和第四磁柱217同时流过电流的情形。
或者，所述第一次级绕组331也可以卷绕于所述第一磁柱214和第三磁柱216，所述第二次级绕组332可以卷绕于所述第二磁柱215和第四磁柱217。此时，所述第五整流器345可以串联于如所述第一次级绕组331卷绕于所述第三磁柱216的线圈的引出端，所述第六整流器346可以串联于如所述第二次级绕组332卷绕于所述第二磁柱215的线圈的引出端。其中，所述引出端可以是对应的次级绕组330的终止端或起始端。
(实施例3)
图18是本发明的实施例3所涉及的DC-DC变换电路400的示意图。
具体地，所述DC-DC变换电路400可以包括：上述实施例1所述的磁集成器件200或实施例2所述的磁集成器件300。
以所述磁集成器件200为例，所述磁集成器件200的初级绕组起始端220a为所述磁集成器件200的原边第一端401a，所述初级绕组终止端220b为所述磁集成器件200的原边第二端401b。
进一步地，所述DC-DC变换电路400还可以包括：原边电路401，所述原边电路401与所述磁集成器件200的原边第一端401a和原边第二端402b耦合。
进一步地，所述原边电路401可以选自：半桥变换器、全桥变换器以及LLC变换器。例如，图18中是以全桥变换器为例进行电路原理展示的。
进一步地，所述次级绕组起始端230a为所述磁集成器件200的副边第一端402a，所述次级绕组终止端230b为所述磁集成器件200的副边第二端402b。
进一步地，所述DC-DC变换电路400还可以包括：副边电路402，所述副边电路402与所述磁集成器件200的副边第一端402a和副边第二端402b耦合。
进一步地，所述副边电路402可以为倍流整流电路。
在本实施例中，通过所述磁集成器件200或磁集成器件300上的线圈的卷绕，可以实现将电感集成于所述磁集成器件200或磁集成器件300的效果。
由此，通过所述磁集成器件200或磁集成器件300本身的结构改进，可以从整体上缩小所述DC-DC变换电路400的空间体积，在节省空间、降低成本的同时得到大功率的变换电路。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
标号说明
100 磁集成半桥倍流整流电路系统
101 相移半桥电路
102 主源电压获取单元
103 集成磁件
200、300 磁集成器件
210、310 磁芯构件
211 底板
212 盖板
213 磁柱
214 第一磁柱
215 第二磁柱
216 第三磁柱
217 第四磁柱
214 间隔珠
220、320 初级绕组
220a、320a 初级绕组起始端
220b、320b 初级绕组终止端
221 第一初级绕组
221a 第一初级绕组的起始端
221b 第一初级绕组的终止端
222 第二初级绕组
222a 第二初级绕组的起始端
222b 第二初级绕组的终止端
230、330 次级绕组
230a 次级绕组起始端
230b 次级绕组终止端
231、331 第一次级绕组
231a、331a 第一次级绕组的第一部分
231b、331b 第一次级绕组的第二部分
232、332 第二次级绕组
232a、332a 第二次级绕组的第一部分
232b、332b 第二次级绕组的第二部分
240、340 整流器
241、341 第一整流器
242、342 第二整流器
243、343 第三整流器
244、344 第四整流器
245、345 第五整流器
246、346 第六同步整理器
250、350 电容
400DC-DC 变换电路
401 原边电路
401a 原边第一端
401b 原边第二端
402 副边电路
402a 副边第一端
402b 副边第二端

Claims (17)

1.一种磁集成器件，其特征在于，包括：
磁芯构件、初级绕组以及次级绕组，所述磁芯构件包括：底板、盖板以及位于所述底板和盖板之间的磁柱；
所述初级绕组和次级绕组分别卷绕于所述磁柱以形成闭合磁通回路；
其中，所述磁柱包括第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱，所述初级绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组，所述第一初级绕组卷绕于所述第一磁柱和第二磁柱，所述第二初级绕组卷绕于所述第三磁柱和第四磁柱，并且，所述第一初级绕组的卷绕方向与所述第二初级绕组的卷绕方向相反，所述第一初级绕组与第二初级绕组串联或并联连接；
所述次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱，在向所述初级绕组施加电压时，所述次级绕组的卷绕于所述第一磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第二磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组的卷绕于所述第三磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第四磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，所述感应电动势是由流过所述初级绕组的电流所产生的，
所述初级绕组具有初级绕组起始端和初级绕组终止端，所述初级绕组起始端为所述磁集成器件的原边第一端，所述初级绕组终止端为所述磁集成器件的原边第二端；
所述次级绕组具有次级绕组起始端和次级绕组终止端，所述次级绕组起始端为所述磁集成器件的副边第一端，所述次级绕组终止端为所述磁集成器件的副边第二端。
2.根据权利要求1所述的磁集成器件，其特征在于，所述次级绕组串联连接有整流器，通过设置所述次级绕组的卷绕方式以及所述整流器限制电流的流动。
3.根据权利要求2所述的磁集成器件，其特征在于，
所述次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱中的任意两个磁柱，所述第二次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱中的剩余两个磁柱；
所述第一次级绕组和所述第二次级绕组并联连接；
对于所述第一次级绕组所卷绕的两个磁柱，卷绕于其中一个磁柱的第一次级绕组的第一部分与卷绕于另一个磁柱的第一次级绕组的第二部分并联连接，且所述第一次级绕组的第一部分和第二部分分别串联连接各自对应的所述整流器；
对于所述第二次级绕组所卷绕的两个磁柱，卷绕于其中一个磁柱的第二次级绕组的第一部分与卷绕于另一个磁柱的第二次级绕组的第二部分并联连接，且所述第二次级绕组的第一部分和第二部分分别串联连接各自对应的所述整流器；
对于所述整流器，在将与所述第一磁柱相对应的整流器设为第一整流器，将与所述第二磁柱相对应的整流器设为第二整流器，将与所述第三磁柱相对应的整流器设为第三整流器，将与所述第四磁柱相对应的整流器设为第四整流器的情况下，
通过设置所述第一次级绕组的第一部分和第二部分的卷绕方式、所述第二次级绕组的第一部分和第二部分的卷绕方式以及所述第一整流器至所述第四整流器，所述第一整流器和所述第二整流器中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止，并且所述第三整流器和所述第四整流器中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。
4.根据权利要求2所述的磁集成器件，其特征在于，
所述次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组卷绕于所述第一磁柱和第四磁柱，所述第二次级绕组卷绕于所述第二磁柱和所述第三磁柱；或者，所述第一次级绕组卷绕于所述第一磁柱和第三磁柱，所述第二次级绕组卷绕于所述第二磁柱和第四磁柱；
所述第一次级绕组和所述第二次级绕组并联连接；
所述第一次级绕组串联连接第五整流器；
所述第二次级绕组串联连接第六整流器；
通过设置所述第一次级绕组和第二次级绕组的卷绕方式、第五整流器和第六整流器，所述第五整流器和第六整流器中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱排布于矩形的四个顶点。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱上分别具有气隙。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一初级绕组的终止端与所述第二初级绕组的起始端串联连接。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一初级绕组的起始端与所述第二初级绕组的起始端并联连接，且所述第一初级绕组的终止端与所述第二初级绕组的终止端并联连接。
9.一种磁集成器件，其特征在于，包括：
磁芯构件、初级绕组以及次级绕组，所述磁芯构件包括：底板、盖板以及位于所述底板和盖板之间的磁柱；
所述初级绕组和次级绕组分别卷绕于所述磁柱以形成闭合磁通回路；
其中，所述磁柱包括第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱，所述初级绕组卷绕于所述第一磁柱和第二磁柱，且在所述第一磁柱和第二磁柱上的卷绕方向相同；
在向所述初级绕组施加电压时，所述次级绕组的卷绕于所述第一磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第二磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，并且所述次级绕组的卷绕于所述第三磁柱的部分以及所述次级绕组的卷绕于所述第四磁柱的部分中的一方因感应电动势而流过电流，所述感应电动势是由流过所述初级绕组的电流所产生的，
所述初级绕组具有初级绕组起始端和初级绕组终止端，所述初级绕组起始端为所述磁集成器件的原边第一端，所述初级绕组终止端为所述磁集成器件的原边第二端；
所述次级绕组具有次级绕组起始端和次级绕组终止端，所述次级绕组起始端为所述磁集成器件的副边第一端，所述次级绕组终止端为所述磁集成器件的副边第二端。
10.根据权利要求9所述的磁集成器件，其特征在于，所述次级绕组串联连接有整流器，通过设置所述次级绕组的卷绕方式以及所述整流器限制电流的流动。
11.根据权利要求10所述的磁集成器件，其特征在于，
所述次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱中的任意两个磁柱，所述第二次级绕组卷绕于所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及第四磁柱中的剩余两个磁柱；
所述第一次级绕组和所述第二次级绕组并联连接；
对于所述第一次级绕组所卷绕的两个磁柱，卷绕于其中一个磁柱的第一次级绕组的第一部分与卷绕于另一个磁柱的第一次级绕组的第二部分并联连接，且所述第一次级绕组的第一部分和第二部分分别串联连接各自对应的所述整流器；
对于所述第二次级绕组所卷绕的两个磁柱，卷绕于其中一个磁柱的第二次级绕组的第一部分与卷绕于另一个磁柱的第二次级绕组的第二部分并联连接，且所述第二次级绕组的第一部分和第二部分分别串联连接各自对应的所述整流器；
对于所述整流器，在将与所述第一磁柱相对应的整流器设为第一整流器，将与所述第二磁柱相对应的整流器设为第二整流器，将与所述第三磁柱相对应的整流器设为第三整流器，将与所述第四磁柱相对应的整流器设为第四整流器的情况下，
通过设置所述第一次级绕组的第一部分和第二部分的卷绕方式、所述第二次级绕组的第一部分和第二部分的卷绕方式以及所述第一整流器至所述第四整流器，所述第一整流器和所述第二整流器中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止，并且所述第三整流器和所述第四整流器中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。
12.根据权利要求10所述的磁集成器件，其特征在于，
所述次级绕组包括第一次级绕组和第二次级绕组，所述第一次级绕组卷绕于所述第一磁柱和第四磁柱，所述第二次级绕组卷绕于所述第二磁柱和第三磁柱；或者，所述第一次级绕组卷绕于所述第一磁柱和所述第三磁柱，所述第二次级绕组卷绕于所述第二磁柱和第四磁柱；
所述第一次级绕组和所述第二次级绕组并联连接；
所述第一次级绕组串联连接第五整流器；
所述第二次级绕组串联连接第六整流器；
通过设置所述第一次级绕组和第二次级绕组的卷绕方式、第五整流器和第六整流器，所述第五整流器和第六整流器中的一方因所述感应电动势而导通，另一方截止。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱排布于矩形的四个顶点。
14.根据权利要求9至12中任一项所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱上分别具有气隙。
15.一种DC-DC变换电路，其特征在于，包括上述权利要求1至14中任一项所述的磁集成器件，还包括：
原边电路，所述原边电路与所述磁集成器件的原边第一端和原边第二端耦合；
副边电路，所述副边电路与所述磁集成器件的副边第一端和副边第二端耦合。
16.根据权利要求15所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述原边电路选自：半桥变换器、全桥变换器以及LLC变换器。
17.根据权利要求15所述的DC-DC变换电路，其特征在于，所述副边电路为倍流整流电路。
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