CN111740631A - 谐振变换器及其变压器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种谐振变换器及其变压器的制造方法，谐振变换器包含全桥电路、元件、第一支路、第二支路及副边绕组。全桥电路包含第一节点和第二节点。元件包含电感或电容。第一支路包含第一原边绕组。第二支路包含第二原边绕组，第一原边绕组和第二原边绕组的匝数相同。副边绕组与第一原边绕组和第二原边绕组形成变压器。第一支路、元件和第二支路按序串联耦接于第一节点和第二节点之间，第一支路和第二支路以元件轴对称分布，且第一支路和第二支路的阻抗相等。

Description

谐振变换器及其变压器的制造方法
技术领域
本公开关于一种谐振变换器，特别涉及一种谐振变换器及其变压器的制造方法。
背景技术
如今，板载直流转直流电源模块在电话通信、数据中心、超级计算机等领域被广泛运用，而随着固网和移动通信的快速发展，对于输出功率、效率及尺寸的要求也越来越高，故现有的板载直流转直流电源模块多采用隔离的谐振变换器，以利用谐振技术减小变换器的损耗，且通过提升开关频率，可有效提升变换器的效率，并减小变换器的尺寸。然而，功率器件的开关频率提高，高速开关动作所引起的电压和电流瞬变将带来严重的电磁干扰。
因此，如何发展一种可改善上述现有技术的谐振变换器及其变压器的制造方法，实为目前迫切的需求。
发明内容
本公开的目的在于提供一种谐振变换器及其变压器的制造方法，谐振变换器的元件、第一支路及第二支路以元件的中心为轴线而呈对称设置，使电压通过变压器的原边绕组与副边绕组间的寄生电容所产生的共模电流皆相互抵消，借此避免因开关作动而产生电磁干扰。
本公开的另一目的在于提供一种谐振变换器及其变压器的制造方法，其中，原边绕组绕制于磁芯组的多个中柱上，任两个相邻中柱上的原边绕组通过电力所形成的磁力线的磁力线方向相反，借此实现相邻中柱间的交流磁通抵消。
本公开的另一目的在于提供一种谐振变换器及其变压器的制造方法，变压器的原边绕组及副边绕组绕制于同一磁芯组上，借此减少变压器的尺寸及损耗。
为达上述目的，本公开提供一种谐振变换器，包含全桥电路、元件、第一支路、第二支路及至少一副边绕组。全桥电路包含第一开关、第二开关、第三开关及第四开关，其中第一开关与第四开关之间具有第一节点，第二开关与第三开关之间具有第二节点。元件包含至少一电感或至少一电容。第一支路包含第一原边绕组。第二支路包含第二原边绕组，其中第一原边绕组和第二原边绕组的匝数相同。至少一副边绕组与第一原边绕组和第二原边绕组形成变压器。第一支路、元件和第二支路按序串联耦接于第一节点和第二节点之间，第一支路和第二支路以元件轴对称分布，且第一支路和第二支路的阻抗相等。
为达上述目的，本公开另提供一种变压器的制造方法，包含步骤：(a)提供磁芯组，其中磁芯组包含相连接的第一中柱、第二中柱、第三中柱、第四中柱、两个边柱和基板；(b)提供两个原边绕组及两个副边绕组，其中两个原边绕组为匝数相同的第一原边绕组及第二原边绕组，其中两个副边绕组为匝数相同的第一副边绕组及第二副边绕组；(c)将第一原边绕组绕制于第一中柱及第二中柱上，将第二原边绕组绕制于第三中柱及第四中柱上，其中，于第一中柱、第二中柱、第三中柱及第四中柱中，任两个相邻的中柱上的原边绕组通过电力所产生的磁力线的方向相反；以及(d)将第一副边绕组绕制于第一中柱及第二中柱上，将第二副边绕组绕制于第三中柱及第四中柱上。
附图说明
图1为本公开优选实施例的谐振变换器的电路结构示意图。
图2为显示图1的原边绕组与副边绕组间的等效寄生电容的电路示意图。
图3为图1所示的谐振变换器的变化例的电路结构示意图。
图4A及4B为图1所示的变压器的磁芯组的切面图。
图5为显示图1所示的原边绕组绕制于图4A所示的磁芯组上的示意图。
图6A及图6B为显示图5所示的原边绕组的绕制方式的示意图。
图7A为显示图1所示的变压器的变化例的电路结构示意图。
图7B为显示图7A所示的原边绕组绕制于磁芯组上的示意图。
图8、图9及图10为图1所示的第一节点与第二节点之间的串联支路的各种变化例的电路结构示意图。
图11为本公开优选实施例的变压器的制造方法的流程图。
图12A及图12B为图1所示的谐振变换器的整流电路的不同实施方式的电路结构示意图。
附图标记说明如下：
1：谐振变换器
11、13、14：支路
12：整流电路
Lr：谐振电感
Cr1：第一谐振电容
Cr2：第二谐振电容
Cr：谐振电容
Cp1：第一等效寄生电容
Cp2：第二等效寄生电容
Cp3：第三等效寄生电容
Cp4：第四等效寄生电容
M1：第一开关
M2：第二开关
M3：第三开关
M4：第四开关
A：第一节点
B：第二节点
C：第三节点
D：第四节点
E：第五节点
F：第六节点
T1：第一原边绕组
T2：第二原边绕组
T3：第一副边绕组
T4：第二副边绕组
200：磁芯组
201、202、203、204、904：气隙
211：第一中柱
212：第二中柱
213：第三中柱
214：第四中柱
215、216、901、903：边柱
902：中柱
217：基板
301：第一内层板
302：第二内层板
303：第三内层板
304：第四内层板
311、312、313、314、315、316、317、318：通孔
401、402：内层板
M5、M6、M7、M8、M9、M10：开关
Cout：输出电容
Vin：输入电压
ic、id、ie、if：共模电流
20：元件
21：第一支路
22：第二支路
S1、S2、S3、S4、S5：变压器的制造方法的步骤
具体实施方式
体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明的用，而非架构于限制本公开。
图1为本公开优选实施例的谐振变换器的电路结构示意图。如图1所示，本公开的谐振变换器1包含全桥电路、谐振电感Lr、变压器、第一谐振电容Cr1及第二谐振电容Cr2，其中第一谐振电容Cr1与第二谐振电容Cr2相等同，第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2的容值相同或接近相同。
全桥电路接收输入电压Vin，且包含第一开关M1、第二开关M2、第三开关M3及第四开关M4，其中，第一开关M1与第四开关M4之间具有第一节点A，第二开关M2与第三开关M3之间具有第二节点B。变压器包含两个原边绕组及两个副边绕组，其中，两个原边绕组包含第一原边绕组T1及第二原边绕组T2，其中第一原边绕组T1和第二原边绕组T2的匝数相同。两个副边绕组包含第一副边绕组T3及第二副边绕组T4，其中第一副边绕组T3和第二副边绕组T4的匝数相同，且其同名端并联耦接。第一原边绕组T1与第一副边绕组T3相互电磁耦合，第二原边绕组T2与第二副边绕组T4相互电磁耦合。
第一谐振电容Cr1、第一原边绕组T1、谐振电感Lr、第二原边绕组T2及第二谐振电容Cr2按序串联耦接，且均设置于第一节点A与第二节点B之间，其中第一谐振电容Cr1耦接于第一节点A，第二谐振电容Cr2耦接于第二节点B。如图1所示，第一谐振电容Cr1、第一原边绕组T1、谐振电感Lr、第二原边绕组T2及第二谐振电容Cr2按序串联耦接形成一支路11，于支路11中，谐振电感Lr的两侧元件以谐振电感Lr轴对称分布。
于此实施例中，原边绕组T1、T2与副边绕组T3、T4通过磁芯耦合而构成变压器，其中原边绕组T1、T2与副边绕组T3、T4之间存在多个寄生电容。包含该些寄生电容的等效电路如图2所示，第一原边绕组T1与第一副边绕组T3之间存在第一等效寄生电容Cp1及第二等效寄生电容Cp2，第二原边绕组T2与第二副边绕组T4之间存在第三等效寄生电容Cp3及第四等效寄生电容Cp4。第一原边绕组T1的两侧分别具有第三节点C及第四节点D，且第四节点D位于第一原边绕组T1与谐振电感Lr之间。第二原边绕组T2的两侧分别具有第五节点E及第六节点F，且第五节点E位于第二原边绕组T2与谐振电感Lr之间。第一等效寄生电容Cp1电连接于第三节点C与第一副边绕组T3的中心点之间，第二等效寄生电容Cp2电连接于第四节点D与第一副边绕组T3的中心点之间，第三等效寄生电容Cp3电连接于第五节点E与第二副边绕组T4的中心点之间，第四等效寄生电容Cp4电连接于第六节点F与第二副边绕组T4的中心点之间。第三节点C、第四节点D、第五节点E及第六节点F的电位分别通过第一等效寄生电容Cp1、第二等效寄生电容Cp2、第三等效寄生电容Cp3及第四等效寄生电容Cp4而产生共模电流ic、id、ie及if，其中由于第一原边绕组T1和第二原边绕组T2按谐振电感Lr轴对称分布，所以第三节点C点和第六节点F点的跳变电位大小相等，方向相反，且第一等效寄生电容Cp1与第四等效寄生电容Cp4的容值相等，使得共模电流ic与共模电流if相抵消；同理，第四节点D和第五节点E的跳变电位大小相等，方向相反，且第二等效寄生电容Cp2与第三等效寄生电容Cp3的容值相等，使得共模电流id与共模电流ie相抵消。因此，通过寄生电容所产生的共模电流皆相互抵消，原边绕组T1、T2与副边绕组T3、T4间的共模噪声大幅度下降，共模滤波器的尺寸也可以大幅度下降。
图3为图1所示的谐振变换器的变化例的电路结构示意图。如图3所示，于一些实施例中，第一原边绕组T1及第二原边绕组T2均由多个绕组相互并联连接而构成，以满足大电流的需求。于一些实施例中，第一谐振电容Cr1及第二谐振电容Cr2均由多个谐振电容相互并联连接而构成，即，可视实际需求改变谐振电容的并联个数，以调整第一谐振电容Cr1及第二谐振电容Cr2的电容值。
以下示例说明谐振变换器1的变压器的具体结构及其原边绕组的绕制方式，然其实际实施方式并不以此为限。
图4A为图1所示的变压器的磁芯组的侧切面图，图4B为图1所示的变压器的磁芯组的横切面图。如图4A所示，变压器包含磁芯组200，磁芯组200包含两个磁芯，两个磁芯相扣合而形成相连接的第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213、第四中柱214及两个边柱215、216，气隙201、气隙202、气隙203及气隙204分别位于第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213及第四中柱214上，该磁芯组200还包括基板217。此外，第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213、第四中柱214及两个边柱215、216的横切面形状不受限制，以如图4B所示为例，第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213及第四中柱214的横切面为椭圆形，两个边柱215、216的横切面为方形，然并不以此为限。于一些实施例中，第一原边绕组T1和第一副边绕组T3绕制于第一中柱211、第二中柱212上，第一原边绕组T1和第一副边绕组T3相互电磁耦合，构成第一独立的变压器。第二原边绕组T2和第二副边绕组T4绕制于第三中柱213及第四中柱214上，第二原边绕组T2和第二副边绕组T4相互电磁耦合,构成第二独立变压器。
图5为显示原边绕组绕制于磁芯组200上的示意图，图6A及图6B为显示原边绕组的绕制方式的示意图。如图5所示，一组绕线交叉绕制于第一中柱211及第二中柱212上而形成第一原边绕组T1，另一组绕线交叉绕制于第三中柱213及第四中柱214上而形成第二原边绕组T2。假使电流自第一节点A流入，经过第一谐振电容Cr1、第一原边绕组T1、谐振电感Lr、第二原边绕组T2及第二谐振电容Cr2，并经由第二节点B流出，依靠这种绕制方法，第一原边绕组T1以及第二原边绕组T2对称地分布在谐振电感Lr的两侧。绕制于中柱上的第一原边绕组T1及第二原边绕组T2通过电流对应形成磁力线，以图5的正面视图角度，第一原边绕组T1于第一中柱211上所产生的磁力线的方向朝上，第一原边绕组T1于第二中柱212上所产生的磁力线的方向朝下，第二原边绕组T2于第三中柱213上所产生的磁力线的方向朝上，第二原边绕组T2于第四中柱214上所产生的磁力线的方向朝下。由此可知，原边绕组于任意两个相邻中柱上(例如第二中柱212及第三中柱213)所产生的磁力线的方向相反，故可实现相邻中柱内的交流磁通经任一边柱(例如边柱215或216)闭合时，在该边柱上产生的交流磁通方向相反，使得该边柱上的交流磁通小于中柱的交流磁通，且流经磁芯的基板217的交流磁通亦小于流经中柱的交流磁通，从而减小边柱和磁芯的基板的截面积，使得边柱和磁芯的基板的截面积均小于中柱的截面积，减小磁芯体积，同时提高了功率密度。
详细而言，如图1-5所示的谐振变换器的元件设置于电路板，其中电路板包含多个内层板。磁芯组200的第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213及第四中柱214插设于电路板的多个内层板。原边绕组设置于电路板的偶数个内层板上，且多个通孔设置于内层板之间，架构于提供内层板间的电性连接。如图6A所示，于此实施例中，电路板包含至少四个内层板，原边绕组设置于四个内层板上，且可通过多个通孔实现内层板间的电连接，其中四个内层板分别为第一内层板301、第二内层板302、第三内层板303及第四内层板304。于此实施例中，在每一内层板上，第一原边绕组T1分别于第一中柱211及第二中柱212上缠绕两匝，即第一原边绕组T1于每一内层板上缠绕4匝，故第一原边绕组T1共有16匝，然原边绕组的绕制匝数并不以此为限。以下对于图6A的说明中，“顺时针方向”及“逆时针方向”是以由第一内层板301朝第二内层板302的视角为基准。
第一内层板301、第二内层板302、第三内层板303及第四内层板304按序排列。第一原边绕组T1连接于第一谐振电容Cr1，而由第一内层板301朝第二内层板302的方向，第一原边绕组T1的绕制方式示例如下。首先，于第一内层板301上，第一原边绕组T1以逆时针方向绕过第一中柱211，以顺时针方向缠绕第二中柱212，并经由通孔311电连接于第二内层板302。接着，于第二内层板302上，第一原边绕组T1以顺时针方向缠绕第二中柱212，以逆时针方向缠绕第一中柱211，并经由通孔312电连接于第三内层板303。而后，于第三内层板303上，第一原边绕组T1以逆时针方向缠绕第一中柱211，以顺时针方向缠绕第二中柱212，并经由通孔313电连接于第四内层板304。最后，于第四内层板304上，第一原边绕组T1以顺时针方向缠绕第二中柱212，以逆时针方向缠绕第一中柱211，并经由通孔314电连接于第一内层板301，且在以逆时针方向缠绕第一内层板301上的第一中柱211后连接于谐振电感Lr的一端。
谐振电感Lr的另一端连接于第二原边绕组T2，而由第四内层板304朝第三内层板303的方向，第二原边绕组T2的绕制方式示例如下。首先，于第四内层板304上，第二原边绕组T2以顺时针方向绕过第四中柱214，以逆时针方向缠绕第三中柱213、并经由通孔315电连接于第三内层板303。接着，于第三内层板303上，第二原边绕组T2以逆时针方向缠绕第三中柱213，以顺时针方向缠绕第四中柱214，并经由通孔316电连接于第二内层板302。而后，于第二内层板302上，第二原边绕组T2以顺时针方向缠绕第四中柱214，以逆时针方向缠绕第三中柱213，并经由通孔317电连接于第一内层板301。最后，于第一内层板301上，第一原边绕组T1以逆时针方向缠绕第三中柱213，以顺时针方向缠绕第四中柱214，并经由通孔318电连接于第四内层板304，且在以顺时针方向缠绕第四内层板304上的第四中柱214后连接于第二谐振电容Cr2。
于图6A所示的实施例中，在每一内层板上，第一原边绕组T1皆以逆时针方向缠绕第一中柱211，并皆以顺时针方向缠绕第二中柱212，第二原边绕组T2皆以逆时针方向缠绕第三中柱213，并皆以顺时针方向缠绕第四中柱214。对应原边绕组于各中柱上的缠绕方向可知，原边绕组于任两个相邻中柱上因电流所产生的磁力线的方向相反，故可实现相邻中柱内的交流磁通经任一边柱闭合时，在该边柱上产生的交流磁通方向相反，使得该边柱上的交流磁通小于该中柱的交流磁通，且使得流经磁芯基板217的交流磁通小于中柱的交流磁通，因此边柱和磁芯基板的截面积均小于中柱的截面积，减小了该电源模块的磁芯体积，提高了该电源模块的功率密度。此外，以谐振电感Lr的中心为轴线，第一原边绕组T1与第二原边绕组T2呈对称设置，第一谐振电容Cr1与第二谐振电容Cr2呈对称设置。更进一步，原边绕组T1、T2的绕制方向并不以此为限，亦可为第一原边绕组T1皆以顺时针方向缠绕第一中柱211，并皆以逆时针方向缠绕第二中柱212，第二原边绕组T2皆以顺时针方向缠绕第三中柱213，并皆以逆时针方向缠绕第四中柱214。
当然，内层板的数量并不以四个为限，例如于图6B所示的实施例中，电路板包含两个内层板401、402，原边绕组设置于两个内层板401、402上，其中第一原边绕组T1及第二原边绕组T2的绕制方式于图6A的示例相似，故于此不再赘述。内层板的数量可为任意偶数，对应第一原边绕组T1及第二原边绕组T2的绕制方式则可由图6A及6B的示例进行类推。而，无论内层板的数量多少，原边绕组于任两个相邻中柱上因电流所产生的磁力线的方向相反，且第一谐振电容Cr1、第一原边绕组T1、谐振电感Lr、第二原边绕组T2及第二谐振电容Cr2按序串联连接。
于本公开的谐振变换器中，变压器及第一节点A和第二节点B之间的串联支路并不限于前述的实施方式，可依实际需求进行调整，以下示例说明可能的实施方式，但不以此为限。
于一些实施例中，谐振变换器1的变压器可包含两个原边绕组T1、T2和一个副边绕组T3，第一原边绕组T1，第二原边绕组T2和第一副边绕组T3共同耦合在一起，如图7A所示。在该实施例中，第一原边绕组T1，第二原边绕组T2和第一副边绕组T3共用一根磁柱。参照，如图7B所示，变压器的磁芯组由两个E型磁芯组成，该磁芯组包括中柱902，两个边柱901和903，中柱902上存在气隙904。第一原边绕组T1一端耦接第一谐振电容Cr1，且在中柱902上绕制所需的匝数后耦接于谐振电感Lr。第二原边绕组T2一端耦接第一谐振电感Lr，以与第一原边绕组T1相同的绕制方向绕制在中柱902上，再与第二谐振电容Cr2耦接。第一副边绕组T3亦绕制于中柱902(未绘制)。
于一些实施例中，第一节点A和第二节点B之间的串联支路可为第一原边绕组T1，第一谐振电容Cr1，谐振电感，第二谐振电容Cr2和第二原边绕组T2按序串联耦接的一支路13。如图8所示，于支路13中，第一原边绕组T1的两侧分别具有第一节点A和第四节点D，第二原边绕组T2的两侧分别具有第五节点E和第二节点B，谐振电感Lr的两侧元件以谐振电感Lr的中心为轴线而相对称。其中，第一节点A和第二节点B的跳变电位大小相等，方向相反，同理，第四节点D和第五节点E的跳变电位大小相等，方向相反。而且，因为支路13按谐振电感Lr对称分布，且第一节点A对第一副边绕组T3的中心点的寄生电容和第二节点B对第二副边绕组T4的中心点的寄生电容相同，同理，保持第四节点D对第一副边绕组T3的中心点的寄生电容和第五节点E对第二副边绕组T4的中心点的寄生电容相同。因此，通过寄生电容所产生的共模电流皆相互抵消，原边绕组T1、T2与副边绕组T3、T4间的共模噪声大幅度下降，共模滤波器的尺寸也可以大幅度下降。
于一些实施例中，可以通过变压器的漏感来做谐振电感，从而去掉谐振电感Lr。如图9所示，谐振变换器包含上述全桥电路、变压器、谐振电容Cr。变压器和全桥电路可参照上述实施例，在此不再详述。于本实施例的支路14中，第一原边绕组T1和第二原边绕组T2分别耦接于谐振电容Cr两端，并以谐振电容Cr对称分布。其对称原理与其它实施例相同，所述第一原边绕组、所述第二原边绕组的两侧节点的跳变电位关系亦相同，通过layout布局同样可以达到共模电流相互抵消的效果，此处不再赘述。
参照图10，第一节点A和第二节点B之间的串联支路包含一元件20，第一支路21和第二支路22。其中第一支路21，元件20和第二支路22于串联支路中按序串联耦接。该第一支路21和第二支路22以该元件20轴对称分布，且该第一支路21和该第二支路22的阻抗相等。第一支路21包含第一原边绕组，第二支路22包含第二原边绕组，其中第一原边绕组和第二原边绕组匝数相同。该元件20包含至少一个谐振电感或者至少一个谐振电容。通过以该元件20轴对称分布使得第一原边绕组、第二原边绕组的两侧节点的跳变电位关系相同，通过layout布局达到共模电流相互抵消的效果。参照图10，并结合图1,3和7A，该元件20为一谐振电感，第一支路21包含第一谐振电容和第一原边绕组，第二支路22包含第二谐振电容和第二原边绕组。第一谐振电容，第一原边绕组，谐振电感，第二原边绕组，第二谐振电容按序串联耦接于第一节点A和第二节点B之间。参照图10，并结合图8所示，该元件20为一谐振电感，第一支路21包含第一谐振电容和第一原边绕组，第二支路22包含第二谐振电容和第二原边绕组。第一原边绕组，第一谐振电容，谐振电感，第二谐振电容，第二原边绕组按序串联耦接于第一节点A和第二节点B之间。参照图10，并结合图9所示，该元件20为一谐振电容，第一支路21包含第一原边绕组，第二支路22包含第二原边绕组。第一原边绕组，谐振电容，第二原边绕组按序串联耦接于第一节点A和第二节点B之间。
图11为本公开优选实施例的变压器的制造方法的流程图。如图11所示，变压器的制造方法用以制造前述的变压器，其包含以下步骤：
提供磁芯组200，其中磁芯组200包含相连接的第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213、第四中柱214、两个边柱215、216和基板217(如步骤S1所示)；
提供两个原边绕组及两个副边绕组，其中两个原边绕组为匝数相同的一第一原边绕组T1及一第二原边绕组T2，其中该两个副边绕组为匝数相同的第一副边绕组T3及一第二副边绕组T4(如步骤S2所示)；
将第一原边绕组T1绕制于第一中柱211及第二中柱212上，将第二原边绕组T2绕制于第三中柱213及第四中柱214上，其中，于第一中柱211、第二中柱212、第三中柱213及第四中柱214中，任两个相邻中柱上的原边绕组通过电力所产生的磁力线的方向相反(如步骤S3所示)；以及
将第一副边绕组T3绕制于第一中柱211及第二中柱212，将第二副边绕组T4绕制于第三中柱213及第四中柱214上(如步骤S4所示)。
在一实施例中，将第一原边绕组T1的两端分别连接于第一谐振电容Cr1及谐振电感Lr的一端，将第二原边绕组T2的两端分别连接于第二谐振电容Cr2及谐振电感Lr的另一端，其中第一谐振电容Cr1及第二谐振电容Cr2的容值相同或接近相同。于另一实施例中，将一第一谐振电容Cr1的两端分别连接于第一原边绕组T1及一谐振电感Lr的一端，将一第二谐振电容Cr2的两端分别连接于第二原边绕组T2及该谐振电感Lr的另一端，其中该第一谐振电容Cr1及该第二谐振电容Cr2的容值相等。于再一实施例中，将一谐振电容Cr的两端分别连接于第一原边绕组T1和第二原边绕组T2之间。
图12A及图12B为图1所示的谐振变换器的整流电路的不同实施方式的电路结构示意图。于一些实施例中，如图12A及图12B所示，谐振变换器1还包含整流电路12，整流电路12连接于副边绕组T3，整流电路12可为例如但不限于全波整流电路、半波整流电路或中心抽头整流电路。于图12A所示的实施例中，整流电路12为中心抽头整流电路，包含两个开关M5、M6及输出电容Cout，第一副边绕组绕组T3的两端分别电连接于开关M6的一端及输出电容Cout的一端，第二副边绕组绕组T4的两端分别电连接于开关M5的一端及输出电容Cout的一端，开关M5及开关M6的另一端均电连接于输出电容Cout的另一端。于图12B所示的实施例中，整流电路12为全波整流电路，包含四个开关M7、M8、M9、M10及输出电容Cout，变压器包含两个原边绕组T1、T2和一个副边绕组T3，副边绕组T3的两端分别电连接于开关M7与开关M10之间及开关M8与开关M9之间，输出电容Cout的一端电连接于开关M7及开关M8，输出电容Cout的另一端电连接于开关M9及开关M10。
于一些实施例中，谐振变换器1还包含控制器(未图示)，控制器电连接于全桥电路，控制器架构于依据谐振变换器1的输出电压产生脉宽调制信号，使第一开关M1、第二开关M2、第三开关M3及第四开关M4依据脉宽调制信号进行导通或关断。于一些实施例中，以50％的不调整占空比控制开关的导通及关断。
综上所述，本公开提供一种谐振变换器及其变压器的制造方法，谐振变换器的元件、第一支路及第二支路以元件的中心为轴线而呈对称设置，使电压通过变压器的原边绕组与副边绕组间的寄生电容所产生的共模电流皆相互抵消，借此避免因开关作动而产生电磁干扰。此外，原边绕组绕制于磁芯组的多个中柱上，任两个相邻中柱上的原边绕组通过电力所形成的磁力线的磁力线方向相反，借此实现相邻中柱间的交流磁通抵消。再者，变压器的原边绕组及副边绕组绕制于同一磁芯组上，借此减少变压器的尺寸及损耗。
须注意，上述仅是为说明本公开而提出的优选实施例，本公开不限于所述的实施例，本公开的范围由权利要求决定。且本公开得由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱权利要求所欲保护者。

Claims (25)

1.一种谐振变换器，包含：
一全桥电路，包含一第一开关、一第二开关、一第三开关及一第四开关，其中该第一开关与该第四开关之间具有一第一节点，该第二开关与该第三开关之间具有一第二节点；
一元件，包含至少一电感或至少一电容；
一第一支路，包含一第一原边绕组；
一第二支路，包含一第二原边绕组，其中该第一原边绕组和该第二原边绕组的匝数相同；以及
至少一副边绕组，与该第一原边绕组和该第二原边绕组形成一变压器，
其中该第一支路、该元件和该第二支路按序串联耦接于该第一节点和该第二节点之间，该第一支路和该第二支路以该元件轴对称分布，且该第一支路和该第二支路的阻抗相等。
2.如权利要求1所述的谐振变换器，其中该元件为一谐振电感，该第一支路还包含一第一谐振电容，该第二支路还包含一第二谐振电容，其中该第一谐振电容、该第一原边绕组、该谐振电感、该第二原边绕组及该第二谐振电容按序串联耦接于该第一节点和该第二节点之间，该第一谐振电容和该第二谐振电容的容值相等。
3.如权利要求1所述的谐振变换器，其中该元件为一谐振电感，该第一支路还包含一第一谐振电容，该第二支路还包含一第二谐振电容，其中该第一原边绕组、该第一谐振电容、该谐振电感、该第二谐振电容及该第二原边绕组按序串联耦接于该第一节点和该第二节点之间，该第一谐振电容和该第二谐振电容的容值相等。
4.如权利要求2或3所述的谐振变换器，其中该第一谐振电容及该第二谐振电容皆由多个谐振电容相互并联耦接而构成。
5.如权利要求1所述的谐振变换器，其中该元件为一谐振电容，该第一原边绕组、该谐振电容及该第二原边绕组按序串联耦接于该第一节点和该第二节点之间。
6.如权利要求5所述的谐振变换器，其中该谐振电容由多个谐振电容相互并联耦接而构成。
7.如权利要求1所述的谐振变换器，其中该第一原边绕组及该第二原边绕组皆由多个绕组相互并联耦接而构成。
8.如权利要求1所述的谐振变换器，其中该至少一副边绕组和该第一原边绕组和第二原边绕组绕制于一磁芯组上，以形成该变压器。
9.如权利要求8所述的谐振变换器，其中该至少一副边绕组包含一第一副边绕组和一第二副边绕组，该第一副边绕组和该第二副边绕组同名端并联耦接，该磁芯组包含一第一中柱、一第二中柱、一第三中柱、一第四中柱、两个边柱和基板，该第一原边绕组绕制于该第一中柱及该第二中柱上，该第二原边绕组绕制于该第三中柱及该第四中柱上，该第一副边绕组绕制于该第一中柱及该第二中柱，该第二副边绕组绕制于第三中柱及该第四中柱上。
10.如权利要求9所述的谐振变换器，其中该第一中柱、该第二中柱、该第三中柱及该第四中柱上分别具有一气隙。
11.如权利要求8所述的谐振变换器，其中该磁芯组包含一中柱、两个边柱和基板，该第一原边绕组和该第二原边绕组绕制于该中柱上，该至少一副边绕组绕制于该中柱上。
12.如权利要求11所述的谐振变换器，其中该中柱具有一气隙。
13.如权利要求1所述的谐振变换器，还包含一整流电路，连接于该至少一副边绕组。
14.如权利要求1所述的谐振变换器，还包含一控制器，该控制器电连接于该全桥电路，该控制器架构于依据该谐振变换器的一输出电压产生一脉宽调制信号，使该第一开关、该第二开关、该第三开关及该第四开关依据该脉宽调制信号进行导通或关断。
15.一种变压器的制造方法，用以制造如权利要求1所述的该变压器，包含步骤：
(a)提供一磁芯组，其中该磁芯组包含相连接的一第一中柱、一第二中柱、一第三中柱、一第四中柱、两个边柱和基板；
(b)提供两个原边绕组及两个副边绕组，其中该两个原边绕组为匝数相同的一第一原边绕组及一第二原边绕组，其中该两个副边绕组为匝数相同的一第一副边绕组及一第二副边绕组；
(c)将该第一原边绕组绕制于该第一中柱及该第二中柱上，将该第二原边绕组绕制于该第三中柱及该第四中柱上，其中，于该第一中柱、该第二中柱、该第三中柱及该第四中柱中，任两个相邻的中柱上的该原边绕组通过一电力所产生的磁力线的方向相反；以及
(d)将该第一副边绕组绕制于该第一中柱及该第二中柱上，将该第二副边绕组绕制于该第三中柱及该第四中柱上。
16.如权利要求15所述的变压器的制造方法，还包含步骤：
将该第一原边绕组的两端分别连接于一第一谐振电容及一谐振电感的一端，将该第二原边绕组的两端分别连接于一第二谐振电容及该谐振电感的另一端，其中该第一谐振电容及该第二谐振电容的容值相等。
17.如权利要求15所述的变压器的制造方法，还包含步骤：
将一第一谐振电容的两端分别连接于该第一原边绕组及一谐振电感的一端，将一第二谐振电容的两端分别连接于该第二原边绕组及该谐振电感的另一端，其中该第一谐振电容及该第二谐振电容的容值相等。
18.如权利要求16或17所述的变压器的制造方法，其中该第一谐振电容及该第二谐振电容皆由多个谐振电容相互并联连接而构成。
19.如权利要求15所述的变压器的制造方法，还包含步骤：
将一谐振电容的两端分别连接于该第一原边绕组和该第二原边绕组之间。
20.如权利要求19所述的谐振变换器，其中该谐振电容由多个谐振电容相互并联耦接而构成。
21.如权利要求15所述的变压器的制造方法，其中该第一原边绕组及该第二原边绕组皆由多个绕组相互并联连接而构成。
22.如权利要求15所述的变压器的制造方法，其中于该步骤(c)中，将该第一原边绕组及该第二原边绕组设置于一电路板的偶数个内层板上，其中多个通孔设置于该偶数个内层板之间，并架构于提供该偶数个内层板间的电性连接。
23.如权利要求15所述的变压器的制造方法，其中于该步骤(c)中，该第一原边绕组于该第一中柱及该第二中柱的绕制方向相反，该第二原边绕组于该第三中柱及该第四中柱的绕制方向相反，且该第一原边绕组于该第一中柱的绕制方向与该第二原边绕组于该第三中柱的绕制方向相同。
24.如权利要求15所述的变压器的制造方法，其中该第一中柱、该第二中柱、该第三中柱、该第四中柱上分别具有一气隙。
25.如权利要求15所述的变压器的制造方法，还包含步骤：
将该第一副边绕组和该第二副边绕组同名端并联耦接。
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