CN115700972A - 一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其包括第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组、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；第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在两个相对设置的E型磁芯的左、右两个磁柱上。本发明从实际出发，采用柔性多层带材集成技术创制的两个集成绕组，将四个耦合boost电感和三个滤波电容集成在一对E‑E磁芯中，有效缩减了无源元件体积，提高了电路功率密度。
Description
技术领域
本发明公开了一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置。
背景技术
交错并联混合型Boost变流器不仅可以减少开关的电压和电流应力，还可以通过耦合电感松散耦合，降低输入电流与电感电流的纹波，以在同等电感体积下实现更高的变流器效率。传统的交错并联混合型Boost变流器包含大量无源元件，具有显著的尺寸和体积。因此，本发明引入了柔性多层带材无源元件集成技术，将多个无源元件全部有效地集成在E-E磁芯中，可以显著提高该变流器的功率密度，其在电动汽车领域得到了广泛的重视和研究。
本发明面向一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，具有以下优点：(1) 该变流器设计了低耦合系数的输入纹波电感，以确保在大纹波时输出纹波系数高，从而降低输入电流与电感电流的纹波。(2) 通过交错工作模式，该变流器降低了开关管所承受的电压和电流应力，可以在较低的占空比下实现高增益。(3) 多绕组耦合电感设计，可以在实现更低电压纹波的同时对输出滤波电容进行优化，减小输出滤波电容体积。。
发明内容
本发明解决上述问题的技术方案是：一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置包括第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组、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；第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在两个相对设置E型磁芯的左、右两个磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第一绝缘带材、第一导体带材、第二绝缘带材、第二导体带材、第一电介质带材和第三导体带材；所述的第二柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘带材、第四导体带材、第二电介质带材、第五导体带材、第四绝缘带材、第六导体带材、第三电介质带材和第七导体带材。
所述的一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一导体带材左端口与第一二极管阳极相连，其右端口分别与电源正极、第三导体带材左端口、第五导体带材左端口和第七导体带材右端口共同连接在一起；所述的第二导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第二二极管阴极相连；所述的第三导体带材右端口与第三开关管漏极相连；所述的第四导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第一二极管阴极相连；所述的第五导体带材右端口与第二开关管漏极相连；所述的第六导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第三二极管阴极相连；所述的第七导体带材左端口与第四开关管漏极相连。
所述的一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一导体带材构成第一耦合boost电感；所述的第三导体带材构成第二耦合boost电感；所述的第二导体带材、第一电介质带材和第三导体带材共同构成第二滤波电容；所述的第五导体带材构成第三耦合boost电感；所述的第四导体带材、第二电介质带材和第五导体带材共同构成第一滤波电容；所述的第七导体带材构成第四耦合boost电感；所述的第六导体带材、第三电介质带材和第七导体带材共同构成第三滤波电容。
所述的一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第一耦合boost电感、第二耦合boost电感和第二滤波电容；所述的第二柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第三耦合boost电感、第四耦合boost电感、第一滤波电容和第三滤波电容。
本发明的有益效果在于：从实际需求出发，提出一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其采用柔性多层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为本发明装置的整体结构示意图。
图2为本发明装置的爆炸结构示意图。
图3为本发明装置的连接示意图。
图4为本发明装置的集总参数模型电路示意图。
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，一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置包括第一柔性多层带材集成绕组1和第二柔性多层带材集成绕组2、第一E型磁芯3和第二E型磁芯4；第一E型磁芯3位于第二E型磁芯4上方且与第二E型磁芯4相对接触设置；第一柔性多层带材集成绕组1和第二柔性多层带材集成绕组2分别绕制在两个相对设置E型磁芯的左、右两个磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组1由里到外依次排列为第一绝缘带材5、第一导体带材6、第二绝缘带材7、第二导体带材8、第一电介质带材9和第三导体带材10；所述的第二柔性多层带材集成绕组2由里到外依次排列为第三绝缘带材11、第四导体带材12、第二电介质带材13、第五导体带材14、第四绝缘带材15、第六导体带材16、第三电介质带材17、第七导体带材18。
所述的第一导体带材6左端口28与第一二极管21阳极相连，其右端口27分别与电源20正极、第三导体带材10左端口、第五导体带材14左端口和第七导体带材18右端口共同连接在一起；所述的第二导体带材8左端口悬空不接入电路，其右端口30与第二二极管22阴极相连；所述的第三导体带材10右端口29与第三开关管25漏极相连；所述的第四导体带材12左端口悬空不接入电路，其右端口32与第一二极管21阴极相连；所述的第五导体带材14右端口31与第二开关管24漏极相连；所述的第六导体带材16左端口悬空不接入电路，其右端口34与第三二极管23阴极相连；所述的第七导体带材18左端口33与第四开关管26漏极相连。
如图3-图4所示，所述的第一导体带材6构成第一耦合boost电感35；所述的第三导体带材10构成第二耦合boost电感36；所述的第二导体带材8、第一电介质带材9和第三导体带材10共同构成第二滤波电容37；所述的第五导体带材14构成第三耦合boost电感38；所述的第四导体带材12、第二电介质带材13和第五导体带材14共同构成第一滤波电容39；所述的第七导体带材18构成第四耦合boost电感40；所述的第六导体带材16、第三电介质带材17和第七导体带材18共同构成第三滤波电容41。
Claims (4)
1.一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：包括第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组、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；第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在两个相对设置E型磁芯的左、右两个磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第一绝缘带材、第一导体带材、第二绝缘带材、第二导体带材、第一电介质带材和第三导体带材；所述的第二柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘带材、第四导体带材、第二电介质带材、第五导体带材、第四绝缘带材、第六导体带材、第三电介质带材和第七导体带材。
2.根据权利要求1所述的一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一导体带材左端口与第一二极管阳极相连，其右端口分别与电源正极、第三导体带材左端口、第五导体带材左端口和第七导体带材右端口共同连接在一起；所述的第二导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第二二极管阴极相连；所述的第三导体带材右端口与第三开关管漏极相连；所述的第四导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第一二极管阴极相连；所述的第五导体带材右端口与第二开关管漏极相连；所述的第六导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第三二极管阴极相连；所述的第七导体带材左端口与第四开关管漏极相连。
3.根据权利要求1所述的一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一导体带材构成第一耦合boost电感；所述的第三导体带材构成第二耦合boost电感；所述的第二导体带材、第一电介质带材和第三导体带材共同构成第二滤波电容；所述的第五导体带材构成第三耦合boost电感；所述的第四导体带材、第二电介质带材和第五导体带材共同构成第一滤波电容；所述的第七导体带材构成第四耦合boost电感；所述的第六导体带材、第三电介质带材和第七导体带材共同构成第三滤波电容。
4.根据权利要求1所述的一种适用于交错并联混合型Boost变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第一耦合boost电感、第二耦合boost电感和第二滤波电容；所述的第二柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第三耦合boost电感、第四耦合boost电感、第一滤波电容和第三滤波电容。
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