CN117013828A - 用于双向llc谐振变换器的集成磁性部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双向LLC谐振变换器和用于此种双向LLC谐振变换器的集成磁性部件。为了增加此种变换器的功率密度，相应的常规变换器的I型磁芯被去除，并且用于变压器和串联谐振扼流圈的剩余绕组(P1、S1、Lr1、Lr2)被布置和连接以使得在变压器磁芯元件(E3、E4)的磁轭中产生的磁通量至少部分地彼此抵消。在另一示例中，串联谐振扼流圈的绕组和磁芯元件也被去除，并且串联谐振电感是通过卷绕在变压器磁芯元件上的初级绕组和次级绕组之间提供的绕组空气间隙来实现。

Description

用于双向LLC谐振变换器的集成磁性部件
技术领域
本发明涉及一种用于双向LLC谐振变换器的集成磁性部件，该双向LLC谐振变换器具有输入变换器、输出变换器、变压器、变压器的初级侧的第一串联谐振电感和变压器的次级侧的第二串联谐振电感，该集成磁性部件包括第一磁芯元件和第二磁芯元件，其中第一磁芯元件和第二磁芯元件中的每个包括磁轭和至少两个芯柱。本发明还涉及一种对应的双向LLC谐振变换器，该双向LLC谐振变换器具有输入变换器、输出变换器、变压器、变压器的初级侧的串联谐振电感和变压器的次级侧的串联谐振电感。本发明还涉及包括该集成磁性部件的电动交通工具。
背景技术
双向LLC谐振变换器通常包括输入变换器、输出变换器、变压器、变压器的初级侧的串联谐振扼流圈(下文中也称为串联谐振电感)和变压器的次级侧的串联谐振扼流圈。在用于此种以传统方式实现(即，以非集成方式实现)的双向LLC谐振变换器的磁性部件中，变压器、输入谐振扼流圈和输出谐振扼流圈通常是相应地相互连接的三个独立的电感部件。图1示出了用E型磁芯和I型磁芯构建的这种双向LLC谐振变换器，其中磁芯堆叠为使得E型磁芯的芯柱布置为成行排列。两个中间E型磁芯(E3、E4)形成变压器的磁性部件，输入谐振扼流圈(Lr1)的磁性部件由一个E型磁芯(E1)和闭合该E型磁芯(E1)的磁路的I型磁芯(I1)形成，输出谐振扼流圈(Lr2)的磁性部件由一个E型磁芯(E2)和闭合该E型磁芯(E2)的磁路的I型磁芯(I2)形成。变压器初级绕组(P1)布置在第一变压器E型磁芯(E3)的内芯柱上，并且变压器次级绕组(S1)布置在第二变压器E型磁芯(E4)的内芯柱上。输入谐振扼流圈(Lr1)包括卷绕在E型磁芯(E1)的内芯柱上的绕组，并且输出谐振扼流圈(Lr2)包括卷绕在E型磁芯(E2)的内芯柱上的绕组。输入谐振扼流圈(Lr1)的绕组与初级绕组(P1)串联连接，并且输出谐振扼流圈(Lr2)的绕组与次级绕组(S1)串联连接。
如现有技术中已知的，在变压器E型磁芯(E3、E4)的内芯柱之间以及串联谐振扼流圈的E型磁芯(E1、E2)的内芯柱和相应的I型磁芯(I1、I2)之间设置有空气间隙(g34、g1、g2)。
输入变换器(1)由输入电压(Vin)馈电，并且经由谐振电容器(Cr1)连接到磁性部件的初级侧，并且磁性部件的次级侧经由谐振电容器(Cr2)连接到输出变换器(2)以提供输出电压(Vo)。
本领域技术人员清楚，在如图1所示的双向LLC谐振变换器的情况下，能量流也可以从变换器的次级侧流向其初级侧。
这种双向LLC谐振变换器在本领域中是众所周知的，并且被广泛使用。然而，它们的功率密度和效率较低。双向LLC谐振变换器的其它传统实施方式也是如此。
发明内容
本发明的目的是创造一种属于最初提到的技术领域的双向LLC谐振变换器的集成磁性部件，其小且紧凑，同时功率密度和效率均有提高。本发明的另一目的是创造一种属于最初提到的技术领域的双向LLC谐振变换器，该双向LLC谐振变换器小而紧凑，同时功率密度和效率均有提高。
根据本发明，第一磁芯元件和第二磁芯元件彼此堆叠，使得第一磁芯元件和第二磁芯元件的芯柱布置为成行排列，并且其中变压器的第一初级绕组部分布置在至少两个磁芯元件中的一个的第一初级绕组芯柱上，变压器的第一次级绕组部分布置在至少两个磁芯元件中的一个的第一次级绕组芯柱上，其中第一初级绕组芯柱和第一次级绕组芯柱包含相同的磁通量。
卷绕在芯柱上的绕组和卷绕在芯柱上的另一绕组包含相同的磁通量的特征意指：
-绕组卷绕在同一芯柱上，
-绕组卷绕在不同磁芯元件的芯柱上，其中这些芯柱布置为成行排列并且这些芯柱的前侧(即，背离磁轭的一侧)彼此相对，
-两个芯柱是相同磁性部件的芯柱，其中这些芯柱通过磁轭彼此磁性连接，并且磁轭不包括任何另外的分支，
-或者，两个芯柱是相同磁性部件的芯柱，其中这些芯柱通过磁轭彼此磁性连接，并且磁轭可以包括另外的分支，但是例如由于对称性的原因，显然通过两个芯柱的磁通量是相同的。
这些带有磁轭和两个或更多个芯柱的磁芯元件是众所周知的。在两个芯柱的情况下，这种磁芯元件被称为U型磁芯。在三个芯柱的情况下，这种磁芯元件被称为E型磁芯，而在四个芯柱的情况下，这种磁芯元件被称为W型磁芯。这些磁芯元件也可以包括五个或更多个芯柱。在每种情况下，此磁芯元件包括磁轭和从磁轭延伸(即，从磁轭的同一侧沿同一方向延伸)的数个芯柱。
表述“磁芯的两个芯柱布置为成行排列”可以简单地理解为这些芯柱是同轴布置。例如，在E型磁芯的情况下，两个堆叠的E型磁芯的所有三个芯柱布置成使得第一E型磁芯的每个芯柱与第二E型磁芯的芯柱同轴布置。
根据本发明的第一配置，集成磁性部件包括堆叠到第一磁芯元件的第三磁芯元件，并且集成磁性部件包括堆叠到第二磁芯元件的第四磁芯元件。
第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分布置在第三磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱上，并且与第一初级绕组部分串联连接，其中第一串联谐振绕组芯柱和第一初级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且其中，在第三磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱和第一磁芯元件之间提供第一空气间隙。
此外，第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分布置在第四磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱上，并且与第一次级绕组部分串联连接，其中第四磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱和第二磁芯元件的第一次级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且其中，在第四磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱和第二磁芯元件之间提供第二空气间隙。
集成磁性部件的这种结构消除了传统方式实现的相同LLC变换器的I型磁芯，即，其中单个电感是用卷绕在磁芯元件上的分立绕组实现的。这些I型磁芯将分别布置在第一磁芯元件和第三磁芯元件之间以及第二磁芯元件和第四磁芯元件之间，以闭合相应的磁路。通常，通过消除这种I型磁芯，第一磁性部件和第二磁性部件的磁轭中的损耗增加，并且它们可以更快地达到饱和。
然而，在本发明的优选实施例中，集成磁性部件的绕组布置和连接成使得磁轭中产生的磁通量至少部分地彼此抵消。或者更详细地说：第一初级绕组部分、第一次级绕组部分、第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分被适配成使得第一磁芯元件的磁轭内的这些绕组部分的合成磁通量至少部分地彼此抵消，并且使得第二磁芯元件的磁轭内的这些绕组部分的合成磁通量至少部分地彼此抵消。
为了实现用于双向LLC变换器的集成磁性部件(其具有与传统的、即用于双向LLC变换器的非集成磁性部件相同的特性)，绕组的匝数以及磁性部件之间的空气间隙长度可能必须进行适配。
通过对磁性部件的此种集成，磁性部件可以做得更小和更紧凑，因此其功率密度可以增加。
此外，两个中间磁芯元件的磁轭中的磁通抵消使得磁芯损耗减少。在本发明的该第一配置中，第一磁芯元件和第二磁芯元件是变压器磁芯元件，在这些凸缘中，磁通量减少，从而导致磁芯损耗减少。
更进一步，通过将变压器和串联谐振扼流圈集成到单个集成磁性部件中，初级绕组和用于初级谐振扼流圈的绕组的连续卷绕以及次级绕组和用于次级谐振扼流圈的绕组的连续卷绕是可能的。这种连续卷绕减少了焊接端的数量，从而减少了铜损耗并简化了生产过程。
通过集成输入并联电感、变压器和谐振扼流圈的磁芯，变压器磁芯凸缘中的磁通量减少，并且变压器磁芯凸缘中的磁芯损耗减少。此外，该结构的总体积减小，使得功率密度更高。
此外，应当注意的是，如下文所述的LLC变换器的并联电感Lm是通过在至少一个变压器磁芯柱中引入空气间隙来实现的。
如上，第一初级绕组部分布置在第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第一初级绕组芯柱上，并且第一次级绕组部分布置在第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第一次级绕组芯柱上。然而，这不应被理解为排除根据本发明的第一配置的第一初级绕组部分也卷绕在第一次级绕组芯柱上的实施例。第一初级绕组部分可以卷绕在第一初级绕组芯柱和第一次级绕组芯柱上。类似地，第一次级绕组部分也可以卷绕在第一次级绕组芯柱和第一初级绕组芯柱上。这种变型对于本发明的根据具有两个或更多初级和次级绕组部分的第一配置的其它实施例也是可能的。
在本发明的另一优选实施例中，变压器的第二初级绕组部分布置在第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第二初级绕组芯柱上。类似地，变压器的第二次级绕组部分布置在第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第二次级绕组芯柱上，其中第二初级绕组芯柱和第二次级绕组芯柱包含相同的磁通量。
根据本发明的第二配置，变压器初级和变压器次级中的串联谐振电感，也称为谐振扼流圈，也被集成。这是通过将初级绕组和次级绕组彼此隔开一段距离来实现的，以便增加部件的漏电感。
具体而言，第一初级绕组部分和第一次级绕组部分彼此相距第一距离设置，以在第一初级绕组部分和第一次级绕组部分之间提供第一绕组空气间隙。第二初级绕组部分和第二次级绕组部分彼此相距第二距离设置，以在第二初级绕组部分和第二次级绕组部分之间提供第二绕组空气间隙。第一距离和第二距离通常是相同的，但是根据特定的应用，第一距离和第二距离也可能是不同的。
第一绕组空气间隙产生第一漏电感，并且第二绕组空气间隙产生第二漏电感。接着，这些漏电感由第一串联谐振电感和第二串联谐振电感所包括。串联谐振电感还可以包括其它电感，但是串联谐振电感也可以由产生的漏电感组成。此外，应当注意的是，由两个绕组空气间隙产生的两个漏电感都对两个串联谐振电感都有影响。因此，通过改变两个绕组空气间隙中的一个，两个串联谐振电感都会改变。
通过对磁性部件的此种完全集成，磁性部件可以做得更小和更紧凑，因此其体积可以减小并且其功率密度可以增加。
更进一步，通过用绕组空气间隙代替串联谐振扼流圈，需要更少的焊接端，从而降低铜损耗并简化生产过程。
通过集成输入并联电感、变压器和谐振扼流圈的磁芯，变压器磁芯凸缘中的磁通量减少，并且变压器磁芯凸缘中的磁芯损耗减少。
需要注意的是，第一初级绕组部分和第一次级绕组部分之间的第一距离可以是绕组纵向方向上的距离，或者可以是在绕组之间以与绕组纵向方向成直角测量的距离，例如在第一初级绕组卷绕在U型磁芯的第一芯柱上并且第一次级绕组卷绕在该U型磁芯的第二芯柱上的实施例中就是此种情况。同样的情况当然也适用于第二初级绕组部分和第二次级绕组部分之间的第二距离以及可能的其它初级和次级绕组部分对。
在本发明的一优选实施例中，每个磁芯元件是U型磁芯元件。
因此，在根据本发明的第二配置的集成磁性部件中，第一U型磁芯的两个芯柱是初级绕组芯柱，而第二U型磁芯的两个芯柱是次级绕组芯柱。
关于本发明的第一配置，第一串联谐振电感的第二串联谐振绕组部分布置在第三磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱上，并且与第二初级绕组部分串联连接，其中第三磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱和第二初级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且在第三磁芯元件的第二串联绕组芯柱和第一磁芯元件之间提供第三空气间隙，第二串联谐振电感的第二串联谐振绕组部分布置在第四磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱上，并且与第二次级绕组部分串联连接，其中第四磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱和次级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且在第四磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱和第二磁芯元件之间提供第四空气间隙。
此外，第一初级绕组部分和第二初级绕组部分、第一次级绕组部分和第二次级绕组部分、第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分、以及第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分被适配，使得这些绕组部分在第一磁芯元件的磁轭内的合成磁通量至少部分地彼此抵消，并且使得这些绕组部分在第二磁芯元件的磁轭内的合成磁通量至少部分地彼此抵消。
因此，在U型磁芯的情况下，每个磁芯元件的两个芯柱都带有绕组部分，或者是初级绕组部分，或者是次级绕组部分，或者是串联谐振绕组部分。
在关于本发明的第一配置和第二配置的另一优选实施例中，每个磁芯元件是E型磁芯元件，其中每个初级绕组芯柱和每个次级绕组芯柱是E型磁芯元件的外芯柱。
绕组部分优选地布置和连接成使得E型磁芯元件的外芯柱中的磁通量沿相同方向流动，而内芯柱用作磁通量沿另一方向的返回路径。
关于本发明的第一配置，存在另一优选实施例，每个磁芯元件是E型磁芯元件。在该实施例中，每个初级绕组芯柱和每个次级绕组芯柱是E型磁芯元件的内芯柱。在这种情况下，绕组部分优选地布置和连接成使得内芯柱中的磁通量沿相同方向流动，而外芯柱用作磁通量沿另一方向的返回路径。
在关于本发明的第一配置和第二配置的另一优选实施例中，每个磁芯元件是具有磁轭和四个芯柱的W型磁芯元件，其中每个初级绕组芯柱和每个次级绕组芯柱是内芯柱。
绕组部分优选地布置和连接成使得W型磁芯元件的内芯柱中的磁通量沿相同方向流动，而两个外芯柱用作磁通量沿另一方向的返回路径。
在关于本发明的第一配置和第二配置的再一优选实施例中，每个磁芯元件是具有磁轭和五个芯柱的五芯柱磁芯元件。
在该实施例中，提供了第三初级绕组到第三次级绕组路径，其中变压器的第三初级绕组部分布置在第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第三初级绕组芯柱上。变压器的第三次级绕组部分布置在第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第三次级绕组芯柱上，其中第三初级绕组芯柱和第三次级绕组芯柱包含相同的磁通量。
在这种五芯柱磁芯部件中，优选地，第一初级绕组芯柱和第三初级绕组芯柱以及第一次级绕组芯柱和第三次级绕组芯柱是外芯柱，并且第二初级绕组芯柱和第二次级绕组芯柱是中心芯柱。
此外，绕组部分优选地布置和连接成使得W型磁芯元件的两个外芯柱和中心芯柱中的磁通量沿相同方向流动，而另外两个内芯柱用作磁通量沿另一方向的返回路径。
关于本发明的第一配置，存在这种五芯柱磁芯部件的另一优选实施例，其中第一初级绕组芯柱、第二初级绕组芯柱和第三初级绕组芯柱以及第一次级绕组芯柱、第二次级绕组芯柱和第三次级绕组芯柱是W型磁芯元件的内芯柱。
同样，绕组部分优选地布置和连接成使得W型磁芯元件的初级绕组芯柱和次级绕组芯柱中的磁通量沿相同方向流动，并且W型磁芯元件的另外两个外芯柱用作磁通量沿另一方向的返回路径。
上述包括具有四个或更多个芯柱的磁芯元件的实施例可以例如用于交错的两轨或三轨LLC变换器。
关于本发明的根据第二配置的另一优选实施例，由导磁材料制成的填充元件设置在至少一个绕组空气间隙内以增加漏电感并减少由绕组空气间隙引起的边缘场。优选地，所有绕组空气间隙都填充有这种填充元件。
如在磁性应用中经常使用的并且可广泛获得的，导磁材料优选为铁氧体或铁粉。
初级绕组部分和次级绕组部分之间提供的绕组空气间隙可能引起边缘场。这些边缘场可能穿透磁性部件周围的材料，从而产生损耗。例如，如果部件安装在铝制底盘中，这些杂散磁场可能会穿透底盘并造成损耗。
为了防止这些边缘场穿透周围的材料，放置部件的腔体可能例如制造得比部件本身大得多。然而，这是不利的，因为损失了大量空间。此外，必须使用大量封装材料来封装底盘中的磁性部件。由于封装材料是水冷的，用于冷却磁性部件，热阻会增加，这降低了冷却能力。
优选地，这些边缘场因此由布置在磁性部件周围的导磁材料屏蔽。具体而言，由导磁材料制成的板设置在集成磁性部件的每个平行于磁芯元件的芯柱布置以包含由绕组空气间隙引起的边缘场表面上，以包含由绕组空气间隙引起的边缘场。上表面和下表面被磁芯元件的磁轭屏蔽。
因此，这些屏蔽板大大降低了感应交流损耗。它们还增加了漏电感，这意味着与没有这种屏蔽板的集成磁性部件相比，可以减小绕组之间的距离来获得相同水平的电感。另外，这种屏蔽改善了整体电磁干扰。
本发明还涉及一种双向LLC变换器。双向LLC变换器包括输入变换器、输出变换器、变压器、变压器的初级侧的串联谐振电感和变压器的次级侧的串联谐振电感。根据本发明，双向LLC变换器进一步包括如上的集成磁性部件。
取决于特定的应用，输入变换器以及输出变换器可以以不同的方式实现。例如，输入变换器可以实现为单个单元，其向单个双向LLC变换器或者在交错LLC变换器的情况下向多个双向LLC变换器提供所需的电流，其中，双向LLC变换器将使用根据本发明的集成磁性部件来实现。然而，输入变换器也可以包括用于每个LLC变换器的子变换器，或者由多个独立控制的变换器单元组成。输出变换器也是如此。
在本发明的一优选实施例中，双向LLC谐振变换器进一步包括两个谐振电容器。
谐振电容器设置在输入变换器和串联谐振输入电感之间以及串联谐振输出电感和输出变换器之间。
双向LLC谐振变换器还可以包括附加部件，例如整流器或滤波电容器。
本发明还涉及一种电动交通工具。根据本发明的电动交通工具包括如上所述的集成磁性部件。优选地，电动交通工具包括具有腔体的底盘，其中集成磁性部件封装在腔体内。
其它有利实施例和特征的组合来自以下详细描述和整个权利要求。
附图说明
用于解释实施例的附图如下所示：
图1是现有技术的双向LLC谐振变换器；
图2是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的中心芯柱上；
图3是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的外芯柱上；
图4是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个U型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上；
图5是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个W型磁芯，绕组卷绕在W型磁芯的内芯柱上；
图6是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个五芯柱磁芯，绕组卷绕在五芯柱磁芯的两个外芯柱和中心芯柱上；
图7是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个五芯柱磁芯，绕组卷绕在五芯柱磁芯的三个内芯柱上；
图8是根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的所有三个芯柱上；
图9是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个U型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上；
图10是图9所示的集成磁性部件的透视图；
图11是基于图9所示的集成磁性部件的根据本发明的第二配置的集成磁性部件的第一变型的透视图；
图12是基于图9所示的集成磁性部件的根据本发明的第二配置的集成磁性部件的第二变型的透视图；
图13是基于图9所示的集成磁性部件的根据本发明的第二配置的集成磁性部件的第三变型的透视图；
图14是基于图9所示的集成磁性部件的根据本发明的第二配置的集成磁性部件的第四变型的透视图；
图15是基于图9所示的集成磁性部件的根据本发明的第二配置的集成磁性部件的第五变型的透视图；
图16是基于图9所示的集成磁性部件的根据本发明的第二配置的集成磁性部件的第六变型的透视图；
图17是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其具有以非插入状态示出的导磁材料的填充元件；
图18示出了图17的集成磁性部件，其中插入了填充元件；
图19是根据本发明的具有屏蔽的第二配置的集成磁性部件的分解图；
图20是图19的集成磁性部件的透视图；
图21是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的两个外芯柱上；
图22是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个W型磁芯，绕组卷绕在W型磁芯的两个内芯柱上；
图23示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个五芯柱磁芯，绕组卷绕在五芯柱磁芯的两个外芯柱和中心芯柱上；
图24是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个E型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的内芯柱上；
图25是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括三个E型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的内芯柱上；
图26是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个U型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上；
图27是根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括三个U型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上；
图28是根据如图9所示的本发明的第二配置的磁性部件的截面图；以及
图29是图28的磁性部件的MMF曲线。
在附图中，相同的部件被赋予相同的附图标记。
具体实施方式
所有呈现的实施例中，LLC变换器的并联电感Lm是通过在变压器磁芯芯柱中引入空气间隙来实现的。变压器的初级绕组和次级绕组可以分为多个部分并交错布置，以减少交流铜损。
图2示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个E型磁芯E1、E2、E3、E4，绕组卷绕在E型磁芯的中心芯柱上。该集成磁性部件可以用于交错双向LLC谐振变换器，例如用于两相交错双向LLC谐振变换器。
磁芯彼此堆叠，使得E型磁芯的芯柱布置为成行排列。两个中间E型磁芯E3、E4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外E型磁芯E1、E2布置成使得二者的芯柱分别面对中间E型磁芯E3、E4的磁轭。
两个中间E型磁芯E3、E4是变压器磁芯元件。变压器的第一初级绕组P1布置在第一变压器E型磁芯E3的内芯柱上，并且第一次级绕组S1布置在第二变压器E型磁芯E4的内芯柱上。输入谐振扼流圈包括卷绕在第三E型磁芯E1的内芯柱上的绕组Lr1，并且输出谐振扼流圈包括卷绕在第四E型磁芯E2的内芯柱上的绕组Lr2。输入谐振扼流圈的绕组Lr1与初级绕组P1串联连接，并且输出谐振扼流圈的绕组Lr2与次级绕组S1串联连接。
为了方便起见，初级绕组P1以及次级绕组S1被示出为仅卷绕在单个芯柱上。例如，初级绕组P1被示出为卷绕在变压器E型磁芯E3的中间芯柱上。但是如上已提及的，初级绕组P1还可以包括卷绕在另一变压器E型磁芯E4的中间芯柱上的段，使得初级绕组卷绕在两个变压器E型磁芯E3、E4的中间芯柱上。类似地，次级绕组S1也可以卷绕在变压器E型磁芯E3、E4的中间芯柱上。
实际上，在如下描述的根据本发明的第一配置的实施例中，初级绕组以及次级绕组也可以卷绕在另一变压器磁芯的相应的芯柱上。
与图1所示的传统磁性部件相反，串联谐振扼流圈的E型磁芯E1、E2的磁路不是由单独的和附加的I型磁芯闭合，而是由变压器E型磁芯E3、E4的磁轭闭合。
空气间隙g34、g1、g2分别设置在变压器E型磁芯E3、E4的内芯柱之间以及串联谐振扼流圈的E型磁芯E1、E2的内芯柱和变压器E型磁芯E3、E4的磁轭之间。
因此，I型磁芯已被去除。这是可能的，因为初级绕组P1、次级绕组S1、输入和输出谐振扼流圈的绕组Lr1、Lr2布置和连接为，使得变压器E型磁芯E3、E4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，以避免饱和，如磁通量线3所示。更进一步，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
此外，输入变换器1由输入电容器上的输入电压Vin馈电，并且经由谐振电容器Cr1连接到磁性部件的初级侧。磁性部件的次级侧经由谐振电容器Cr2连接到输出变换器2，以在输出电容器上提供输出电压Vo。然而，对于本领域技术人员清楚的是，在双向LLC谐振变换器的情况下，能量流不仅可以从变压器的初级侧引导向变压器的次级侧，还可以从变压器的次级侧流引导向变压器的初级侧。本段也适用于下文中关于根据本发明的第一配置的集成磁性部件所描述的集成磁性部件。
在下文描述的一些实施例中，谐振输入电容器可以连接在输入变换器1和初级绕组之间，或者连接在输入变换器1和初级串联谐振电感的绕组之间。谐振输出电容器可以连接在次级绕组和输出变换器2之间，或者连接在次级串联谐振电感的绕组和输出变换器2之间。
在下文描述的一些实施例中，谐振输入电容器也可以连接在两个初级或次级绕组部分之间。
然而，在每种情况下，谐振电容器分别直接地或间接地与初级或次级绕组串联连接。
在交错LLC变换器的情况下，谐振电容器被分成两个或更多个谐振电容器，使得每个变换器的谐振回路具有其自己的谐振电容器。
附图所示和下面描述的一些实施例可以用于交错LLC变换器。为了方便起见，这些实施例中的谐振电容器被示出为以星形接法连接。然而，在适用的情况下，谐振电容器也可以三角形接法连接。
图3示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的外芯柱上。该集成磁性部件可以例如用于具有两个变压器的单相双向LLC谐振变换器。
E型磁芯E1、E2、E3、E4彼此堆叠，使得E型磁芯E1、E2、E3、E4的芯柱布置为成行排列。两个中间E型磁芯E3、E4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外E型磁芯E1、E2布置成使得二者的芯柱分别面对中间E型磁芯E3、E4的磁轭。
两个中间E型磁芯E3、E4是变压器磁芯元件。变压器的第一初级绕组P11布置在第一变压器E型磁芯E3的第一外芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P21布置在第一变压器E型磁芯E3的第二外芯柱上。第一次级绕组S12布置在第二变压器E型磁芯E4的第一外芯柱上，并且第二次级绕组S22布置在第二变压器E型磁芯E4的第二外芯柱上。输入谐振扼流圈包括卷绕在第三E型磁芯E1的第一外芯柱上的第一绕组Lr11和卷绕在第三E型磁芯E1的第二外芯柱上的第二绕组Lr21。输出谐振扼流圈包括卷绕在第四E型磁芯E2的第一外芯柱上的绕组Lr12和卷绕在第四E型磁芯E2的第二外芯柱上的第二绕组Lr22。输入谐振扼流圈的绕组Lr11与第一初级绕组P11串联连接，输入谐振扼流圈的绕组Lr21与第二初级绕组P21串联连接，输出谐振扼流圈的绕组Lr12与第一次级绕组S12串联连接，并且输出谐振扼流圈的绕组Lr22与第二次级绕组S22串联连接。
同样，串联谐振扼流圈的E型磁芯E1、E2的磁路由变压器E型磁芯E3、E4的磁轭闭合。
空气间隙g341、g342、g11、g21、g12、g22分别设置在变压器E型磁芯E3、E4的外芯柱之间，以及在谐振扼流圈的E型磁芯E1、E2的外芯柱和变压器E型磁芯的磁轭之间。
同样，初级绕组P11、P21、次级绕组S12、S22和谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr12、Lr22布置和连接为，使得变压器E型磁芯E3、E4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，如磁通量线3所示。同样，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
图4示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个U型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上。该集成磁性部件可以用于双向LLC谐振变换器。
U型磁芯U1、U2、U3、U4彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列。两个中间U型磁芯U3、U4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外U型磁芯U1、U2布置成使得二者的芯柱分别面对中间U型磁芯U3、U4的磁轭。
两个中间U型磁芯U3、U4是变压器磁芯元件。变压器的第一初级绕组P1布置在第一变压器U型磁芯U3的第一芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P2布置在第一变压器U型磁芯U3的第二芯柱上。第一次级绕组S1布置在第二变压器U型磁芯U4的第一芯柱上，并且第二次级绕组S2布置在第二变压器U型磁芯U4的第二芯柱上。输入谐振扼流圈包括卷绕在第三U型磁芯U1的第一芯柱上的第一绕组Lr11和卷绕在第三U型磁芯U1的第二芯柱上的第二绕组Lr21。输出谐振扼流圈包括卷绕在第四U型磁芯U2的第一芯柱上的绕组Lr12和卷绕在第四U型磁芯U2的第二芯柱上的绕组Lr22。输入谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21分别与相应的初级绕组P1、P2串联连接，并且输出谐振扼流圈的绕组Lr12、Lr22分别与相应的次级绕组S1、S2串联连接。
同样，串联谐振扼流圈的U型磁芯U1、U2的磁路由变压器U型磁芯U3、U4的磁轭闭合。
空气间隙g134、g234、g11、g21、g12、g22分别设置在变压器U型磁芯U3、U4的芯柱之间，以及谐振扼流圈的U型磁芯U1、U2的芯柱和变压器U型磁芯的磁轭之间。
同样，初级绕组P1、P2、次级绕组S1、S2和谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr12、Lr22布置和连接为，使得变压器U型磁芯U3、U4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，如磁通量线3所示。同样，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
图5示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个W型磁芯，绕组卷绕在W型磁芯的内芯柱上。该集成磁性部件可以用于交错双向LLC谐振变换器，例如用于两相交错双向LLC谐振变换器。
交错变换器的变压器的初级绕组和次级绕组每个都卷绕在变压器磁芯元件的内芯柱上，两个交错变换器的输入谐振扼流圈的绕组每个都卷绕在第一外磁芯元件的一个内芯柱上，并且两个交错变换器的输出谐振扼流圈的绕组每个都卷绕在第二外磁芯元件的一个内芯柱上。
W型磁芯W1、W2、W3、W4彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列。两个中间W型磁芯W3、W4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外W型磁芯W1、W2布置成使得二者的芯柱分别面对中间W型磁芯W3、W4的磁轭。
两个中间W型磁芯W3、W4是变压器磁芯元件。变压器的第一初级绕组P11布置在第一变压器W型磁芯W3的第一内芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P21布置在第一变压器W型磁芯W3的第二内芯柱上。第一次级绕组S12布置在第二变压器W型磁芯W4的第一内芯柱上，并且第二次级绕组S22布置在第二变压器W型磁芯W4的第二内芯柱上。
输入谐振扼流圈包括卷绕在第三W型磁芯W1的第一内芯柱上的第一绕组Lr11和卷绕在第三W型磁芯W1的第二内芯柱上的第二绕组Lr21。输出谐振扼流圈包括卷绕在第四W型磁芯W2的第一内芯柱上的第一绕组Lr12和卷绕在第四W型磁芯W2的第二内芯柱上的第二绕组Lr22。输入谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21分别与相应的初级绕组P11、P21串联连接，并且输出谐振扼流圈的绕组Lr12、Lr22分别与相应的次级绕组S12、S22串联连接。
同样，串联谐振扼流圈的W型磁芯W1、W2的磁路由变压器W型磁芯W3、W4的磁轭闭合。
空气间隙g231、g232、g11、g21、g12、g22分别设置在变压器W型磁芯W3、W4的内芯柱之间，以及谐振扼流圈的W型磁芯W1、W2的内芯柱和变压器W型磁芯的磁轭之间。
同样，初级绕组P11、P21、次级绕组S12、S22和谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr12、Lr22布置和连接为，使得变压器W型磁芯W3、W4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，如磁通量线3所示。同样，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
图6示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个五芯柱磁芯。该集成磁性部件可以用于三个交错双向LLC谐振变换器，其中交错变换器的绕组卷绕在五芯柱磁芯的两个外芯柱和中心芯柱上。
五芯柱磁芯W1、W2、W3、W4彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列。两个中间五芯柱磁芯W3、W4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外五芯柱磁芯W1、W2布置成使得二者的芯柱分别面对中间五芯柱磁芯W3、W4的磁轭。
两个中间五芯柱磁芯W3、W4是变压器磁芯元件。用于三个交错变换器的变压器的第一初级绕组P11布置在第一变压器五芯柱磁芯W3的第一外芯柱上，变压器的第二初级绕组P21布置在第一变压器五芯柱磁芯W3的中心芯柱上，并且变压器的第三初级绕组P31布置在第一变压器五芯柱磁芯W3的第二外芯柱上。用于三个交错变换器的变压器的第一次级绕组S12布置在第二变压器五芯柱磁芯W4的第一外芯柱上，第二次级绕组S22布置在第二变压器五芯柱磁芯W4的中心芯柱上，并且第三次级绕组S32布置在第二变压器五芯柱磁芯W4的第二外芯柱上。
用于三个交错变换器的输入谐振扼流圈包括卷绕在第三五芯柱磁芯W1的第一外芯柱上的第一绕组Lr11、卷绕在第三五芯柱磁芯W1的中心芯柱上的第二绕组Lr21和卷绕在第三五芯柱磁芯W1的第二外芯柱上的第三绕组Lr31。用于三个交错变换器的输出谐振扼流圈包括卷绕在第四五芯柱磁芯W2的第一外芯柱上的第一绕组Lr12、卷绕在第四五芯柱磁芯W2的中心芯柱上的第二绕组Lr22和卷绕在第四五芯柱磁芯W2的第二外芯柱上的第三绕组Lr32。输入谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr31分别与相应的初级绕组P11、P21、P31串联连接，并且输出谐振扼流圈的绕组Lr12、Lr22、Lr32分别与相应的次级绕组S12、S22、S32串联连接。
相应地，五芯柱磁芯W3、W4的两个外芯柱和中心芯柱是变压器芯柱，而五芯柱磁芯W3、W4的剩余两个内芯柱用作磁通回流芯柱。外五芯柱磁芯W1、W2的两个外芯柱和中心芯柱是扼流圈芯柱，而外五芯柱磁芯W1、W2的剩余两个内芯柱用作磁通回流芯柱。因此，每个磁通回流磁芯段置于两个变压器磁芯柱或两个扼流圈芯柱之间。
同样，串联谐振扼流圈的五芯柱磁芯W1、W2的磁路由变压器五芯柱磁芯W3、W4的磁轭闭合。
空气间隙g231、g232、g233、g11、g21、g31、g12、g22、g32分别设置在变压器五芯柱磁芯W3、W4的外芯柱之间及中心芯柱之间，以及谐振扼流圈的五芯柱磁芯W1、W2的外芯柱和中心芯柱与变压器五芯柱磁芯的磁轭之间。
同样，初级绕组P11、P21、P31、次级绕组S12、S22、S32和谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr31、Lr12、Lr22、Lr32布置和连接为，使得变压器五芯柱磁芯W3、W4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，如磁通量线3所示。同样，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
此外，每个LLC变换器的变压器和扼流圈共用一个返回磁芯芯柱，这降低了磁芯损耗和元件体积。
图7示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个五芯柱磁芯。该集成磁性部件可以用于三个交错双向LLC谐振变换器，其中交错变换器的绕组卷绕在W型磁芯的三个内芯柱上。
五芯柱磁芯W1、W2、W3、W4彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列。两个中间五芯柱磁芯W3、W4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外五芯柱磁芯W1、W2布置成使得二者的芯柱分别面对中间五芯柱磁芯W3、W4的磁轭。
两个中间五芯柱磁芯W3、W4是变压器磁芯元件。用于三个交错变换器的变压器的第一初级绕组P11布置在第一变压器五芯柱磁芯W3的第一内芯柱上，变压器的第二初级绕组P21布置在第一变压器五芯柱磁芯W3的中心芯柱上，并且变压器的第三初级绕组P31布置在第一变压器五芯柱磁芯W3的第三内芯柱上。类似地，用于三个交错变换器的变压器的第一次级绕组S12布置在第二变压器五芯柱磁芯W4的第一内芯柱上，第二次级绕组S22布置在第二变压器五芯柱磁芯W4的中心芯柱上，并且第三次级绕组S32布置在第二变压器五芯柱磁芯W4的第三内芯柱上。
用于三个交错变换器的输入谐振扼流圈包括卷绕在第三五芯柱磁芯W1的第一内芯柱上的第一绕组Lr11、卷绕在第三五芯柱磁芯W1的中心芯柱上的第二绕组Lr21和卷绕在第三五芯柱磁芯W1的第三内芯柱上的第三绕组Lr31。用于三个交错变换器的输出谐振扼流圈包括卷绕在第四五芯柱磁芯W2的第一内芯柱上的第一绕组Lr12、卷绕在第四五芯柱磁芯W2的中心芯柱上的第二绕组Lr22和卷绕在第四五芯柱磁芯W2的第三内芯柱上的第三绕组Lr32。输入谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr31分别与相应的初级绕组P11、P21、P31串联连接，并且输出谐振扼流圈的绕组Lr12、Lr22、Lr32分别与相应的次级绕组S12、S22、S32串联连接。
因此，五芯柱磁芯W3、W4的三个内芯柱是变压器芯柱，而五芯柱磁芯W3、W4的两个外芯柱用作磁通回流芯柱。外五芯柱磁芯W1、W2的三个内芯柱是扼流芯柱，而外五芯柱磁芯W1、W2的两个外芯柱用作磁通回流芯柱。
同样，串联谐振扼流圈的五芯柱磁芯W1、W2的磁路由变压器五芯柱磁芯W3、W4的磁轭闭合。
空气间隙g231、g232、g233、g11、g21、g31、g12、g22、g32分别设置在变压器五芯柱磁芯W3、W4的三个内芯柱之间，以及谐振扼流圈的五芯柱磁芯W1、W2的三个内芯柱与变压器五芯柱磁芯的磁轭之间。
同样，初级绕组P11、P21、P31、次级绕组S12、S22、S32和谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr31、Lr12、Lr22、Lr32布置和连接为，使得变压器五芯柱磁芯W3、W4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，如磁通量线3所示。同样，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
图8示出了根据本发明的第一配置的集成磁性部件，其包括四个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的三个芯柱上。该集成磁性部件可以用于三个交错双向LLC谐振变换器，其中交错变换器的绕组卷绕在E型磁芯的三个芯柱上。
E型磁芯E1、E2、E3、E4彼此堆叠，使得E型磁芯E1、E2、E3、E4的芯柱布置为成行排列。两个中间E型磁芯E3、E4布置成使得二者的芯柱彼此相对，并且两个外E型磁芯E1、E2布置成使得二者的芯柱分别面对中间E型磁芯E3、E4的磁轭。
两个中间E型磁芯E3、E4是变压器磁芯元件。变压器的第一初级绕组P11布置在第一变压器E型磁芯E3的第一外芯柱上，变压器的第二初级绕组P21布置在第一变压器E型磁芯E3的中心芯柱上，并且变压器的第三初级绕组P31布置在第一变压器E型磁芯E3的第二外芯柱上。第一次级绕组S12布置在第二变压器E型磁芯E4的第一外芯柱上，第二次级绕组S22布置在第二变压器E型磁芯E4的中心芯柱上，并且第三次级绕组S32布置在第二变压器E型磁芯E4的第二外芯柱上。输入谐振扼流圈包括卷绕在第三E型磁芯E1的第一外芯柱上的第一绕组Lr11、卷绕在第三E型磁芯E1的中心芯柱上的第二绕组Lr21以及卷绕在第三E型磁芯E1的第二外芯柱上的第三绕组Lr31。输出谐振扼流圈包括卷绕在第四E型磁芯E2的第一外芯柱上的第一绕组Lr12、卷绕在第四E型磁芯E2的中心芯柱上的第二绕组Lr22以及卷绕在第四E型磁芯E2的第二外芯柱上的第三绕组Lr32。
绕组Lr11与初级绕组P11串联连接，绕组Lr21与初级绕组P21串联连接，并且绕组Lr31与初级绕组P31串联连接。此外，绕组Lr12与次级绕组S12串联连接，绕组Lr22与次级绕组S22串联连接，并且绕组Lr32与次级绕组S32串联连接。
同样，串联谐振扼流圈的E型磁芯E1、E2的磁路由变压器E型磁芯E3、E4的磁轭闭合。
空气间隙g231、g232、g233、g11、g21、g31、g12、g22、g32分别设置在变压器E型磁芯E3、E4的芯柱之间，以及谐振扼流圈的E型磁芯E1、E2的芯柱和变压器E型磁芯的磁轭之间。
同样，初级绕组P11、P21、P31、次级绕组S12、S22、S32和谐振扼流圈的绕组Lr11、Lr21、Lr31、Lr12、Lr22、Lr32布置和连接为，使得变压器E型磁芯E3、E4的磁轭中的磁通量至少部分地彼此抵消，如磁通量线3所示。同样，绕组的匝数和空气间隙的长度可能必须根据用于磁性部件的元件和特定的应用进行适配。
从图8中可以看出，没有特定的芯柱作为磁通量的返回路径。在该实施例中不需要这样的返回路径，因为输入变换器1以及输出变换器2适配成控制通过这些绕组的电流，使得通过E型磁芯的芯柱上的绕组的电流彼此相移120°。因此，这些电流的总和总是零，因此不需要特定的返回路径。然而，这种变换器可能需要在输入变换器1和/或输出变换器2中增加电气工作量。
因此，E型磁芯E3、E4的三个芯柱是变压器芯柱，并且如上，不需要返回芯柱。类似地，外E型磁芯E1、E2的三个芯柱是扼流圈芯柱，并且不需要特定的返回芯柱。
图9示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个U型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上。这种集成磁性部件可以用于单相，也称为单轨双向LLC谐振变换器。
U型磁芯U3、U4彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列并且彼此相对。
为了减少铜损，初级绕组和次级绕组可以分成两段或更多段并交错布置。在图9所示的示例中，初级绕组和次级绕组被分成两个绕组。在本发明的整个说明书中，这种绕组段也被称为绕组部分。
变压器的第一初级绕组P1布置在第一U型磁芯U3的第一芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P2布置在第一U型磁芯U3的第二芯柱上。变压器的第一次级绕组S1布置在第二U型磁芯U4的第一芯柱上，并且变压器的第二次级绕组S2布置在第二U型磁芯U4的第二芯柱上，其中第一U型磁芯U3的第一芯柱与第二U型磁芯U4的第一芯柱布置成一行，并且第一U型磁芯U3的第二芯柱与第二U型磁芯U4的第二芯柱布置成一行。
与图1所示的传统磁性部件相比，不仅I型磁芯被移除，而且用于输入和输出谐振扼流圈的绕组也被移除。
具体而言，第一初级绕组P1和第一次级绕组S1布置在U型磁芯U3、U4的第一芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙gW1，并且第二初级绕组P2和第二次级绕组S2布置在U型磁芯U3、U4的第二芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙gW2。绕组空气间隙gW1、gW2填充有非导磁材料。绕组空气间隙gW1、gW2的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g134、g234设置在U型磁芯U3、U4的芯柱之间。
图10示出了图9的集成磁性部件的透视图，其中初级绕组P1、P2卷绕在第一U型磁芯U3上，并且次级绕组S1、S2卷绕在第二U型磁芯U4上。
图11至16示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件的不同变型的透视图，这些变型基于图9所示的集成磁性部件。
在图11和12所示的集成磁性部件中，初级绕组以及次级绕组被分成两个绕组部分。
在图11所示的示例中，两个初级绕组P1、P2布置在U型磁芯U3、U4的第一芯柱上，其间具有第一绕组空气间隙gW1，并且两个次级绕组S1、S2布置在U型磁芯U3、U4的第二芯柱上，其间具有第二绕组空气间隙gW2。
在图12所示的示例中，第一初级绕组P1布置在第一U型磁芯U3的第一芯柱上，并且第一次级绕组S1布置在第二U型磁芯U4的第一芯柱上，其间具有第一绕组空气间隙gW1。第二初级绕组P2布置在第二U型磁芯U4的第二芯柱上，并且第二次级绕组S2布置在第一U型磁芯U3的第一芯柱上，其间具有第二绕组空气间隙gW2。
将初级绕组和次级绕组分成两个、三个或更多个绕组部分能够实现谐振串联扼流圈的合理漏电感。
同样，绕组空气间隙gW1、gW2填充有非导磁材料。
在图13和14所示的集成磁性部件中，初级绕组以及次级绕组被分成三个绕组部分。
在图13所示的示例中，所有三个初级绕组P1、P2、P3被布置在U型磁芯U3、U4的第一芯柱上，其中在第一初级绕组P1和第二初级绕组P2之间具有第一绕组空气间隙gW1，并且在第二初级绕组P2和第三初级绕组P3之间具有第二绕组空气间隙gW2。所有三个次级绕组S1、S2、S3布置在U型磁芯U3、U4的第二芯柱上，其中在第一次级绕组S1和第二次级绕组S2之间具有第三绕组空气间隙gW3，并且在第二次级绕组S2和第三次级绕组S3之间具有第四绕组空气间隙gW4。
在图14所示的示例中，第一和第三初级绕组P1、P3以及第二次级绕组S2被布置在U型磁芯U3、U4的第一芯柱上，其中在第一初级绕组P1和第二次级绕组S2之间具有第一绕组空气间隙gW1，并且在第二次级绕组S2和第三初级绕组P3之间具有第二绕组空气间隙gW2。第一和第三次级绕组S1、S3以及第二初级绕组P2布置在U型磁芯U3、U4的第二芯柱上，其中在第一次级绕组S1和第二初级绕组P2之间具有第三绕组空气间隙gW3，并且在第二初级绕组P2和第三次级绕组S3之间具有第四绕组空气间隙gW4。
在图15所示的示例中，初级绕组被分成四个绕组部分，并且次级绕组被分成两个绕组部分。
第一和第二初级绕组P1、P2以及第一次级绕组S1布置在U型磁芯U3、U4的第一芯柱上，其中在第一初级绕组P1和第一次级绕组S1之间具有第一绕组空气间隙gW1，并且在第一次级绕组S1和第二初级绕组P2之间具有第二绕组空气间隙gW2。第三和第四初级绕组P3、P4以及第二次级绕组S2布置在U型磁芯U3、U4的第二芯柱上，其中在第三初级绕组P3和第二次级绕组S2之间具有第三绕组空气间隙gW3，并且在第二次级绕组S2和第四初级绕组P4之间具有第四绕组空气间隙gW4。
在图16所示的示例中，初级绕组被分成两个绕组部分，并且次级绕组被分成四个绕组部分。
第一和第二次级绕组S1、S2以及第一初级绕组P1布置在U型磁芯U3、U4的第一芯柱上，其中在第一次级绕组S1和第一初级绕组P1之间具有第一绕组空气间隙gW1，并且在第一初级绕组P1和第二次级绕组S2之间具有第二绕组空气间隙gW2。第三和第四次级绕组S3、S4以及第二初级绕组P2布置在U型磁芯U3、U4的第二芯柱上，其中在第三次级绕组S3和第二初级绕组P2之间具有第三绕组空气间隙gW3，并且在第二初级绕组P2和第四次级绕组S4之间具有第四绕组空气间隙gW4。
同样，绕组空气间隙gW1、gW2、gW3、gW4填充有非导磁材料。
图17和18示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其非常类似于图13-16中的一个中所示的集成磁性部件，即，总共六个初级和次级绕组设置在彼此相对的两个U型磁芯的芯柱上。
然而，与图13-16中所示的部件相反，绕组部分之间的绕组空气间隙gW1、gW2、gW3、gW4没有用非导磁材料的材料填充，而是用由导磁材料制成的填充元件8填充。导磁材料优选为铁氧体，但是根据具体应用，也可以是另一中足够导磁的材料，例如铁粉。
图17示出了具有未插入的填充元件8的该部件，并且图18示出了插入到绕组空气间隙gW1、gW2、gW3、gW4中的填充元件8。
由导磁材料制成的填充元件8用于增加漏电感并减少由绕组空气间隙gW1、gW2、gW3、gW4引起的边缘场。
图19和20示出了如图17和18所示的集成磁性部件，其具有屏蔽以包含由绕组空气间隙感应的边缘场。
图19示出了集成磁性部件的分解图，而图20以组装形式示出了该集成磁性部件。
导磁材料的板10布置在集成磁性部件的每个横向侧上，即集成磁性部件的平行于磁芯元件的芯柱的那些侧上。集成磁性部件的顶侧和底侧不需要任何进一步的屏蔽，因为它们是由扼流圈磁芯的磁轭12形成的。
板10优选由铁氧体制成，但是根据特定的应用，也可以由另一种具有足够导磁的材料制成。
图19和20还示出了腔体13，例如包括根据本发明的双向LLC谐振变换器的电动交通工具底盘中的腔体。然后，包括板10的集成磁性部件例如使用合适的封装材料封装在腔体13内。
板10能够保持腔体较小，因此它们防止边缘场离开集成磁性部件并进入底盘。
图19和20还示出了基板11，其将集成磁性部件与承载双向LLC谐振变换器的其它部件和元件的印刷电路板(未示出)屏蔽开，特别是与印刷电路板中或印刷电路板上提供的铜屏蔽开。
图21示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个E型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的两个外芯柱上。该具有E型磁芯的集成磁性部件可以用于两相交错LLC变换器。
E型磁芯E3、E4彼此堆叠，使得二者的芯柱布置为成行排列并且彼此相对。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一E型磁芯E3的第一外芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P21布置在第一E型磁芯E3的第二外芯柱上。变压器的第一次级绕组S12布置在第二E型磁芯E4的第一外芯柱上，并且变压器的第二次级绕组S22布置在第二E型磁芯E4的第二外芯柱上。
与相应的传统磁性部件相比，不仅I型磁芯被移除，而且用于输入和输出谐振扼流圈的绕组也被移除。
具体而言，第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在E型磁芯E3、E4的第一外芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，并且第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在E型磁芯E3、E4的第二外芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙g2w。这些绕组空气间隙g1w、g2w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g341、g342设置在E型磁芯E3、E4的外芯柱之间。
图22示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个W型磁芯，绕组卷绕在W型磁芯的两个内芯柱上。该集成磁性部件可以用于两相交错双向LLC谐振变换器。
W型磁芯W3、W4彼此堆叠，使得二者的芯柱布置为成行排列并且彼此相对。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一W型磁芯W3的第一内芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P21布置在第一W型磁芯W3的第二内芯柱上。变压器的第一次级绕组S12布置在第二W型磁芯W4的第一内芯柱上，并且变压器的第二次级绕组S22布置在第二W型磁芯W4的第二内芯柱上。
同样，与相应的传统磁性部件相比，不仅I型磁芯被移除，而且用于输入和输出谐振扼流圈的绕组也被移除。
具体而言，第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在W型磁芯W3、W4的第一内芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，并且第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在W型磁芯W3、W4的第二内芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙g2w。这些绕组空气间隙g1w、g2w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g231、g232设置在W型磁芯W3、W4的外芯柱之间。
图23示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个五芯柱磁芯，绕组卷绕在五芯柱磁芯的两个外芯柱和中心芯柱上。该集成磁性部件可以用于三相交错双向LLC谐振变换器。
五芯柱磁芯W3、W4彼此堆叠，使得二者的芯柱布置为成行排列并且彼此相对。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一五芯柱磁芯W3的第一外芯柱上，变压器的第二初级绕组P21布置在第一五芯柱磁芯W3的中心芯柱上，并且变压器的第三初级绕组P31布置在第一五芯柱磁芯W3的第二外芯柱上。变压器的第一次级绕组S12布置在第二五芯柱磁芯W4的第一外芯柱上，变压器的第二次级绕组S22布置在第二五芯柱磁芯W4的中心芯柱上，并且变压器的第三次级绕组S32布置在第二五芯柱磁芯W4的第二外芯柱上。
同样，与相应的传统磁性部件相比，不仅I型磁芯被移除，而且用于输入和输出谐振扼流圈的绕组也被移除。
具体而言，第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在五芯柱磁芯W3、W4的第一内芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在五芯柱磁芯W3、W4的中心芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙g2w，并且第三初级绕组P31和第三次级绕组S32布置在五芯柱磁芯W3、W4的第二外芯柱上，从而提供第三绕组空气间隙g3w。这些绕组空气间隙g1w、g2w、g3w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w和g3w的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g231、g232、g233设置在五芯柱磁芯W3、W4的两个外芯柱和中心芯柱之间。
图24示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个E型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的内芯柱上。该集成磁性部件可以用于两个交错变换器。
E型磁芯E1、E2彼此堆叠，使得二者的芯柱布置为成行排列，并且使得第一E型磁芯E1的芯柱面向第二E型磁芯E2的磁轭。I型磁芯I布置成闭合第二E型磁芯E2的磁路。I型磁芯I也可以被实现为E型磁芯。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一E型磁芯E1的中心芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P21布置在第二E型磁芯E2的中心芯柱上。变压器的第一次级绕组S12也布置在第一E型磁芯E1的第一中心芯柱上，并且变压器的第二次级绕组S22也布置在第二E型磁芯E2的中心芯柱上。
第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在第一E型磁芯E1的中心芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，并且第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在第二E型磁芯E2的中心芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙g2w。这些绕组空气间隙g1w、g2w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w的长度，即，初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g1、g2设置在第一E型磁芯E1的中心芯柱和第二E型磁芯E2的磁轭之间以及第二E型磁芯E2的中心芯柱和I型磁芯I之间。
两个E型磁芯E1、E2和I型磁芯I也可以以不同的方式组装以实现相同的实施例。例如，I型磁芯I可以堆叠在两个E型磁芯E1、E2之间，使得两个E型磁芯E1、E2的芯柱面向I型磁芯I。
图25示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括三个E型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在E型磁芯的内芯柱上。该集成磁性部件可以用于三相交错双向LLC谐振变换器。
E型磁芯E1、E2、E3彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列，并且使得第一E型磁芯E1的芯柱面向第二E型磁芯E2的磁轭，并且第二E型磁芯E2的芯柱面向第三E型磁芯E3的磁轭。I型磁芯I布置成闭合第三E型磁芯E3的磁路。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一E型磁芯E1的中心芯柱上，变压器的第二初级绕组P21布置在第二E型磁芯E2的中心芯柱上，并且变压器的第三初级绕组P31布置在第三E型磁芯E3的中心芯柱上。变压器的第一次级绕组S12也布置在第一E型磁芯E1的中心芯柱上，变压器的第二次级绕组S22也布置在第二E型磁芯E2的中心芯柱上，并且变压器的第三次级绕组S32也布置在第三E型磁芯E3的中心芯柱上。
第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在第一E型磁芯E1的中心芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在第二E型磁芯E2的中心芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙g2w，并且第三初级绕组P31和第三次级绕组S32布置在第三E型磁芯E3的中心芯柱上，从而提供第三绕组空气间隙g3w。这些绕组空气间隙g1w、g2w、g3w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w、g3w的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g1、g2、g3设置在第一E型磁芯E1的中心芯柱和第二E型磁芯E2的磁轭之间，第二E型磁芯E2的中心芯柱和第三E型磁芯E3的中心芯柱之间，以及第三E型磁芯E3的中心芯柱和I型磁芯I之间。
三个E型磁芯E1、E2、E3和I型磁芯I也可以以不同的方式组装以实现相同的实施例。例如，I型磁芯I可以堆叠在第一和第二E型磁芯E1、E2之间，使得两个E型磁芯E1、E2的芯柱面向I型磁芯I，并且第三E型磁芯E3的芯柱面向第一或第二E型磁芯E1、E2的磁轭。
如结合图24所描述的，可以使用附加的E型磁芯代替I型磁芯来闭合第三E型磁芯E3的磁路。在这种情况下，第三E型磁芯E3和该附加的E型磁芯的芯柱通常被缩短，以实现部件的相同的性能。在这种具有四个E型磁芯的实施例中，当然也可以将另外两个E型磁芯布置成二者的芯柱彼此相对并且缩短，其中另外两个E型磁芯布置成二者的芯柱面对这两个E型磁芯的磁轭。
图26示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括两个U型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯的两个芯柱上。这种具有U型磁芯的集成磁性部件可以用于两相交错LLC变换器。
U型磁芯U1、U2彼此堆叠，使得二者的芯柱布置为成行排列，并且I型磁芯I堆叠在两个U型磁芯U1、U2之间，使得两个U型磁芯U1、U2的芯柱面向I型磁芯I。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一U型磁芯U1的第一芯柱上，并且变压器的第二初级绕组P21布置在第二U型磁芯U2的第一芯柱上。变压器的第一次级绕组S12布置在第一U型磁芯U1的第二芯柱上，并且变压器的第二次级绕组S22布置在第二U型磁芯U2的第二芯柱上。
第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在第一U型磁芯U1的芯柱上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，并且第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在第二U型磁芯U2的芯柱上，从而提供第二绕组空气间隙g2w。这些绕组空气间隙g1w、g2w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g11、g21、g12、g22设置在第一和第二U型磁芯U1、U2的芯柱和I型磁芯I之间。
两个U型磁芯U1、U2和I型磁芯I也可以以不同的方式组装以实现相同的实施例。例如，第二U型磁芯U2可以堆叠在两个第一U型磁芯U1和I型磁芯I之间，使得第一U型磁芯U1的芯柱面向第二U型磁芯U2的磁轭，并且第二U型磁芯U2的芯柱面向I型磁芯I，使得I型磁芯闭合第二U型磁芯U2的磁路。
在该实施例的另一变型中，使用附加的U型磁芯代替I型磁芯来闭合第一U型磁芯U1的磁路。在这种情况下，第一U型磁芯U1和附加的U型磁芯的芯柱通常比第二U型磁芯U2的芯柱短，以实现部件的相同的性能。当然，还可能的是，第一和第二U型磁芯U1、U2布置成使得二者的芯柱彼此相对并且被缩短，并且其中第三U型磁芯布置成使得其芯柱面对第一或第二U型磁芯的磁轭。
图27示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件，其包括三个U型磁芯和一个I型磁芯，绕组卷绕在U型磁芯U1、U2、U3的两个芯柱上。该集成磁性部件可以用于三相交错双向LLC谐振变换器。
U型磁芯U1、U2、U3彼此堆叠，使得它们的芯柱布置为成行排列，并且使得第一U型磁芯U1的芯柱面向第二U型磁芯U2的磁轭，第二U型磁芯U2的芯柱面向第三U型磁芯U3的磁轭，并且第三U型磁芯U3的芯柱面向I型磁芯，其因此闭合第三U型磁芯U3的磁路。
变压器的第一初级绕组P11布置在第一U型磁芯U1的第一芯柱上，变压器的第二初级绕组P21布置在第二U型磁芯U2的第一芯柱上，并且变压器的第三初级绕组P31布置在第三U型磁芯U3的第一芯柱上。变压器的第一次级绕组S12布置在第一U型磁芯U1的第二芯柱上，变压器的第二次级绕组S22布置在第二U型磁芯U2的第二芯柱上，并且变压器的第三次级绕组S32布置在第三U型磁芯U3的第二芯柱上。
第一初级绕组P11和第一次级绕组S12布置在第一U型磁芯U1上，从而提供第一绕组空气间隙g1w，第二初级绕组P21和第二次级绕组S22布置在第二U型磁芯U2上，从而提供第二绕组空气间隙g2w，并且第三初级绕组P31和第三次级绕组S32布置在第三U型磁芯U3上，从而提供第三绕组空气间隙g3w。这些绕组空气间隙g1w、g2w、g3w增加了变压器的漏电感，并用于形成输入和输出串联谐振电感。
绕组空气间隙g1w、g2w、g3w的长度，即初级绕组和次级绕组之间的距离，由一些双箭头表示。
空气间隙g11、g12、g21、g22、g31、g32设置在第一U型磁芯U1的芯柱和第二U型磁芯U2的磁轭之间，第二U型磁芯U2的芯柱和第三U型磁芯U3的磁轭之间，以及第三U型磁芯U3的芯柱和I型磁芯I之间。
三个U型磁芯U1、U2、U3和I型磁芯I也可以以不同的方式组装以实现相同的实施例。例如，I型磁芯I可以堆叠在第一和第二U型磁芯U1、U2之间，使得两个U型磁芯U1、U2的芯柱面向I型磁芯I，并且第三U型磁芯U3的芯柱面向第一或第二U型磁芯U1、U2的磁轭。
在该实施例的另一变型中，使用附加的U型磁芯代替I型磁芯来闭合第三U型磁芯U3的磁路。在这种情况下，第三U型磁芯U3和附加的U型磁芯的芯柱通常比其它U型磁芯的芯柱短，以实现部件的相同的性能。当然，还可能的是，第一和第二U型磁芯U1、U2布置成使得二者的芯柱彼此相对并且被缩短，并且其中第三U型磁芯布置成使得其芯柱面对第一或第二U型磁芯的磁轭，并且其中附加的U型磁芯布置成使得其芯柱面对第三U型磁芯的磁轭。
图28示出了根据本发明的第二配置的集成磁性部件的截面图。
集成磁性部件包括具有宽度bw、高度hP和匝数N1的初级绕组P。电流IP在初级绕组P中流动。集成磁性部件进一步包括具有相同宽度bw、高度hS和匝数N2的次级绕组S。电流IS在次级绕组S中流动。初级绕组P和次级绕组S布置成在二者之间具有高度为h1的绕组空气间隙gw。
进而，初级线圈的漏电感LIP通过下式计算：
其中，Sk是第k个绕组或空气间隙的表面，IRMS,k是其RMS电流值，MLTP是初级绕组的平均绕组长度，MLTI是绕组空气间隙gw的平均绕组长度，MLTS是次级绕组的平均绕组长度，并且μ0是空气导磁率。
为了获得所需的漏电感，初级和次级绕组之间的间隔从大约0.5mm到大约10mm范围变化，这取决于所使用的铁氧体磁芯的形状和尺寸。
图29示出了图28的磁性部件的MMF(磁动势)曲线。MMF曲线在初级绕组P开始处从零开始，在初级绕组P的最大高度上升到其最大值N1IP或N2IS，在绕组空气间隙两端保持在该水平，在次级绕组S开始处开始下降，随后直到次级绕组S结束处下降到零。
应该理解的是，所提供的具体描述虽然指出了本发明的优选实施例，但仅仅是为了说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。
总之，需要注意的是，本发明能够为双向LLC谐振变换器提供小而紧凑且具有高功率密度的磁性部件。同时，本发明允许减少损耗，并因此增加设备的效率。

Claims (14)

1.一种用于双向LLC谐振变换器的集成磁性部件，所述双向LLC谐振变换器具有输入变换器、输出变换器、变压器、所述变压器的初级侧的第一串联谐振电感和所述变压器的次级侧的第二串联谐振电感，所述集成磁性部件包括第一磁芯元件和第二磁芯元件，其中所述第一磁芯元件和所述第二磁芯元件中的每个包括磁轭和至少两个芯柱，其中：
a)所述第一磁芯元件和所述第二磁芯元件彼此堆叠，使得所述第一磁芯元件和所述第二磁芯元件的芯柱布置为成行排列，并且
b)所述变压器的第一初级绕组部分布置在所述第一磁芯元件或所述第二磁芯元件中的一个的第一初级绕组芯柱上，所述变压器的第一次级绕组部分布置在所述第一磁芯元件或所述第二磁芯元件中的一个的第一次级绕组芯柱上，其中所述第一初级绕组芯柱和所述第一次级绕组芯柱包含相同的磁通量。
2.根据权利要求1所述的集成磁性部件，其中，所述集成磁性部件还包括第三磁芯元件和第四磁芯元件；
所述第三磁芯元件堆叠到所述第一磁芯元件，所述第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分布置在所述第三磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱上，并且与所述第一初级绕组部分串联连接，其中所述第一串联谐振绕组芯柱和所述第一初级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且其中在所述第一串联谐振绕组芯柱和所述第一磁芯元件之间提供第一空气间隙，
所述第四磁芯元件堆叠到所述第二磁芯元件，所述第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分布置在所述第四磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱上，并且与所述第一次级绕组部分串联连接，其中所述第四磁芯元件的第一串联谐振绕组芯柱和所述第二磁芯元件的第一次级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且其中在所述第一串联谐振绕组芯柱和所述第二磁芯元件之间提供第二空气间隙，
所述第一初级绕组部分、所述第一次级绕组部分、所述第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和所述第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分被适配成使得所述第一初级绕组部分、所述第一次级绕组部分、所述第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和所述第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分在所述第一磁芯元件的磁轭内的合成磁通量至少部分地彼此抵消，并且使得所述第一初级绕组部分、所述第一次级绕组部分、所述第一串联谐振绕组部分和所述第一串联谐振绕组部分在所述第二磁芯元件的磁轭内的合成磁通量至少部分地彼此抵消。
3.根据权利要求1所述的集成磁性部件，其中，所述变压器的第二初级绕组部分布置在所述第一磁芯元件或所述第二磁芯元件中的一个的第二初级绕组芯柱上，所述变压器的第二次级绕组部分布置在所述第一磁芯元件或所述第二磁芯元件中的一个的第二次级绕组芯柱上，其中所述第二初级绕组芯柱和所述第二次级绕组芯柱包含相同的磁通量。
4.根据权利要求3所述的集成磁性部件，其中，所述第一初级绕组部分和所述第一次级绕组部分设置为彼此相距第一距离，以在所述第一初级绕组部分和所述第一次级绕组部分之间提供第一绕组空气间隙，并且其中所述第二初级绕组部分和所述第二次级绕组部分设置为彼此相距第二距离，以在所述第二初级绕组部分和所述第二次级绕组部分之间提供第二绕组空气间隙，由此所述第一绕组空气间隙产生的第一漏电感和所述第二绕组空气间隙产生的第二漏电感由所述第一串联谐振电感和所述第二串联谐振电感所包括。
5.根据权利要求2或3所述的集成磁性部件，其中，每个磁芯元件是U型磁芯元件，其中
a)所述第一串联谐振电感的第二串联谐振绕组部分布置在所述第三磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱上，并且与所述第二初级绕组部分串联连接，其中所述第三磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱和所述第二初级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且其中在所述第三磁芯元件的第二串联绕组芯柱和所述第一磁芯元件之间提供第三空气间隙，所述第二串联谐振电感的第二串联谐振绕组部分布置在所述第四磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱上，并且与所述第二次级绕组部分串联连接，其中所述第四磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱和所述第二次级绕组芯柱包含相同的磁通量，并且其中在所述第四磁芯元件的第二串联谐振绕组芯柱和所述第二磁芯元件之间提供第四空气间隙，并且
b)所述第一初级绕组部分和所述第二初级绕组部分、所述第一次级绕组部分和所述第二次级绕组部分、所述第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分、以及所述第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分被适配，使得所述第一初级绕组部分、所述第二初级绕组部分、所述第一次级绕组部分、所述第二次级绕组部分、所述第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分、以及所述第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分在所述第一磁芯元件的磁轭内的合成磁通量至少部分地彼此抵消，并且使得所述第一初级绕组部分、所述第二初级绕组部分、所述第一次级绕组部分、所述第二次级绕组部分、所述第一串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分、以及所述第二串联谐振电感的第一串联谐振绕组部分和第二串联谐振绕组部分在所述第二磁芯元件的磁轭内的合成磁通量至少部分地彼此抵消。
6.根据权利要求2-4中任一项所述的集成磁性部件，其中，
每个磁芯元件是U型磁芯元件；或者
每个磁芯元件是E型磁芯元件，并且其中每个初级绕组芯柱和每个次级绕组芯柱是外芯柱；或者
每个磁芯元件是E型磁芯元件，并且其中每个初级绕组芯柱和每个次级绕组芯柱是内芯柱；或者
每个磁芯元件是具有磁轭和四个芯柱的W型磁芯元件，并且其中每个初级绕组芯柱和每个次级绕组芯柱是内芯柱。
7.根据权利要求2-4中任一项所述的集成磁性部件，其中，每个磁芯元件是具有磁轭和五个芯柱的五芯柱磁芯元件，其中所述变压器的第三初级绕组部分布置在所述第一磁芯元件或第二磁芯元件中的一个的第三初级绕组芯柱上，所述变压器的第三次级绕组部分布置在所述第一磁芯元件或所述第二磁芯元件中的一个的第三次级绕组芯柱上，其中所述第三初级绕组芯柱和所述第三次级绕组芯柱包含相同的磁通量。
8.根据权利要求7所述的集成磁性部件，其中，
所述第一初级绕组芯柱和所述第三初级绕组芯柱以及所述第一次级绕组芯柱和所述第三次级绕组芯柱是外芯柱，并且其中所述第二初级绕组芯柱和所述第二次级绕组芯柱是中心芯柱；或者
所述第一初级绕组芯柱、第二初级绕组芯柱和第三初级绕组芯柱以及所述第一次级绕组芯柱、所述第二次级绕组芯柱和第三次级绕组芯柱是内芯柱。
9.根据权利要求4所述的集成磁性部件，其中，由导磁材料制成的填充元件设置在至少一个绕组空气间隙内，以增加漏电感并减少由绕组空气间隙引起的边缘场，其中所述导磁材料为铁氧体。
10.根据权利要求13所述的集成磁性部件，其中，所述填充元件设置在所有绕组空气间隙内。
11.根据权利要求4所述的集成磁性部件，其中，由导磁材料制成的板设置在集成磁性部件的每个平行于所述磁芯元件的芯柱布置以包含由所述绕组空气间隙引起的边缘场表面上。
12.一种双向LLC谐振变换器，包括输入变换器、输出变换器、变压器、所述变压器的初级侧的串联谐振电感、所述变压器的次级侧的串联谐振电感以及根据前述权利要求中任一项所述的集成磁性部件。
13.根据权利要求12所述的双向LLC谐振变换器，进一步包括两个谐振电容器。
14.一种电动交通工具，包括根据权利要求1-11中任一项所述的集成磁性部件，其中所述电动交通工具包括具有腔体的底盘，其中所述集成磁性部件封装在所述腔体内。
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