CN118116705A - 变压器组件和电力转换装置 - Google Patents

变压器组件和电力转换装置 Download PDF

Info

Publication number
CN118116705A
CN118116705A CN202311600131.9A CN202311600131A CN118116705A CN 118116705 A CN118116705 A CN 118116705A CN 202311600131 A CN202311600131 A CN 202311600131A CN 118116705 A CN118116705 A CN 118116705A
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding
leg
transformer
choke
transformer assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311600131.9A
Other languages
English (en)
Inventor
H·恩吉恩德
R·格里格
D·黑尔特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Delta Electronics Thailand PCL
Original Assignee
Delta Electronics Thailand PCL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Delta Electronics Thailand PCL filed Critical Delta Electronics Thailand PCL
Publication of CN118116705A publication Critical patent/CN118116705A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0064—Magnetic structures combining different functions, e.g. storage, filtering or transformation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/003—Constructional details, e.g. physical layout, assembly, wiring or busbar connections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

本发明涉及一种尤其用于电力转换装置的变压器组件，包括至少一个耙形芯构件，各自分别包括主体部分、至少三个绕组支腿和至少两个腿芯构件，围绕每个绕组支腿缠绕有至少一个电气绕组，至少三个绕组支腿和至少两个腿芯构件与主体部分磁性地连接；其中，至少一个第一绕组支腿和至少一个第二绕组支腿形成至少一对绕组支腿对，第一绕组支腿的至少一个第一电气绕组与第二绕组支腿的至少一个第二电气绕组电性地串联连接。本发明还涉及一种包括至少一个变压器组件的电力转换装置。

Description

变压器组件和电力转换装置
技术领域
本申请涉及一种变压器组件，尤其是用于电力转换装置，并且涉及一种电力转换装置。
背景技术
通常，在需要多个变压器的应用中，例如在三相应用中，每个变压器都有其自己的磁芯。此外，当与扼流圈(例如两相功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)扼流圈)组合在一起时，每个扼流圈也有其自己的磁芯。传统上，上述变压器组件或扼流圈组件中的一些组件被集成到单个磁芯中。
例如，EP3401935公开了一种用于功率转换器的集成磁性部件，该功率转换器包括被配置用于交错操作的多个LLC的转换器。
EP3045593公开了一种磁集成设备和功率转换电路。
CN105895302公开了一种多相磁集成耦合电感器。
US10395819公开了一种用于变压器和电感器绕组的，具有集成磁芯的多相功率转换器。
EP3349224公开了一种集成磁性元件和开关模式功率转换器。
US20200286670公开了一种用于功率转换器的，具有集成磁性结构的变压器。
在现代电源中，转换器的并联或交错是经常用来提高效率的一种方法，然而，这通常导致大量的磁性元件，使得总体积更大。
传统已知的转换器的缺点在于扼流圈和变压器的总体积以及芯和线圈的数量都非常大，这导致功率密度低。此外，这些转换器的冷却表面的数量和/或表面积通常较小，因此容易导致温度升高和高热点温度。
发明内容
本发明的目的是克服上述挑战。具体地，本发明的目的是提供一种具有高功率密度并能同时有效冷却的变压器组件和电力转换装置。
本发明涉及一种变压器组件。变压器组件特别适合用在电力转换装置中。变压器组件包括至少一个耙形芯构件，各自分别包括主体部分、至少三个绕组支腿和至少两个腿芯构件。其中，每个绕组支腿缠绕有至少一个电气绕组，且该至少三个绕组支腿和至少两个腿芯构件与主体部分磁性连接。此外，至少一个第一绕组支腿和至少一个第二绕组支腿形成至少一对绕组支腿对，所述第一绕组支腿的至少一个第一电气绕组与所述第二绕组支腿的至少一个第二电气绕组电性地串联连接。
因此，特别是通过至少两个相互串联电连接的电气绕组，可以将例如多相配置的多个变压器和/或扼流圈集成到例如单相配置中。
在这里以及在下文中，电气绕组是指围绕芯构件的支腿而缠绕的导体的至少一部分(因此是绕组支腿)。此外，变压器优选地由两个电气绕组定义，即初级绕组和次级绕组，电能通过磁通在初级绕组和次级绕组之间传输。换句话说，变压器的初级绕组和次级绕组彼此没有电连接。此外，优选地，扼流圈可以包括一个或多个扼流圈绕组，它们之间不通过磁通传递能量。相反，扼流圈绕组提供具有阻抗的电感器。
优选地，第一电气绕组和第二电气绕组中的至少一个构成变压器组件所包括的变压器的初级绕组和/或次级绕组，和/或变压器组件所包括的扼流圈的扼流圈绕组。换句话说，变压器组件优选地包括两个串联连接的变压器初级绕组和/或变压器次级绕组，和/或两个串联连接的扼流圈绕组，和/或串联连接的至少一个初级绕组、至少一个次级绕组、至少一个扼流圈绕组的任意组合。其中，初级绕组优选地与次级绕组不电连接，特别是不串联或并联电连接。
优选地，至少一个扼流圈绕组与至少一个初级绕组连接。对此附加地或替代地，至少一个扼流圈绕组与至少一个次级绕组连接。
优选地，变压器组件至少包括一个第一耙形芯构件和一个第二耙形芯构件。其中，至少一对绕组支腿对的第一电气绕组和第二电气绕组(每对绕组支腿定义为包括第一耙形芯构件的一个绕组支腿和第二耙形芯构件的一个绕组支腿)共同构成至少一个变压器和/或至少一个扼流圈，绕组支腿对的第一绕组支腿和第二绕组支腿分别位于第一耙形芯构件和第二耙形芯构件。
优选地，至少一个第一耙形芯构件和至少一个第二耙形芯构件被布置为其中一个耙形芯构件的绕组支腿与另一个耙形芯构件的绕组支腿相邻。有利地，第一耙形芯构件和第二耙形芯构件布置成使得它们的绕组支腿布置在第一耙形芯构件和第二耙形芯构件两者的主体部分之间。优选地，至少一个第一耙形芯构件的腿芯构件和至少一个第二耙形芯构件的腿芯构件也布置为彼此相邻。优选地，至少一个第一耙形芯构件和至少一个第二耙形芯构件布置为彼此相对，即处于所谓的配置中。其中，优选地，附加的芯构件，特别是耙形芯构件布置为在第一耙形芯构件和第二耙形芯构件之间，和/或布置为与第一耙形芯构件和第二耙形芯构件中的任一者或两者相邻，特别地与它们的主体部分相邻(例如，或/>或/>等)。在上文中，“E”仅指芯构件的定向方向，并且可以优选地应用于“W”芯(五腿而不是三腿)作为例如“WM”配置，其中“M”的“支腿”与“W”的“支腿”相邻且相对，正如/>配置。五支腿的芯构件通常称为“W”芯。
在一个有利的实施方式中，在包括构成变压器的至少一对绕组支腿对的变压器组件中，所述一对绕组支腿对中的每个绕组支腿包括变压器的初级绕组的至少一部分和次级绕组的至少一部分。其中，优选地，每个绕组支腿分别只包括初级绕组和次级绕组中的每一者的一部分。换句话说，虽然每个绕组支腿优选地包括绕组的多个部分，但对于每个由此形成的变压器，每个绕组支腿优选地只包括各自初级绕组的一部分和各自次级绕组的一部分。例如，在一对绕组支腿对中，一个绕组支腿包括两个电气绕组部分，即初级绕组的一部分和次级绕组的一部分，其中所述一对绕组支腿对中的另一个绕组支腿包括初级绕组的另一部分和次级绕组的另一部分。在进一步优选的示例中，一对绕组支腿对中的第一绕组支腿包括四个电气绕组部分，即两个初级绕组部分和两个次级绕组部分，其中，例如，两个初级绕组部分不是同一变压器的初级绕组部分(即相互之间没有串联电连接)。换句话说，上述一对绕组支腿对构成了两个变压器，每个变压器都包括一个绕组支腿上的初级绕组的一部分和另一个绕组支腿上的初级绕组的另一部分，其中每个变压器的次级绕组也是如此。仍换句话说，在每对绕组支腿上形成的至少一个变压器的电气绕组优选地拆分为每对绕组支腿的独立绕组支腿之间的若干部分。
优选地，上述绕组支腿对中的任何一个绕组支腿均不包括该绕组支腿对的变压器的整个初级绕组和/或整个次级绕组。
优选地，初级绕组的部分和/或次级绕组的部分，对于如此形成的每个相应的变压器，彼此串联连接。因此，优选地，对于每个变压器，一绕组支腿对中的第一绕组支腿上的初级绕组的一部分与该绕组支腿对中的第二绕组支腿上的初级绕组的一部分串联连接，但优选地不与该对绕组支腿中的第一绕组支腿上的初级绕组的另一部分串联连接。对于次级绕组部分来说优选地同样如此。
优选地，变压器的初级绕组的至少一部分围绕所述变压器的次级绕组的至少一部分缠绕，和/或反之亦然。换句话说，替换地，该变压器的次级绕组的至少一部分优选地围绕所述变压器的初级绕组的至少一部分缠绕。
优选地，变压器的初级绕组的所有部分围绕所述变压器的次级绕组的所有部分缠绕，和/或反之亦然。
优选地，初级绕组的部分和次级绕组的部分呈双线布置(bifilar arrangement)。对此附加地或替代地，初级绕组的部分和次级绕组的部分呈交错布置(interleavedarrangement)。
优选地，初级绕组的部分的缠绕轴线平行于次级绕组的部分的缠绕轴线。优选地，缠绕轴线彼此相同。优选地，缠绕轴线彼此相同并且等于它们分别围绕其缠绕的绕组支腿的延伸方向。
优选地，构成一个变压器的初级绕组的一对绕组支腿对的初级绕组的若干部分一起构成单个连续线圈。换言之，优选地，单个连续芯围绕两个绕组支腿缠绕并至少部分地覆盖两个绕组支腿。对此附加地或替代地，这同样优选地适用于相应的次级绕组。其中，优选地，由此形成的初级绕组至少部分地围绕次级绕组，次级绕组至少部分地围绕绕组支腿。换句话说，沿着垂直于缠绕轴线的方向，次级绕组被夹在绕组支腿和初级绕组之间。
有利地，绕组支腿的延伸方向垂直于主体部分的延伸方向。在上下文中，术语“延伸方向”优选地指的是平行于相应元件的较大尺寸的方向。例如，主体部分具有高度和长度，长度将大于高度，将主体部分的延伸方向优选地定义为主体部分的长度的方向。这也优选地适用于相应芯构件的相应支腿。
在一个有利的实施方式中，绕组支腿对中的次级绕组的至少一部分围绕所述绕组支腿对的第一耙形芯构件的绕组支腿和第二耙形芯构件的绕组支腿之间的间隙。换言之，在同一绕组支腿对中的第一耙形芯构件的绕组支腿和第二耙形芯构件的绕组支腿之间设置有间隙。
优选地，间隙是气隙。对此附加地或替代地，间隙优选地至少部分地填充有材料。该材料优选为诸如粉末芯等低导磁率的磁性材料。
优选地，绕组支腿对中的初级绕组的至少一部分围绕上述间隙和/或所述绕组支腿对的第一耙形芯构件的绕组支腿和第二耙形芯构件的绕组支腿之间的进一步间隙。
进一步优选的是，在一个或多个绕组支腿对的各自绕组支腿之间或内部设置多个间隙。
优选地，至少一个间隙是分布式气隙。优选地，包括绕组支腿和/或腿芯构件的任何一个或所有支腿都可以被分布式气隙分隔开。最优选地，特别是包括扼流圈的绕组支腿被分布式气隙分隔开。
优选地，每个变压器中的初级绕组和/或次级绕组的各自多个部分由沿着延伸方向的间隙的中间部分限定。换句话说，优选地，沿延伸方向的间隙的中间部分将各个绕组的部分分隔开(非电气地)。例如，第一部分延伸至间隙的中间，第二部分沿同一延伸方向延伸，进一步形成间隙的中间部分。其中，一个相应初级绕组或次级绕组的第一部分和第二部分相互电连接。
优选地，在包括构成变压器的至少一对绕组支腿对的变压器组件中，第一绕组支腿和第二绕组支腿分别包括所述变压器的初级绕组和次级绕组。
优选地，一个绕组支腿包括变压器的整个初级绕组，另一个绕组支腿包括变压器的整个次级绕组。其中，优选地，包括所述变压器的次级绕组的绕组支腿不包括所述变压器的(即绕组支腿对的)初级绕组的任何部分。
优选地，一个绕组支腿对包括绕组部分的上述配置，而一个或多个其他绕组支腿对优选地包括整个初级绕组和/或次级绕组的上述配置。
优选地，每个绕组支腿对可包括由上述初级绕组部分和/或次级绕组部分形成的至少一个变压器，以及由整个初级绕组和/或整个次级绕组围绕同一绕组支腿对的每个支腿缠绕而形成的至少一个变压器。
优选地，在包括构成扼流圈的至少一对绕组支腿对的变压器组件的示例中，第一绕组支腿和第二绕组支腿分别包括第一扼流圈绕组和第二扼流圈绕组，第一扼流圈绕组和第二扼流圈绕组串联连接。优选地，第一扼流圈绕组和第二扼流圈绕组与其间所插入的电容器串联连接。
优选地，其中，当包括所插入的电容器时，从第一扼流圈绕组到所插入的电容器的距离，特别是导线长度等于所插入的电容器到第二扼流圈绕组的距离，特别是导线长度。换句话说，优选地，扼流圈绕组相对于所插入的电容器对称地布置。
优选地，变压器组件包括多个绕组支腿对，特别是三个绕组支腿对，其中每个绕组支腿对优选地构成一个或多个变压器和/或一个或多个扼流圈。在一个优选示例中，第一绕组支腿对构成第一变压器，第二绕组支腿对构成一个或多个扼流圈，第三绕组支腿对构成另一个变压器。其中，优选地，上述两个变压器的初级绕组优选地彼此串联连接并与扼流圈(尤其是扼流圈的第一和第二扼流圈绕组)串联连接。
优选地，次级绕组不相互连接，特别是不相互串联连接。优选地，每个次级绕组连接到变压器组件的单个输出。替代地，变压器组件的两个或多个次级绕组优选地彼此连接，特别是彼此连接并连接到公共输出。
优选地，至少一个耙形芯构件之一的至少一个绕组支腿包括变压器的初级绕组和次级绕组。其中，优选地，一个绕组支腿包括单个变压器的一整个初级绕组和一整个次级绕组。绕组支腿优选地包括多个变压器，即多个变压器的相应多个整体的初级绕组和次级绕组。例如，一个绕组支腿优选地包括两个变压器并且因此优选地包括两个初级绕组和两个次级绕组。
优选地，每个绕组支腿对可以包括：由相应绕组支腿上的上述的初级绕组的部分和/或次级绕组的部分形成的至少一个变压器；和/或由整个初级绕组和/或整个次级绕围绕同一个绕组支腿对中的每个支腿相应缠绕而形成的至少一个变压器；和/或由整个初级绕组和次级绕组均围绕所述绕组支腿对中的一个支腿缠绕而形成的至少一个变压器。
优选地，至少一个耙形芯构件之一的至少一个绕组支腿包括至少一个扼流圈绕组，其中所述至少一个扼流圈绕组与变压器的至少一个初级绕组串联连接。
优选地，至少一个耙形芯构件之一的至少一个绕组支腿包括至少一个扼流圈绕组，其中所述至少一个扼流圈绕组与变压器的至少一个次级绕组连接，特别是串联连接。
在一个有利的实施方式中，至少一个耙形芯构件中构成变压器的初级绕组的电气绕组被电气地串联连接，具体地，构成变压器初级绕组的至少一个耙形芯构件之一的所有电气绕组串联电连接。因此，优选地，将多相变压器配置的多个变压器集成到单相变压器配置中。
有利地，沿着绕组支腿的延伸方向的垂直方向上彼此相邻的绕组支腿的电气绕组具有相反的绕线方向。优选地，电气绕组的绕线方向本质上定义为与由各电气绕组感应的磁通方向相对应。因此，换言之，相邻绕组支腿的电气绕组优选地被缠绕成使得它们的感应磁通沿相对于延伸方向相反的方向流动。
优选地，由一个绕组支腿的电气绕组感应的磁通优选地沿着远离主体部分的延伸方向，而由另一绕组支腿的另一电气绕组感应的磁通优选地与朝向主体部分的延伸方向相反。
优选地，在变压器组件的一个或多个、特别是每个耙形芯构件中，绕组支腿和腿芯构件至少磁性地连接至主体部分。优选地，绕组支腿和/或腿芯构件也机械地连接至主体部分。在一优选实施方式中，至少一个、特别是全部的绕组支腿和/或至少一个、特别是全部的腿芯构件与主体部分一体地形成。优选地，如上所述，绕组支腿、腿芯构件和主体部分的这种集成构造通常被称为“W”芯形状。
优选地，至少一个绕组支腿和/或至少一个腿芯构件仅磁性地连接至主体部分。优选地，至少一个绕组支腿和/或至少一个腿芯构件是与主体部分分离的元件。例如，至少一个绕组支腿和/或至少一个腿芯构件可以通过间隙与主体部分分离。例如，主体部分可以是磁性地连接至前述之腿的“I”芯，从而一起仅磁性地构成“W”芯。
在一个优选实施方式中，变压器组件包括两个耙形芯，每个耙形芯均一体地形成有两个腿芯构件和三个绕组支腿。换句话说，根据本优选实施方式的变压器组件优选地包括两个“W”芯构件。其中，优选地，变压器组件包括三个变压器，其中变压器的初级绕组串联连接，以构成三个变压器一体化形成的单相变压器。其中，优选地，两个“W”芯彼此相对，使得它们各自的支腿彼此相邻且相对。
优选地，其中，绕组支腿包括变压器的初级绕组和/或次级绕组的整体或部分。例如，在包括绕组的部分的情况下，第一耙形芯构件的第一绕组支腿包括初级绕组的第一部分和次级绕组的第一部分。第二耙形芯构件的相对且相邻的绕组支腿包括次级绕组的第二部分和初级绕组的第二部分。其中，两个次级绕组部分插入在两个初级绕组部分之间，并且优选地围绕两个绕组支腿之间的间隙。第一耙形芯构件的初级绕组的第二部分还串联连接到第二耙形芯构件的第二绕组支腿上的第二变压器的初级绕组的第二部分。第二变压器的第二初级绕组的第二部分与该第二变压器的一个初级绕组的第一部分串联连接，附加地两个次级绕组部分插入其间，如第一绕组支腿的情况一样。设置在第一耙形芯构件(其第二绕组支腿)上的第二变压器的第一初级绕组部分与第三变压器的第二初级绕组部分串联连接，其又与第三绕组支腿对上的第三变压器的第一初级绕组部分连接。其中，优选地，变压器1和3的绕线方向相同，且与第二变压器或中间变压器的绕线方向相反。由此，磁通方向在第一和第二变压器之间以及在第二和第三变压器之间交替。
优选地，在上述示例的替代配置中，变压器组件优选地包括扼流圈绕组，而不是第二变压器或中间变压器，即第二绕组支腿对上的初级绕组和次级绕组的第一部分和第二部分。其中，优选地，第一绕组支腿对的第二初级绕组部分与围绕第二绕组支腿对的一个绕组支腿的第一扼流圈绕组串联连接，并进一步与围绕同一第二绕组支腿对的第二绕组支腿的第二扼流圈绕组串联连接。这些扼流圈绕组进一步与第三绕组支腿对上的变压器串联连接。优选地，两个扼流圈绕组之间串联连接有电容器。
优选地，两个扼流圈绕组的绕线方向与第一绕组支腿对和第三绕组支腿对上的变压器的绕线方向相反。
优选地，其中，包括扼流圈绕组的绕组支腿对不包括任何次级绕组。
在另一优选实施方式中，每个耙形芯构件的每个绕组支腿分别包括一个初级绕组和一个次级绕组，其中相应的三个初级绕组在一个耙形芯构件内相互串联连接。对此附加地或替代地，一个耙形芯构件的初级绕组，特别是三个初级绕组，可以与第二个耙形芯构件的初级绕组，特别是三个初级绕组串联连接。
优选地，其中每个绕组支腿因此分别构成一个变压器，该变压器包括一个初级绕组和一个次级绕组。
其中优选地，I形芯构件设置在两个耙形芯构件之间，其也可以称为“WIW”(或“WIM”)配置。
优选地，I形芯构件设置在至少一个耙形芯的绕组支腿侧和/或至少一个耙形芯的主体部分侧，其也可以称为“WWI”或“IWW”(也可以是“IWWI”)配置。
优选地，其中一个或两个耙形芯构件的中间支腿分别包括一个或多个扼流圈绕组，优选地包括两个扼流圈绕组。其中，扼流圈绕组分别与连接在其间的电容器串联连接。优选地，扼流圈绕组分别彼此串联连接并分别与同一耙形芯构件的一个绕组支腿的一个初级绕组串联连接。因此，每个耙形芯构件定义包括初级绕组和次级绕组以及扼流圈的两个变压器。其中，两个变压器的初级绕组彼此串联连接并与扼流圈绕组串联连接。
优选地，在第二绕组支腿包括初级绕组和次级绕组的配置中，变压器组件的两个耙形芯构件定义了六个变压器，其中两对的三个初级绕组串联连接。进一步优选地，在扼流圈绕组位于第二绕组支腿上的配置中，变压器组件的两个耙形芯构件定义了四个变压器和两个扼流圈。优选地，在该配置中，变压器组件进一步包括板形芯构件，即“WWI”、“WIM”或“WIW”配置等。
在一个优选实施方式中，变压器组件包括两个五腿耙形芯构件。
在又一优选实施方式中，变压器组件包括一个耙形芯构件和一个I形芯构件。
优选地，I形芯构件为板芯。
优选地，变压器组件包括两个耙形芯构件和一个I形芯构件。优选地，其中，第一耙形芯构件的腿芯构件和绕组支腿邻近第二耙形芯构件的主体部分。其中，第二耙形芯构件的腿芯构件和绕组支腿优选地邻近I形芯构件。
优选地，变压器组件包括N+1个耙形芯构件或N个耙形芯构件和一个I形芯构件。优选地，N为正整数。在变压器组件包括一个或多个具有扼流圈绕组的耙形芯构件的情况下，每个耙形芯构件优选地构成两个变压器和一个扼流圈。换句话说，这样的变压器组件包括2N个变压器和至少N个、优选地2N个扼流圈。另一方面，变压器组件的一些耙形芯构件可以包括扼流圈绕组，而其他的则不包括扼流圈绕组，而是仅包括变压器绕组。在每个耙形芯构件包括三个变压器的示例性情况下，变压器组件优选地包括总共3N个变压器。
本发明还涉及一种电力转换装置。所述电力转换装置包括根据任何一个上述优选实施方式的至少一个变压器组件。此外，所述电力转换装置包括至少一个变压器开关单元和/或至少一个转换器单元。优选地，至少一个转换器单元为功率逆变器，特别是用于将直流电转换为交流电，并将交流电输入到变压器组件中。进一步优选地，变压器开关单元配置为将从至少一个变压器组件输出的交流电转换为直流电。
优选地，电力转换装置包括至少一个外部扼流圈，该外部扼流圈位于变压器组件的外部。外部扼流圈优选为上述扼流圈绕组中的至少一者的补充或替代，所述扼流圈绕组位于变压器组件的内部。
优选地，电力转换装置为电源单元。
优选地，变压器组件的所有外支腿均为绕组支腿。优选地，沿垂直于腿芯构件和绕组支腿的延伸方向的方向，在两个绕组支腿之间插入腿芯构件。换句话说，在五支腿的耙形芯的优选情况下，至少一个或所有耙形芯沿垂直于延伸方向的方向各自包括第一绕组支腿、腿芯构件、第二绕组支腿、另一腿芯构件和第三绕组支腿。这样的好处是，在变压器组件中产生最多热量的绕组支腿与回路支腿相比可以被有效地冷却。
此外，虽然前面提到了“初级”和“次级”，但应可理解它们可以互换。例如，在电池充电器等中使用转换装置的情况下，在充电时，可以使用上述解释的“初级”侧作为能量的输入，而在放电时，可以使用上述解释的“次级”侧作为能量的输入，从而本质上构成初级侧。换句话说，“初级”和“次级”可以互换使用。优选地，上述实施方式相对于电能/磁能的流动是对称的，优选是双向的。
附图说明
参考附图详细描述了本发明的优选实施例的更多细节、优点和特征，其中：
图1示出了根据第一实施例的具有变压器组件的电力转换装置的电路图；
图2示出了根据第一实施例的具有变压器组件的电力转换装置的示意性截面；
图3示出了根据第二实施例的具有变压器组件的电力转换装置的电路图；
图4示出了根据第二实施例的具有变压器组件的电力转换装置的示意性截面；
图5和图6各自示出了根据第二实施例的具有变压器组件的电力转换装置的变型的示意性截面；
图7示出了根据第三实施例的具有变压器组件的电力转换装置的电路图；
图8示出了根据第三实施例的具有变压器组件的电力转换装置的示意性截面；
图9示出了根据第三实施例的变压器组件的立体图；
图10示出了根据第四实施例的具有变压器组件的电力转换装置的电路图；
图11示出了根据第四实施例的具有变压器组件的电力转换装置的示意性截面；
图12示出了根据第四实施例的变压器组件的立体图；
图13至16示出了根据前述实施例中任一实施例的变压器组件的变型的示意性截面。
具体实施方式
图1示出了根据第一实施例的具有变压器组件1的电力转换装置100的电路图。图2示出了根据第一实施例的具有变压器组件1的电力转换装置100的示意性截面。图1中的虚线表示图2中更详细地示出的变压器组件1。
从图1中可以看出，变压器组件1将三个变压器T1、T2、T3集成到单个磁芯配置中。这里，传统上将采用三个磁芯配置，每个变压器T1、T2、T3使用一个磁芯，而本实施例将这些变压器都集成到一个单个磁芯配置中。
此外，电力转换装置100包括连接到输入电压103的转换器单元102。变压器组件1从次级绕组S1、S2、S3向变压器开关单元104输出变换后的信号。开关单元104包括输出105用于输出由电力转换装置100转换的信号。
此外，电感108连接到每个变压器T1、T2、T3，特别是每个变压器T1、T2、T3的初级绕组7。这些电感108可以是与变压器T1、T2、T3的绕组7、8分离的诸如线圈之类的元件。对其替代地或附加地，这些电感108可以通过将额外的电气绕组围绕磁性构件(下面参照图2进行讨论)缠绕来形成，变压器T1、T2、T3的绕组7、8围绕该磁性构件缠绕。换句话说，电感108优选地与一个或多个变压器T1、T2、T3的初级绕组7和/或次级绕组8集成。
此外，从图1中可以看出，变压器T1、T2和T3的初级绕组P1、P2和P3彼此串联连接，从而构成一个单相变压器T1、T2和T3。这将结合图2更详细地讨论。
从图2中可以看出，变压器组件1包括两个耙形芯构件2。其中，每个耙形芯构件2包括主体部分3和五个支腿4、5。其中，缠绕有电气绕组的支腿4被定义为绕组支腿4。此外，闭合磁路且不包含电气绕组的支腿5被定义为腿芯构件5。
从图2中可以明显看出，绕组支腿4和腿芯构件5磁力地连接到主体部分3。在本实施例中，绕组支腿4和腿芯构件5与主体部分3一体成型。不过，绕组支腿4和腿芯构件5可以通过间隙与主体部分3分离。换句话说，绕组支腿4和腿芯构件5不一定与主体部分3一体成型。相反，图中所示的配置也可以优选地通过例如多个“I”芯(例如，6个“I”芯用于每个耙形芯构件2)的排列来实现。
此外，两个耙形芯构件2以相对的方式布置。换句话说，一个耙形芯构件2的绕组支腿4沿着延伸方向101从主体部分3延伸，以便与另一个耙形芯构件2的绕组支腿4相邻(即，端部相邻)并且相对。这同样适用于耙形芯部件2的腿芯构件5。
此外，如关于图1所讨论的，本实施例的变压器组件1包括三个变压器T1、T2、T3。在上文和下文中，“变压器”被定义为初级绕组和次级绕组(在下文中更详细地描述)的组合。因此，尽管如图1和2所示，初级绕组彼此串联连接以限定单相变压器，但是根据该定义的变压器组件1在本实施例中包括三个变压器，即初级绕组和次级绕组的三个组合。
参考图2，现在将更详细地描述本实施例的变压器组件1的绕组结构。
每个变压器T1、T2、T3(对比图1)包括初级绕组7和次级绕组8。这里，每对绕组支腿对包括一个变压器T1、T2、T3的初级绕组7和次级绕组8。从图2中可以看出，每个初级绕组7包括在一个耙形芯构件2的绕组支腿4上的第一初级绕组部分9，以及在另一个耙形芯构件2的相对绕组支腿上的第二初级绕组部分10。换句话说，在每对绕组支腿对中，其中一个绕组支腿包括初级绕组7的第一部分9，并且所述对中的另一个绕组支腿4包括初级绕组7的第二部分10。
此外，所述绕组支腿对中的每个绕组支腿4包括次级绕组8的部分11、12。这里，次级绕组8的部分11、12沿着延伸方向插入在每对绕组支腿对中的初级绕组7的两个部分9、10之间。
在这里，初级绕组7的部分9、10(为便于理解，在图2中以简化方式显示)包围，尤其完全地包围次级绕组8的部分11、12。换句话说，初级绕组7围绕次级绕组8缠绕。初级绕组7和次级绕组8的第一和第二部分9、10、11、12尤其由各自绕组与下层绕组支腿的重叠部分限定。例如，在图2中，初级绕组7的第一部分9是由初级绕组7与顶部绕组支腿4的重叠部分限定的。初级和次级绕组7、8的其他部分10、11、12也是如此。
其中，初级绕组7围绕次级绕组8缠绕，而次级绕组8围绕绕组支腿4缠绕。
此外，在所述一对绕组支腿对的绕组支腿4之间设有间隙13，所述间隙13由次级绕组8的部分11、12和初级绕组7的部分9、10插入。本质上，间隙13在延伸方向上的中间部分限定初级绕组7和次级绕组8的第一和第二部分9、10、11、12。
在本实施例中，在成对的腿芯构件5之间不设置间隙。替代地，通常可以在腿芯构件5和/或绕组支腿4之间设置间隙13，特别是分布式气隙。
此外，正如磁路6的线路所示，在相邻绕组支腿4之间，初级绕组7和次级绕组8的绕线方向不同。换句话说，最左侧绕组支腿4的初级绕组7和次级绕组8的绕线方向与中间绕组支腿4的初级绕组7和次级绕组8的绕线方向相反。此外，最右侧的初级绕组7和次级绕组8的绕线方向与中间绕组支腿4的初级绕组7和次级绕组8的绕线方向相反，与最左侧绕组支腿4的初级绕组7和次级绕组8的绕线方向相同。因此，在耙形芯构件2中产生的磁通抵消导致了变压器组件1损耗降低。
尽管图2示出了每个绕组部分9、10、11、12的单个绕组，但是每个电气绕组部分9、10、11或12的绕组数量可根据要求，特别是变压器组件1的磁通密度要求进行相应调整。优选地，初级绕组7的第一部分9和第二部分10和/或次级绕组8的第一部分11和第二部分12是在间隙13上延伸并且围绕彼此缠绕的连续线圈。
此外，从图1可以看出，电力转换装置100包括扼流圈106(电感器)和阻塞电容器107。这里，扼流圈106和阻塞电容器107位于变压器组件1的外部。换句话说，扼流圈106和阻塞电容器107没有集成在变压器组件1内。
图3示出了根据第二实施例的具有变压器组件1的电力转换装置100的电路图。图4示出了根据第二实施例的具有变压器组件1的电气转换装置100的示意性截面。图3中的虚线表示图4中进一步详细地示出的变压器组件1。
如图3与图1的比较所示，在本实施例中，扼流圈106(参见图1)集成在变压器组件1内，即磁芯结构内。这里，变压器组件1包括第一扼流圈14和第二扼流圈15。此外，阻塞电容器107串联连接在两个扼流圈14、15之间。此外，两个扼流圈14、15与两个变压器T1、T2的初级绕组7串联连接。作为示例性说明，本实施例中的两个扼流圈14、15实质上替代了图2所示实施例一的中间变压器。这将结合图4进一步详细说明。
这里，两个变压器T1、T2分别形成在两个耙形芯构件2的成对绕组支腿4上。其中，所述对中的每个绕组支腿4包括相应变压器T1、T2的整个初级绕组7或次级绕组8。然而，关于图2讨论的初级绕组的部分9、10和/或次级绕组的部分11、12的配置可以适当地用于图4中的一个或两个变压器T1、T2。
在本实施例中，第一变压器T1的初级绕组7与第一扼流圈14串联连接，即与围绕顶部耙形芯构件2的中间绕组支腿4缠绕的第一扼流圈绕组14串联连接。此外，第二扼流圈15，即第二扼流圈绕组15，围绕第二(底部)耙形芯构件2的中间绕组支腿4缠绕。换句话说，在一对绕组支腿对上，尤其是中间的一对绕组支腿对上，变压器组件1包括两个扼流圈绕组14、15，所述一对绕组支腿对的每个绕组支腿4上各有一个。这具有优选的优点是，扼流圈14，15对称地设置在变压器组件1内。对此附加地或可替换地，变压器组件1可以包括一个或多个绕组支腿4，每个绕组支腿4都有两个扼流圈绕组14、15。
优选地，从第一扼流圈绕组14到阻塞电容器107的距离、尤其是导线长度等于从阻塞电容器107到第二扼流圈绕组15的距离、尤其是导线长度。扼流圈绕组14、15优选地相对于阻塞电容器107对称布置。
此外，扼流圈绕组14分别地彼此串联连接，也与阻塞电容器107串联连接。此外，扼流圈绕组14、15与两个最外侧绕组支腿4的初级绕组7串联连接。如磁路6的路线所示，扼流圈绕组14、15的绕线方向与变压器T1、T2的初级绕组7的绕线方向相反。
因此，两个变压器T1、T2和两个扼流圈14、15集成在单个磁芯配置中。
此外，本实施例示出了所有绕组支腿4和腿芯构件5分别于其间包括间隙13的优选情况。优选地，包括扼流圈绕组14、15的绕组支腿4之间的间隙13是分布式气隙。
图4的当前实施例可以优选地与图2的实施例组合。具体地，包括图4的初级绕组和/或次级绕组和/或扼流圈绕组7、8、14的任何一个、多个或所有绕组优选地，可以以分段方式(portioned manner)(绕组的部分)布置，如图2所示。对此附加地或替代地，图2的任何一个、多个或所有绕组7、8、14的分段布置可以优选地以图4所示的全线圈方式布置。附加地或替代地，绕组可以优选地以双线布置和/或交错布置的方式布置。
图5和图6分别示出了根据第二实施例的具有变压器组件的电力转换装置的变型的示意性截面。具体地，图4、图5和图6中的每一个示出了扼流圈绕组14、15的不同绕线方向配置。
这里，从磁路6的线路可以看出，在图5中，扼流圈绕组14、15的绕线方向与两个变压器T1、T2的初级绕组7的绕线方向相同。而在图4中，扼流圈绕组14、15的绕线方向与两个变压器T1、T2的初级绕组7的绕线方向相反。最后，在图6中，扼流圈绕组14、15的绕线方向与图5中的相同。然而，在图6所示的变型中，变压器T2的初级绕组7与变压器T1的初级绕组7的绕线方向相反，或反之亦然。
对初级绕组7和/或扼流圈绕组14、15的绕线方向的上述修改也可以适当地应用于变压器T1、T2中的一个或多个的次级绕组8的绕线方向，和/或可以附加地应用至第一实施例或以下进一步实施例的变压器T1、T2、T3中的任何一个或多个的初级绕组部分9、10和/或次级绕组部分11、12。
此外，扼流圈绕组14、15不一定需要设置在耙形芯构件2的中间绕组支腿4上。相反，可以采用将扼流圈绕组14、15设置在任一外侧绕组支腿4上的配置，其中变压器T1、T2布置在剩余的绕组支腿4上(例如中间绕组支腿4和最右边的绕组支腿4上，其中扼流圈绕组14、15布置在最左边的绕组支腿4上)。
图7示出了根据第三实施例的具有变压器组件1的电力转换装置100的电路图。图8示出了根据第三实施例的具有变压器组件的电力转换装置100的示意性截面。图7中的虚线表示图8中更详细地示出的变压器组件1。
从图7中可以看出，在本实施例中，总共六个变压器T11、T21、T31、T12、T22、T32被集成在一个两相变压器配置中。具体地，将在图8中更详细地描述，六个变压器T11至T32被集成在单个磁芯配置中。此外，本实施例的电力转换装置100还包括外部扼流圈106以及外部阻塞电容器107。其中，两组分别为三个变压器T11至T31和T12至T32中的每一组与一个外部扼流圈106和一个阻塞电容器107串联连接。此外，包括在一个相位中的变压器T11至T31和T12至T32的初级绕组彼此串联连接。
从图8中可以看出，本实施例的变压器组件1包括两个耙形芯构件2以及一个板形芯构件16。板形芯构件16设置在耙形芯构件2的支腿4、5之间。换言之，板形芯构件16插入在两个耙形芯构件2之间，并且设置为与两个耙形芯构件2的支腿4和5的端部相邻。
此外，为简化图形，在图8中，包括附图标记的圆圈表示各个绕组之间的连接，特别是直接电气连接。例如，两个圆圈“p111”被理解为表示彼此间的直接电气连接，这对于所有圆圈都适用。这些连接优选地包括直接导线连接或连接元件(即，例如插头和插座)。
每个耙形芯构件2包括三个初级绕组7和三个次级绕组8。由此，每个耙形芯构件2的每个绕组支腿4分别限定了一个变压器T11至T32。另外，从磁路6的线路上可以看出，中间绕组支腿4上的变压器的绕线方向与外侧绕组支腿4上的变压器的绕线方向相反。
板形芯构件16闭合所有变压器T11至T32的磁路6。
图9示出了根据第三实施例的变压器组件1的立体图。由此可见，变压器组件1包括两个耙形芯构件2，具有插入的板形芯构件16。此外，变压器T11至T32分别设置在耙形芯构件2与板形芯构件16之间。如图8所示，变压器T11至T32的初级绕组和/或次级绕组7、8的绕线方向被选择为使得抵消多个变压器共用的磁芯段中的磁通，从而减少变压器组件1的损耗。
图10示出了根据第四实施例的具有变压器组件的电力转换装置100的电路图。图11示出了根据第四实施例的具有变压器组件的电力转换装置100的示意性截面。图10中的虚线表示图11中更详细地示出的变压器组件1。
实质上，第四实施例是实施例2和3的组合。
这里，对于图7所示的外部扼流圈106附加地或替换地，本实施例包括集成在变压器组件1内(即，在其磁芯配置内)的扼流圈绕组14、15。
其中，图7所示的变压器T21和T22中的每一者分别用两个扼流圈绕组14、15代替。换句话说，如图11所示，每个耙形芯构件2的中间绕组支腿4包括第一扼流圈绕组14和第二扼流圈绕组15。第一扼流圈绕组14和第二扼流圈绕组15均与各自的(相同的)的耙形芯构件2的变压器T11和T21或T12和T22的初级绕组7串联连接。换言之，本实施例的变压器组件1包括两组，每组包含两个变压器T11和T21或T12和T22以及两个扼流圈绕组14、15。此外，扼流圈绕组14、15与阻塞电容器107串联连接。
此外，本实施例中的扼流圈绕组14、15的绕线方向与变压器T11、T21、T12、T22的初级绕组7和次级绕组8的绕线方向相反。对此附加地或可替代地，绕线方向可以如其他实施例中所设置的那样布置。具体地，本实施例的绕线方向可以如图5和/或图6中所设置的那样布置。
图12示出了根据第四实施例的变压器组件1的立体图。由此可见，变压器组件1包括两个耙形芯构件2和一个板形芯构件16，呈“WIM”配置。其中，变压器T11、T21、T22和T12分别布置在耙形芯构件2和板形芯构件16之间。此外，扼流圈绕组14、15分别插入耙形芯构件2和板形芯构件16之间以及插入两个变压器(例如T11和T21)之间。
图13至图16示出了根据前述实施例中任一实施例的变压器组件1的变型的示意性截面。
特别是，图13和14描述了上述第一和第二实施例的变型。
如图13与图2和图4的比较所示，根据实施例1和2的变压器组件1不限于包括两个耙形芯构件2。如图13所示，实施例1和2的变压器组件1可以包括一个耙形芯构件2和一个板形芯构件16。特别是考虑到图13的修改与实施例1的组合，初级绕组的部分9、10和/或次级绕组8的部分11、12可以适当地布置在图13的耙形芯构件2的绕组支腿4上和/或图13所示的板形芯构件16的部分上。
此外，间隙13不一定需要设置在绕组支腿和板形芯构件16之间。对此附加地或替代地，板形芯构件16还可以包括间隙13。
从图14可以看出，间隙13可以设置在两个耙形芯构件2的所有支腿4、5之间。此外，支腿的宽度优选地彼此不相等。优选地，腿芯构件5的宽度大于绕组支腿4的宽度。特别地，优选地，所有腿芯构件5的总横截面等于所有绕组支腿4的总横截面。
此外，图15特别示出了实施例3和4的配置的变型。其中，如将图15与实施例3的图8和实施例4的图11进行比较可知，板形芯构件16不一定需要插入在两个耙形芯构件2之间。相反，两个耙形芯构件2可以堆叠在彼此之上，并且都可以堆叠在板形芯构件16的顶部上，如图15所示。这种配置也被称为“WWI”结构配置。
此外，图16示出了前述实施例的变型。其中，要强调的是，上述变压器组件1可以包括任意数量的耙形芯构件2和/或板形芯构件16。在图16中，示出了其中包括由点2表示的多个耙形芯构件2的示例。例如，如果图16的修改与图8所示的实施例3结合，则可以实现包括3N个变压器和N个相位的变压器组件1，其中N为耙形芯构件2的数量。将图16与实施例4的图11结合，可得到包括2N个变压器和2N个扼流圈绕组或扼流圈的变压器组件1，N为耙形芯构件2的数量。
从前面描述的实施例，尤其是它们的附图可以看出，本文描述的变压器组件1优选地相对于输入和输出是对称的。因此，术语“初级”和“次级”优选地是可互换的。换句话说，“次级”侧也可以用作输入，而前述“初级”侧可以用作输入，反之亦然。
除了上述书面说明之外，还明确参考图1至图16，其中附图详细示出了本发明的电路图和配置示例。

Claims (13)

1.一种适用于电力转换装置的变压器组件，包括：
至少一个耙形芯构件，各自分别包括主体部分、至少三个绕组支腿、以及至少两个腿芯构件，其中，每个所述绕组支腿缠绕有至少一个电气绕组，至少三个所述绕组支腿和至少两个所述腿芯构件与所述主体部分磁性地连接；
其中，至少一个第一绕组支腿和至少一个第二绕组支腿形成至少一对绕组支腿对，所述第一绕组支腿的至少一个第一电气绕组与所述第二绕组支腿的至少一个第二电气绕组电性地串联连接。
2.根据权利要求1所述的变压器组件，其中，所述第一电气绕组和所述第二电气绕组中的至少一者构成所述变压器组件中的变压器的初级绕组和/或次级绕组，和/或所述变压器组件中的扼流圈的扼流圈绕组。
3.根据权利要求2所述的变压器组件，其中，所述变压器组件至少包括第一耙形芯构件和第二耙形芯构件；
其中至少一对所述绕组支腿对的所述第一电气绕组和所述第二电气绕组构成至少一个所述变压器和/或至少一个所述扼流圈，所述绕组支腿对的所述第一绕组支腿和所述第二绕组支腿分别位于所述第一耙形芯构件和所述第二耙形芯构件。
4.根据权利要求3所述的变压器组件，包括至少一对所述绕组支腿对构成的所述变压器，其中所述绕组支腿对的每个绕组支腿包括所述变压器的初级绕组的至少一部分和次级绕组的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的变压器组件，其中，所述变压器的所述初级绕组的至少一部分围绕所述变压器的所述次级绕组的至少一部分缠绕，和/或反之亦然，和/或其中所述变压器的所述初级绕组的至少一部分和所述次级绕组的至少一部分呈双线布置和/或交错布置。
6.根据权利要求3所述的变压器组件，包括至少一对所述绕组支腿对构成的所述变压器，所述第一绕组支腿和所述第二绕组支腿分别包括所述变压器的初级绕组和次级绕组。
7.根据权利要求3中任一项所述的变压器组件，包括至少一对所述绕组支腿对构成的所述扼流圈，所述第一绕组支腿和所述第二绕组支腿分别包括第一扼流圈绕组和第二扼流圈绕组，其中所述第一扼流圈绕组和所述第二扼流圈绕组串联连接，并与中间插入的内插电容器串联连接。
8.根据权利要求7所述的变压器组件，其中从所述第一扼流圈绕组到所述内插电容器的距离等于所述内插电容器到所述第二扼流圈绕组的距离，所述距离是导线长度。
9.根据权利要求7所述的变压器组件，其中至少一个所述耙形芯构件的至少一个绕组支腿包括至少一个扼流圈绕组，其中至少一个所述扼流圈绕组与所述变压器的至少一个初级绕组串联连接。
10.根据权利要求2中任一项所述的变压器组件，其中至少一个所述耙形芯构件中构成所述变压器的所述初级绕组的所述电气绕组被电气地串联连接。
11.根据权利要求1所述的变压器组件，其中沿着所述绕组支腿的延伸方向的垂直方向上彼此相邻的绕组支腿的电气绕组具有相反的绕线方向。
12.一种电力转换装置，包括根据前述权利要求中任一项的至少一个变压器组件以及至少一个变压器开关单元，和/或至少一个转换器单元。
13.根据权利要求12所述的电力转换装置，其中所述电力转换装置包括至少一个外部扼流圈，其位于所述变压器组件的外部，和/或根据权利要求2、3、8或9所述的至少一个位于所述变压器组件的内部的所述扼流圈绕组。
CN202311600131.9A 2022-11-29 2023-11-28 变压器组件和电力转换装置 Pending CN118116705A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22210231.1A EP4379759A1 (en) 2022-11-29 2022-11-29 Transformer assembly and electric conversion device
EP22210231.1 2022-11-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118116705A true CN118116705A (zh) 2024-05-31

Family

ID=84366990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311600131.9A Pending CN118116705A (zh) 2022-11-29 2023-11-28 变压器组件和电力转换装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240177926A1 (zh)
EP (1) EP4379759A1 (zh)
CN (1) CN118116705A (zh)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1653107A (en) * 1926-06-11 1927-12-20 Gen Electric Single-phase transformer
DE1003369B (de) * 1955-04-23 1957-02-28 Gustav Trautner Dr Ing Anordnung zum induktiven Erwaermen von ferromagnetischen Metallkoerpern mit Mittelfrequenz
US3171092A (en) * 1958-08-26 1965-02-23 Mid States Welder Mfg Co Adjustable constant-current welding transformer
JPS5558512A (en) * 1978-10-25 1980-05-01 Toshiba Eng Co Ltd Grounding potential transformer
JP3906413B2 (ja) * 2003-01-07 2007-04-18 ミネベア株式会社 インバータトランス
SE525698C2 (sv) * 2003-06-27 2005-04-05 Forskarpatent I Syd Ab Transformator med skydd mot likströmsmagnetisering förorsakad av nollföljdsström
JP2007048859A (ja) * 2005-08-09 2007-02-22 Teiji Toribami 三相４線式省電力変圧器及びそれを用いた三相４線式低圧配電システム
CN105895302B (zh) 2014-09-01 2019-05-28 杨玉岗 一种多相磁集成耦合电感器
DE202015100178U1 (de) 2015-01-15 2015-02-04 Eisl Sanitär Gmbh Küchenarmatur mit schwenkbarem Mundstück
EP3223419B1 (en) * 2016-03-22 2019-05-01 GE Energy Power Conversion Technology Ltd Direct ac-ac converter assembly and conversion system using same
US10395819B2 (en) 2016-08-30 2019-08-27 Astec International Limited Multiple phase power converters having integrated magnetic cores for transformer and inductor windings
EP3349224B1 (en) 2017-01-12 2020-05-27 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Integrated magnetic component and switched mode power converter
EP3401935B1 (en) 2017-05-08 2020-12-02 Delta Electronics (Thailand) Public Co., Ltd. Integrated magnetic component and power converter
CN108777220B (zh) * 2018-05-28 2022-01-21 台达电子工业股份有限公司 磁性元件及开关电源装置
US11749433B2 (en) 2019-03-05 2023-09-05 Astec International Limited Transformers having integrated magnetic structures for power converters

Also Published As

Publication number Publication date
EP4379759A1 (en) 2024-06-05
US20240177926A1 (en) 2024-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7280026B2 (en) Extended E matrix integrated magnetics (MIM) core
CN108364761B (zh) 集成磁性组件和切换模式功率转换器
US10804812B1 (en) Three phase AC/DC power converter with interleaved LLC converters
JP4800451B1 (ja) 高周波トランス
US20140268896A1 (en) Reactor Apparatus and Power Converter Using Same
JP7432077B2 (ja) 中周波変圧器のための一体構造の一部分としての巻線構成
EP2439756A2 (en) Multi-phase transformer
CN211670766U (zh) 磁性元件及其适用的开关电源装置
JP2014535172A (ja) 誘導部品及び使用方法
CN113795898A (zh) 多相开关调节器
JP7142527B2 (ja) 結合インダクタおよびスイッチング回路
US20050258927A1 (en) Simplified harmonic-free constant-voltage transformer
JPH11243019A (ja) 変圧器
JP4738545B1 (ja) 高周波トランス
Iyer et al. A half-turn winding for compact, high-current, high-turns-ratio, low-leakage-inductance transformer
US10186370B1 (en) Transformers with integrated inductors
CN118116705A (zh) 变压器组件和电力转换装置
CN110610795A (zh) 一种用于二相整流器的三相变压器
US20240203637A1 (en) Winding arrangement for transformer
JP7118294B2 (ja) 変圧器および電力変換装置
US11695345B2 (en) Power converter magnetic configurations
US20240322668A1 (en) Planar transformer with flexible turn ratio and leakage inductance integration
Dira et al. A Review of High-Frequency Transformers for Bidirectional Isolated DC-DC Converters
Sen et al. A high efficient integrated planar transformer for primary-parallel isolated boost converters
EP3761500A1 (en) Galvanically isolated single-phase or multi-phase power converter

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination