CN208707566U - 一种副边绕组可切换的变压器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种副边绕组可切换的变压器结构，包括：设置变压器的副边的第一绕组和第二绕组、第一整流电路、第二整流电路、以及切换电路。本实用新型通过在副边绕组可切换的变压器结构中的变压器的副边，设置两组绕组，并通过切换电路来切换这两组绕组的连接状态，进而实现开关电源在只采用一个变压器的条件下，输出两种档位的电压，有效满足了现有市场上的电动车的充电需求。同时，该副边绕组可切换的变压器结构在输出低档电压时，其输出的电流相较于现在的一个变压器方案(即向下兼容方案)时，提高了至少33.33％，进而使得采用上述变压器结构的开关电源其输出电流范围更宽，且能损耗降低，输电效率得到有效提升。

Description

一种副边绕组可切换的变压器结构

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，特别涉及一种副边绕组可切换的变压器结构。

背景技术

随着新能源电动汽车电池技术的发展，电动汽车的动力电池电压范围主要发展为2种主流等级，即上限为750V和500V等级，目前市场上常用的充电机模块内部变压器解决方案主要有2种：一种是采用2种不同匝比的变压器；另一种则只采用一个变压器，然后向下兼容500V电压等级。

对于采用2种不同匝比的变压器方案，缺点是要配套2种变压器，大大增加了设备的制备成本，不利于推广应用；而另一种方案虽然只采用一个变压器，但是其输出电流范围比较小，致使充电机充电效率难以提升。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种副边绕组可切换的变压器结构。所述技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种副边绕组可切换的变压器结构，包括：设置变压器的副边的第一绕组和第二绕组，与第一绕组输出端连接的第一整流电路，与第二绕组输出端连接的第二整流电路，以及分别与第一整流电路的输出端和第二整流电路的输出端连接的切换电路；

当变压器输出电压需求小于预设阀值时，切换电路用于将第一绕组和第二绕组切换成并联状态；当变压器输出电压需求大于或等于预设阀值时，切换电路用于将第一绕组和第二绕组切换成串联状态。

在本实用新型实施例提供的副边绕组可切换的变压器结构中，所述切换电路包括：第一开关、第二开关、以及第三开关，

第一整流电路的输出端正极与第二开关的一端连接，第一整流电路的输出端负极分别与第一开关的一端和第三开关的一端连接，第二整流电路的输出端正极分别与第一开关的另一端和第二开关的另一端连接，第二整流电路的输出端负极与第三开关的另一端连接。

在本实用新型实施例提供的副边绕组可切换的变压器结构中，当变压器输出电压需求小于预设阀值时，第一开关断开，第二开关和第三开关均闭合；当变压器输出电压需求大于或等于预设阀值时，第一开关闭合，第二开关和第三开关均断开。

在本实用新型实施例提供的副边绕组可切换的变压器结构中，第一开关、第二开关、以及第三开关均可以为继电器或半导体电子开关。

在本实用新型实施例提供的副边绕组可切换的变压器结构中，第一整流电路和第二整流电路均可以为由集成电路或分立元件组成的桥式整流电路。

在本实用新型实施例提供的副边绕组可切换的变压器结构中，第一绕组和第二绕组均为三抽头绕组，第一整流电路包括：第一二极管和第二二极管，第二整流电路包括：第三二极管和第四二极管，

第一绕组的第一抽头与第一二极管的正极连接，第一二极管的负极分别与第二开关的一端和第二二极管的负极连接，第一绕组的第二抽头分别与第一开关的一端和第三开关的一端连接，第一绕组的第三抽头与第二二极管的正极连接；

第二绕组的第一抽头与第三二极管的正极连接，第三二极管的负极分别与第一开关的另一端、第二开关的另一端、以及第四二极管的负极连接，第二绕组的第二抽头与第三开关的另一端连接，第二绕组的第三抽头与第四二极管的正极连接。

在本实用新型实施例提供的副边绕组可切换的变压器结构中，第一绕组与第二绕组的匝数相同。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在副边绕组可切换的变压器结构中的变压器的副边，设置两组绕组，并通过切换电路来切换这两组绕组的连接状态，进而实现开关电源在只采用一个变压器的条件下，输出两种档位的电压，有效满足了现有市场上的电动车的充电需求。同时，该副边绕组可切换的变压器结构在输出低档电压时，其输出的电流相较于现在的一个变压器方案(即向下兼容方案)时，提高了至少33.33％，进而使得采用上述变压器结构的开关电源其输出电流范围更宽，且能损耗降低，输电效率得到有效提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种副边绕组可切换的变压器结构的电路图；

图2是本实用新型实施例提供的又一种副边绕组可切换的变压器结构的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

实施例一

本实用新型实施例提供了一种副边绕组可切换的变压器结构，可适用于开关电源且为开关电源调整合适的输出电压，参见图1，该副边绕组可切换的变压器结构可以包括：设置变压器的副边的第一绕组NS1和第二绕组NS2，与第一绕组NS1输出端连接的第一整流电路10(用于将第一绕组NS1输出的交流电转化为直流电)，与第二绕组NS2输出端连接的第二整流电路20(用于将第二绕组NS2输出的交流电转化为直流电)，以及分别与第一整流电路10的输出端和第二整流电路20的输出端连接的切换电路。图1中变压器的原边绕组NP的设计与现有变压器一样，这里多做说明。

当变压器输出电压需求大于或等于预设阀值时，切换电路用于将第一绕组NS1和第二绕组NS2切换成串联状态，此时，变压器可以输出高档电压(例如750V)；当变压器输出电压需求小于预设阀值时，切换电路用于将第一绕组NS1和第二绕组NS2切换成并联状态，此时，变压器可以输出低档电压(例如500V)；这样开关电源，可以在只采用一个电压器的情况下，输出两种不同档位的电压，满足现有市场上的电动车的充电需求。同时，该副边绕组可切换的变压器结构在输出低档电压时，其输出的电流相较于现在的一个变压器方案(即向下兼容方案)时，提高了至少33.33％，进而使得采用上述变压器结构的开关电源其输出电流范围更宽，且能损耗降低，输电效率得到有效提升。

需要说明的是，第一绕组NS1和第二绕组NS2的匝数可以根据实际需求设计，可以相同，也可以不相同，这里不做限制，优选可以将第一绕组NS1和第二绕组NS2的匝数设计成相同的，这样它们的规格相同，便于制备，能够降低制备成本。

可选地，参见图1，切换电路可以包括：第一开关K1、第二开关K2、以及第三开关K3，在实际应用中，第一开关K1、第二开关K2、以及第三开关K3均可以为继电器或半导体电子开关，这里不做限制，关于第一开关K1、第二开关K2、以及第三开关K3的闭合、断开操作可以是人工手动，也可以是自动化控制，这里不做限制。

第一整流电路10的输出端正极与第二开关K2的一端连接，第一整流电路10的输出端负极分别与第一开关K1的一端和第三开关K3的一端连接，第二整流电路20的输出端正极分别与第一开关K1的另一端和第二开关K2的另一端连接，第二整流电路20的输出端负极与第三开关K3的另一端连接，第二开关K2的一端作为副边绕组可切换的变压器结构的输出端正极DC+，第三开关K3的另一端作为副边绕组可切换的变压器结构的输出端负极DC-。

当变压器输出电压需求大于或等于预设阀值时，第一开关K1闭合，第二开关K2和第三开关K3均断开，此时，切换电路用于将第一绕组NS1和第二绕组NS2切换成串联状态，此时，变压器可以输出高档电压(例如750V)；

当变压器输出电压需求小于预设阀值时，第一开关K1断开，第二开关K2和第三开关K3均闭合，此时，切换电路用于将第一绕组NS1和第二绕组NS2切换成并联状态，此时，变压器可以输出低档电压(例如500V)。

可选地，第一整流电路10和第二整流电路20均可以为由集成电路或分立元件组成的桥式整流电路，可以采用全桥整流电路，也可以采用半桥整流电路，这里不做限制。

优选地，参见图2，该副边绕组可切换的变压器结构采用了三抽头组成的半桥全波整流，可以简化设计结构，降低制备成本。

具体地，参见图2，第一绕组NS1和第二绕组NS2均为三抽头绕组，第一整流电路10包括：第一二极管11和第二二极管12，第二整流电路20包括：第三二极管21和第四二极管22。

第一绕组NS1的第一抽头与第一二极管11的正极连接，第一二极管11的负极分别与第二开关K2的一端和第二二极管12的负极连接，第一绕组NS1的第二抽头分别与第一开关K1的一端和第三开关K3的一端连接，第一绕组NS1的第三抽头与第二二极管12的正极连接；

第二绕组NS2的第一抽头与第三二极管21的正极连接，第三二极管21的负极分别与第一开关K1的另一端、第二开关K2的另一端、以及第四二极管22的负极连接，第二绕组NS2的第二抽头与第三开关K3的另一端连接，第二绕组NS2的第三抽头与第四二极管22的正极连接，第二开关K2的一端作为副边绕组可切换的变压器结构的输出端正极DC+，第三开关K3的另一端作为副边绕组可切换的变压器结构的输出端负极DC-。

本实用新型实施例通过在副边绕组可切换的变压器结构中的变压器的副边，设置两组绕组，并通过切换电路来切换这两组绕组的连接状态，进而实现开关电源在只采用一个变压器的条件下，输出两种档位的电压，有效满足了现有市场上的电动车的充电需求。同时，该副边绕组可切换的变压器结构在输出低档电压时，其输出的电流相较于现在的一个变压器方案(即向下兼容方案)时，提高了至少33.33％，进而使得采用上述变压器结构的开关电源其输出电流范围更宽，且能损耗降低，输电效率得到有效提升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，包括：设置变压器的副边的第一绕组(NS1)和第二绕组(NS2)，与第一绕组(NS1)输出端连接的第一整流电路(10)，与第二绕组(NS2)输出端连接的第二整流电路(20)，以及分别与第一整流电路(10)的输出端和第二整流电路(20)的输出端连接的切换电路；

当变压器输出电压需求小于预设阈值时，切换电路用于将第一绕组(NS1)和第二绕组(NS2)切换成并联状态；当变压器输出电压需求大于或等于预设阈值时，切换电路用于将第一绕组(NS1)和第二绕组(NS2)切换成串联状态。

2.根据权利要求1所述的副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，所述切换电路包括：第一开关(K1)、第二开关(K2)、以及第三开关(K3)，

第一整流电路(10)的输出端正极与第二开关(K2)的一端连接，第一整流电路(10)的输出端负极分别与第一开关(K1)的一端和第三开关(K3)的一端连接，第二整流电路(20)的输出端正极分别与第一开关(K1)的另一端和第二开关(K2)的另一端连接，第二整流电路(20)的输出端负极与第三开关(K3)的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，当变压器输出电压需求小于预设阈值时，第一开关(K1)断开，第二开关(K2)和第三开关(K3)均闭合；当变压器输出电压需求大于或等于预设阈值时，第一开关(K1)闭合，第二开关(K2)和第三开关(K3)均断开。

4.根据权利要求2或3所述的副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，第一开关(K1)、第二开关(K2)、以及第三开关(K3)均可以为继电器或半导体电子开关。

5.根据权利要求2所述的副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，第一整流电路(10)和第二整流电路(20)均可以为由集成电路或分立元件组成的桥式整流电路。

6.根据权利要求5所述的副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，第一绕组(NS1)和第二绕组(NS2)均为三抽头绕组，第一整流电路(10)包括：第一二极管(11)和第二二极管(12)，第二整流电路(20)包括：第三二极管(21)和第四二极管(22)，

第一绕组(NS1)的第一抽头与第一二极管(11)的正极连接，第一二极管(11)的负极分别与第二开关(K2)的一端和第二二极管(12)的负极连接，第一绕组(NS1)的第二抽头分别与第一开关(K1)的一端和第三开关(K3)的一端连接，第一绕组(NS1)的第三抽头与第二二极管(12)的正极连接；

第二绕组(NS2)的第一抽头与第三二极管(21)的正极连接，第三二极管(21)的负极分别与第一开关(K1)的另一端、第二开关(K2)的另一端、以及第四二极管(22)的负极连接，第二绕组(NS2)的第二抽头与第三开关(K3)的另一端连接，第二绕组(NS2)的第三抽头与第四二极管(22)的正极连接。

7.根据权利要求1所述的副边绕组可切换的变压器结构，其特征在于，第一绕组(NS1)与第二绕组(NS2)的匝数相同。