CN213150542U - 一种多合一集成变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了车载变压器领域的一种多合一集成变压器，包括第二骨架，以及固定在第二骨架上并从下到上依次排列且相抵靠的第一磁芯、第三磁芯与第二磁芯，第一磁芯包括第一磁柱，且第一磁柱外侧壁上套设有第一骨架，第一骨架的中部外侧缠绕有第一绕组而上下端的外侧均缠绕有第二绕组；第二磁芯包括第二磁柱，第二磁柱上缠绕套设有第三绕组；第一绕组包括第一原边绕组与第一副边绕组，第三绕组与第一原边绕组电连接。本实用新型具有三个独立变压器的功能，既可以独立工作也可以同时工作，可直接应用于多合一车载电源，同时该多合一集成变压器制作与生产加工工艺简单，生产成本较低。

Description

一种多合一集成变压器

技术领域

本实用新型涉及车载变压器领域，具体是一种多合一集成变压器。

背景技术

目前新能源车载电源系统拥有DC/AC、OBC、DC/DC等多种组合方案，系统集成度越来越高，由传统的独立车载充电机或DC变换器逐渐发展成为多种功能于一体的车载电源产品，车载电源具有车对车V-V、车对负载V-L、车对电网V-G、电网通过充电功能对高压电池和低压电池进行充电、高压电池对低压电池进行充电DC变换等工作模式，可以实现能量的双向能量变换或多端口能量变换，功能集成度高，功率密度高，体积小，效率高，综合成本低，在未来具有很大的发展前景。但是，现有的车载电源系统一般为物理集成，功率密度低，成本高，占用空间大，因此需要一种集成度高的磁性器件将多种功能集成在一起，提高器件复用率，降低成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多合一集成变压器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多合一集成变压器，包括第二骨架，以及固定在第二骨架上并从下到上依次排列且相抵靠的第一磁芯、第三磁芯与第二磁芯，所述第一磁芯包括第一磁柱，且第一磁柱外侧壁上套设有第一骨架，所述第一骨架的中部外侧缠绕有第一绕组而上下端的外侧均缠绕有第二绕组；第二磁芯包括第二磁柱，所述第二磁柱上缠绕套设有第三绕组；所述第一绕组包括第一原边绕组与第一副边绕组，所述第三绕组与第一原边绕组电连接。

作为本实用新型的改进方案，为了控制第一绕组与第二绕组之间的漏感大小，第一骨架外侧壁上开设有环形凹槽，所述第一绕组与第二绕组均缠绕在环形凹槽中，且在第一绕组与第二绕组之间的第一骨架外侧壁上延伸有挡墙。

作为本实用新型的改进方案，所述第二绕组为铜带材质的低压绕组。

作为本实用新型的改进方案，所述第二骨架朝向第一磁芯、第三磁芯与第二磁芯的表面上开设有若干通孔。

作为本实用新型的改进方案，所述第三绕组与第一原边绕组共同连接有第一功率变换电路，第一副边绕组连接有第二功率变换电路，第三绕组连接有第三功率变换电路。

有益效果：本申请车载电源多合一集成变压器的第一磁柱、第一骨架、第一原边绕组以及第三绕组具有第一个独立的变压器的功能；第一磁柱、第一骨架、第一副边绕组以及第三绕组也具有第二个独立的变压器的功能；第一变压器磁柱、第二电感磁柱、第一骨架、第二骨架、第一绕组原边绕组、第一绕组副边绕组以及第三电感绕组具有第三个独立的变压器的功能。因此，本申请的多合一集成变压器具有三个独立变压器的功能，既可以独立工作也可以同时工作。

本申请通过第一磁芯与第二磁芯均为行业标准PQ磁芯，第一绕组的电连接即可将第一磁芯、第二磁芯集成在一起，第一绕组、第二绕组与第三绕组的通过第一磁芯、第二磁芯、第二骨架集成在一起，多合一集成变压器的制作与生产加工工艺简单，且当本申请的多合一集成变压器制成后可直接应用于多合一车载电源，解决了传统的车载电源模块实现多合一功能使用物理集成或多个变压器并联结构集成度低的问题，同时该多合一集成变压器制作与生产加工工艺简单，生产成本较低。

附图说明

图1为本实用新型的变压器的整体结构示意图；

图2为本实用新型的变压器的结构分解示意图；

图3为本实用新型的第一骨架的结构示意图；

图4为本实用新型的变压器拓扑结构示意图。

图中：1-第二骨架；2-第一通孔；3-第二通孔；4-第二绕组；5-第一绕组；6-第一骨架；7-第一磁芯；8-第三磁芯；9-第二磁芯；10-第三绕组；11-挡墙；12-第三磁柱；13-第一磁柱；14-第二磁柱；15-第三通孔；16-第一功率变换电路；17-第二功率变换电路；18-第三功率变换电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，参见图1-2，一种多合一集成变压器，包括第二骨架1，以及固定在第二骨架1上并从下到上依次排列且相抵靠的第一磁芯7、第三磁芯8与第二磁芯9，第一磁芯7又被成为主变压器，第二磁芯9又被成为谐振电感，第一磁芯7包括第一磁柱13，第二磁芯9包括第二磁柱14，第三磁芯8上设有第三磁柱12，且第一磁柱13与第二磁柱12相对且轴向端面相抵接。

第一磁柱13与第二磁柱12的外侧壁上共同套设有第一骨架6，第一骨架6中部开设有用于第一磁柱13、第二磁柱12通过的第三通孔15。第一骨架6的中部外侧缠绕有第一绕组5而上下端的外侧均缠绕有第二绕组4，优选地，第二绕组4为铜带材质的低压绕组；第二磁柱14上缠绕套设有第三绕组10，第二磁柱14上不设骨架，主要用于方便变压器的散热；第一绕组5采用三明治法缠绕，包括第一原边绕组与第一副边绕组，第三绕组10与第一原边绕组串联连接。

优选地，如图3所示，第一骨架6外侧壁上开设有环形凹槽，第一绕组5与第二绕组4均缠绕在环形凹槽中，环形凹槽可起到限位作用，且在第一绕组5与第二绕组4之间的第一骨架6外侧壁上延伸有挡墙11，第一绕组5与第二绕组4的间距即为挡墙11的厚度，挡墙11主要用于控制第一副边绕组与第二绕组4的漏感大小。

优选地，第二骨架1朝向第一磁芯7、第三磁芯8与第二磁芯9的表面上开设有若干通孔。通孔包括第一通孔2与第二通孔3，第一通孔2与第一绕组5、第二绕组4、第三绕组10的线圈的首尾端管脚对应，用于各管脚的定位。第二通孔3可以使变压器灌胶时气体从第二通孔中跑出，防止胶体凝固时热胀冷缩产生的应力挤压绕组线圈。

优选地，参见图4，第三绕组10与第一原边绕组共同连接有第一功率变换电路16，第一副边绕组连接有第二功率变换电路17，第三绕组10连接有第三功率变换电路18。

第一功率变换电路与第二功率变换电路也可以称为LLC谐振功率变换器或非对称双向CLLC谐振功率变换器，第三功率变换电路也可以称为低压DCDC变换器。

第一功率变换电路16、第二功率变换电路17、第三功率变换电路18这三个端口可以分别用于连接直流母线、动力电池和辅助电池或低压设备，本实用新型中，采用非对称双向CLLC谐振变技术能够实现第一功率变换电路16的端口与第二功率变换电路17的端口之间的功率转换；采用移相全桥PSFB谐振变换技术可以实现第二功率变换电路17的端口向第三功率变换电路18的端口的功率转换；也可以采用非对称双向CLLC谐振变换结合Buck变换器技术同时实现第一功率变换电路16的端口向第二功率变换电路17的端口和第三功率变换电路18的端口的功率转换，以及同时实现第二功率变换电路17的端口向第一功率变换电路16的端口和第三功率变换电路18的端口的功率转换，使用Buck变换器技术可以提高第三端口输出电压范围。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种多合一集成变压器，其特征在于，包括第二骨架(1)，以及固定在第二骨架(1)上并从下到上依次排列且相抵靠的第一磁芯(7)、第三磁芯(8)与第二磁芯(9)，所述第一磁芯(7)包括第一磁柱(13)，且第一磁柱(13)外侧壁上套设有第一骨架(6)，所述第一骨架(6)的中部外侧缠绕有第一绕组(5)而上下端的外侧均缠绕有第二绕组(4)；第二磁芯(9)包括第二磁柱(14)，所述第二磁柱(14)上缠绕套设有第三绕组(10)；所述第一绕组(5)包括第一原边绕组与第一副边绕组，所述第三绕组(10)与第一原边绕组电连接。

2.根据权利要求1所述的一种多合一集成变压器，其特征在于，第一骨架(6)外侧壁上开设有环形凹槽，所述第一绕组(5)与第二绕组(4)均缠绕在环形凹槽中，且在第一绕组(5)与第二绕组(4)之间的第一骨架(6)外侧壁上延伸有挡墙(11)。

3.根据权利要求2所述的一种多合一集成变压器，其特征在于，所述第二绕组(4)为铜带材质的低压绕组。

4.根据权利要求1所述的一种多合一集成变压器，其特征在于，所述第二骨架(1)朝向第一磁芯(7)、第三磁芯(8)与第二磁芯(9)的表面上开设有若干通孔。

5.根据权利要求1所述的一种多合一集成变压器，其特征在于，所述第三绕组(10)与第一原边绕组共同连接有第一功率变换电路(16)，第一副边绕组连接有第二功率变换电路(17)，第三绕组(10)连接有第三功率变换电路(18)。

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