[发明专利]一种磁集成双端变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有集成变压器和电感器功能的磁集成双端变换器。

背景技术

在宽范围输入电压的直流变换器应用场合，根据功率等级的要求，可选用单端变换器（如反激变换器、正激变换器等）或双端变换器（如半桥变换器、全桥变换器、推挽变换器等）作为主功率拓扑。

附图1所示为现有的一种磁集成半桥变换器，集成磁件采用EE型磁芯，绕组N_p和绕组N_s绕在EE型磁芯的中柱以构成变压器，绕组N_L1和绕组N_L2分别绕在EE型磁芯的边柱以构成电感。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在绕组损耗大，漏感大的问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种磁集成双端变换器，能够减小绕组损耗和原、副边的漏感，实现能量的高效变换。

本发明的实施例提供的一种磁集成双端变换器，包括：

一双端对称工作的逆变电路作用于原边绕组；

一个三磁柱磁芯的集成磁件至少包含三个绕组和一个储能气隙，其中原边绕组和第一副边绕组共同绕于第一磁柱，第二副边绕组绕于第二磁柱且流过总的输出电流；

一组同步整流管，其门极驱动信号分别和所述双端对称工作的逆变电路的一组功率开关管的门极驱动信号互补工作。

本发明的实施例提供的另一种磁集成双端变换器，包括：

一双端对称工作的逆变电路作用于原边绕组；

一个三磁柱磁芯的集成磁件至少包含三个绕组和一个储能气隙，其中原边绕组和第一副边绕组共同绕于第二磁柱和第三磁柱，第二副边绕组绕于第二磁柱且流过总的输出电流；

一组同步整流管，其门极驱动信号分别和所述双端对称工作的逆变电路的一组功率开关管的门极驱动信号互补工作。

由本发明的实施例提供的技术方案可知，通过将原边绕组和第一副边绕组绕制在相同的磁柱上，并使用同步整流管替代现有技术中的整流二极管，可以降低开关器件的导通损耗，起到对副边绕组的零压降钳位作用；这样可以采用最少的原边绕组来实现原边能量到副边的传递，减小绕组损耗和原、副边的漏感，实现能量的高效变换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术及本发明实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。

图1为现有技术中的一种磁集成半桥变换器；

图2为本发明实施例一提供的一种磁集成半桥变换器；

图3为对本发明实施例一提供的磁集成双端变换器集成磁件的分析示意图；

图4为本发明实施例一提供的磁集成半桥变换器的工作波形示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种磁集成半桥变换器；

图6为本发明实施例二提供的磁集成半桥变换器的工作波形示意图；

图7为本发明实施例三提供的一种磁集成半桥变换器；

图8为本发明的实施例提供的一种磁集成全桥变换器；

图9为本发明的实施例提供的一种磁集成推挽变换器；

图10为当副边绕组同时为一匝时，本发明的实施例提供的一种磁集成双端变换器的示意图；

图11为当副边绕组同时为一匝时，本发明的实施例提供的另一种磁集成双端变换器的示意图；

图12为本发明实施例四提供的一种磁集成半桥变换器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明提供的技术方案进一步详细描述。

本发明的实施例提供的一种磁集成双端变换器，包括：

一双端对称工作的逆变电路作用于原边绕组；

一个三磁柱磁芯的集成磁件至少包含三个绕组和一个储能气隙，其中原边绕组和第一副边绕组绕于第一磁柱，第二副边绕组绕于第二磁柱且流过总的输出电流；

一组同步整流管，其门极驱动信号分别和所述双端对称工作的逆变电路的一组功率开关管的门极驱动信号互补工作。

其中，双端对称工作的逆变电路可以为半桥逆变电路、全桥逆变电路或推挽电路中任一种。当双端对称工作的逆变电路为半桥逆变电路时，本发明的实施例提供的磁集成双端变换器又可称为磁集成半桥变换器；同样，当双端对称工作的逆变电路为全桥逆变电路或推挽电路时，本发明的实施例提供的磁集成双端变换器对应又可称为磁集成全桥变换器或磁集成推挽变换器。

以双端对称工作的逆变电路为半桥逆变电路为例，本发明的实施例提供的磁集成双端变换器可以有如下的具体结构。

实施例一