[发明专利]小型化充电模块、高频开关电源及电子设备

说明书

本发明公开了一种小型化充电模块、高频开关电源及电子设备。其中，该小型化充电模块，包括串联连接的PFC电路与LLC电路，至少一个串联连接在PFC电路与LLC电路的原电感元件被替换成：至少两个串联连接的电感元件，且替换后的电感元件的电感总量等于相应原电感元件的电感量。其分散了磁性元件的分布，有利于磁性元件散热和充电模块内部结构布局，使结构比之前更加平面化，有利于充电模块的热设计，提高整体的功率密度。

技术领域

本发明属于充电领域，尤其涉及一种小型化充电模块、高频开关电源及电子设备。

背景技术

目前，电动汽车充电模块是一种高频开关电源，在开关器件受本身特性而不能再提高开关频率的时候，磁性元件的尺寸不能再减少，从而使得开关电源的功率密度较小。为了解决该问题，现有技术中有以下方案：

(1)通过选用更高性能的开关器件，提高开关频率来达到减小磁性元件的体积，从而提高开关电源的功率密度；但是，采用该方法开关频率提高之后，开关损耗会增加，需要选用更大的半导体散热器，导致整体效率降低，而选用更高性能的如Sic开关管会大幅度的增加开关电源的成本；

(2)通过采用液冷等其他高效的冷却方式来提高散热效率，减小散热器的体积，从而提高开关电源的功率密度；但是，采用该方法液冷需要额外的冷却装置，结构复杂，开关电源整体可靠性下降，后期维护成本较高；

(3)采用多个小型电源并联搭建更大功率的开关电源；但是，采用该方法均流问题不易解决，而且多个电源并联会降低整个设备的稳定性。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种小型化充电模块，其通过多个小型磁性元件串并联的方式等效原来的单体大型磁性元件，分散的磁性元件分布，有利于磁性元件散热和充电模块内部结构布局，小型磁性元件能够充分利用充电模块内部空间，从而达到提高开关电源功率密度的目的。

本发明提供了三种小型化充电模块。

其中，第一种小型化充电模块，包括串联连接的PFC电路与LLC电路，其中，至少一个串联连接在PFC电路与LLC电路的原电感元件被替换成：至少两个串联连接的电感元件，且替换后的电感元件的电感总量等于相应原电感元件的电感量。

在第一种小型化充电模块的技术方案中，LLC电路中原变压器还被替换成：至少两个原边串联副边并联的变压器。

第二种小型化充电模块，包括串联连接的PFC电路与LLC电路，其中，LLC电路中原变压器被替换成：至少两个原边串联副边并联的变压器。

第三种小型化充电模块，包括串联连接的PFC电路与LLC电路，其中，至少一个串联连接在PFC电路与LLC电路的原电感元件被替换成：至少两个串联连接的电感元件，且替换后的电感元件的电感总量等于相应原电感元件的电感量；

LLC电路中原变压器被替换成：至少两个原边串联副边并联的变压器。

在上述任一种小型化充电模块中，PFC电路与LLC电路所在的电路板构成上下两层电路板。本发明采用两层电路板的设计，减小了整个充电模块的体积。

本发明的第二目的是提供一种高频开关电源。

本发明的高频开关电源，包括上述任一种小型化充电模块。

本发明的第三目的是提供一种电子设备。

本发明的电子设备，包括上述所述的高频开关电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在本发明的小型化充电模块中，至少一个串联连接在PFC电路与LLC电路的原电感元件，包括串接在PFC电路中任一相支路上的PFC大电感以及串接在LLC电路中原变压器的两个输入端中任一支路的大型谐振电感；