[实用新型]一种磁轭闭合型多相对称集成磁件

说明书

本实用新型提供一种磁轭闭合型多相结构和参数对称的集成磁件，涉及电力电子应用技术领域。包括铁芯和多相原、副边绕组：所述铁芯包括磁轭、多个主磁柱和辅助磁柱，所述磁轭呈闭合的对称环路结构，所述多个主磁柱的一端相连，所述多个主磁柱的另一端分别与所述磁轭相连，所述多个主磁柱之间的夹角相等，所述多个辅助磁柱对称地位于所述多个主磁柱之间，在所述多个主磁柱上对称地绕制所述多相原、副边绕组。本实用新型的有益效果是：用于各种非隔离和隔离型多相并联开关电源中多相电感器和变压器的磁耦合集成，实现多相磁集成电感器和变压器的结构对称、参数相等，实现多相并联开关电源的大功率输出和各相电流的自动均衡。

技术领域

本专利涉及一种多相集成磁件，尤其是用于各种多相并联功率变换电路的一种磁轭闭合型多相结构和参数对称的集成磁件(包括多相结构和参数对称的变压器、耦合电感器、变压器和电感器的集成磁件)。

技术背景

近年来，为各种用电设备提供电能的开关电源正朝着低电压、大电流、体积小、重量轻、效率高、薄型化和集成化方向发展，包括为计算机的中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)和数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)等高精度、高速度微处理器提供精密电源的电压调整模块，以及近年来兴起的广泛应用于电动汽车、混合动力车、不间断电源、电能质量调节电源、航空电源、太阳能光伏发电、可再生能源发电及超导储能等领域的开关电源和需要能量双向流动场合的双向开关电源，这些电压调整模块和开关电源通过采用三相或更多相非隔离型电路拓扑结构，比如三相或多相Buck、三相或多相Boost、三相或多相双向Buck/Boost，或采用三相隔离型电路拓扑结构，比如三相LLC、三相LCC、三相正激、三相反激、三相推挽、三相半桥和三相全桥等变换器电路拓扑结构，并结合三相或多相耦合电感器和变压器，可以成倍提高开关电源的容量，增大开关电源的输出电流和功率、减小开关器件的容量、减小输入和输出电流纹波，提高响应速度。

但由于现有三相或多相集成磁件(主要包括耦合电感器和变压器)的磁轭均为非闭合结构，其各相的结构不对称，比如EE形铁芯的“一”字形磁轭，导致其三相或多相电感参数不相等，引起电路中的各相支路电流不相等，有的支路中电流较大，有的支路中电流较小，各支路电流的不对称严重时使电流较大的支路中的器件烧毁，甚至使整个电源设备损坏。

发明内容

针对现有技术缺陷，本专利提供一种磁轭闭合型、结构和参数对称的多相集成磁件(包括多相变压器和多相耦合电感器)，以解决现有多相并联开关电源设备中由于多相分立磁件(包括变压器和电感器)的电感参数不相等或者多相集成磁件的结构不对称而导致各相电感参数不相等而引起各相电流不相等的问题，并实现多相并联开关电源的大功率、高变比、小体积、低电流波动、高响应速度和双向高效率运行。

本专利解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磁轭闭合型多相结构和参数对称的集成磁件，包括铁芯和多相原、 副边绕组，所述铁芯包括磁轭、多个主磁柱和多个辅助磁柱；所述磁轭呈 闭合的对称环路结构，所述多个主磁柱的材料和结构相同、大小相等，所 述多个主磁柱的其中一端相连，所述多个主磁柱的另一端分别与所述磁轭 相连，所述多个主磁柱之间的夹角相等，夹角大小等于360°除以主磁柱的 数量；所述多个辅助磁柱对称地位于所述多个主磁柱之间，所述多个辅助 磁柱的其中一端均与所述多个主磁柱的一端相连，所述多个辅助磁柱的另一端分别与所述磁轭相连；在所述多个主磁柱上对称绕制所述多相原、副边绕组，所述多相原、副边绕组分别连接到多相并联电路中；在所述多个辅助磁柱上没有绕组，所述多个辅助磁柱作为各相原、副边绕组的漏磁通的通路；所述磁轭、主磁柱和辅助磁柱可以采用铁氧体、硅钢片、铁硅、金属磁粉芯、非晶、超微晶等铁磁性材料，所述线圈可以采用外包绝缘层的圆柱形、矩形截面、梯形截面或薄片形的铜、铝、银等金属材料，可以采用单股线绕制，也可以采用多股线或里兹线(Lizi)绕制。