[发明专利]磁件装置和双向DC变换电路

说明书

本申请公开了一种磁件装置和双向DC变换电路，涉及电子技术领域，用于降低磁件装置中绕组的损耗。磁件装置包括：第一磁件、第二磁件、第一绕组、第二绕组，其中，第一磁件包括第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及至少一个第四磁柱；第一绕组围绕第一磁柱和第二磁柱绕制，第二绕组围绕第一磁柱和第三磁柱绕制，第一绕组围绕第二磁柱绕制的方向与第二绕组围绕第三磁柱绕制的方向相反；第一磁件通过第一磁柱和第四磁柱与第二磁件形成变压器的磁路；第一绕组围绕第二磁柱的部分形成原边谐振电感；第二绕组围绕第三磁柱的部分形成副边谐振电感。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种磁件装置和双向直流(direct current，DC)变换电路。

背景技术

双向DC变换电路相比于单向DC变换电路，可以实现双向直流的转换，在双向功率变换场景中应用越来越广泛。随着新能源车的不断普及，车载充电器(on board charger，OBC)电路的主流拓扑结构从单谐振电感谐振拓扑演进成原副边双谐振电感谐振拓扑，双向DC变换电路成为原副边双谐振电感谐振拓扑中重要组成部分。

示例性的，图1为一种基于原副边双谐振电感谐振拓扑的OBC双向电路系统的示意图。在正向充电过程中，市电(两相或三相)15经过功率因数校正(power factorcorrection，PFC)电路12和双向DC变换电路13后得到高压电，一方面为车载高压动力电池14充电，另一方面，经单向DC变换电路16为车载低压电池17充电。在反向车载交流(alternating current，AC)供电过程中：车载高压动力电池14输出高压电，经双向DC变换电路13和PFC 12后，用于为车载AC供电电路11接入的AC负载供电。另外，车载高压动力电池14输出的高压电也可以经过单向DC变换电路16为车载低压电池17供电。

现有技术中，双向DC变换电路中的双向双谐振电感磁件如图2中的A所示，单向DC变换电路16中的单向单谐振电感磁件如图2中的B所示。从中可以看出，谐振电感绕组和变压器绕组都是单独绕制的，相互之间无电连接，并且均绕制在同一个磁柱上。由于绕组单独绕制并且相互之间无电连接，绕组之间没有交错抵消作用，绕组的趋肤效应大，导致绕组损耗高，而且损耗随着频率指数增加，不利于高频化。

发明内容

本申请实施例提供一种磁件装置和双向DC变换电路，用于降低磁件装置中绕组的损耗。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种磁件装置，包括：第一磁件、第二磁件、第一绕组、第二绕组，其中，第一磁件包括第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱以及至少一个第四磁柱；第一绕组围绕第一磁柱和第二磁柱绕制，第二绕组围绕第一磁柱和第三磁柱绕制，第一绕组围绕第二磁柱绕制的方向与第二绕组围绕第三磁柱绕制的方向相反；第一磁件通过第一磁柱和第四磁柱与第二磁件形成变压器的磁路；第一绕组围绕第二磁柱的部分形成原边谐振电感；第二绕组围绕第三磁柱的部分形成副边谐振电感。

本申请实施例提供的磁件装置，通过将双向DC变换电路的变压器的原边线圈(即第一绕组围绕第一磁柱的部分)和原边谐振电感(即第一绕组围绕第二磁柱的部分)串联(形式上即第一绕组)，将变压器的第一副边线圈(即第一绕组围绕第一磁柱的部分)和副边谐振电感(即第二绕组围绕第三磁柱的部分)串联(形式上即第二绕组)，解决了现有技术中绕组之间无电连接所以无交错抵消作用导致损耗高的问题，降低了磁件装置中绕组的损耗。绕组路径可降低30％以上，绕组损耗可降低30％以上。另外，由于采用相对分立磁件，谐振电感和变压器采用一体结构，减少磁件数量和装配工序。并且，第一绕组围绕第二磁柱绕制的方向与第二绕组围绕第三磁柱绕制的方向相反，使得原边谐振电感和副边谐振电感产生的磁通在磁路中的方向相反。

第一绕组围绕第一磁柱绕制的方向与第二绕组围绕第一磁柱绕制的方向可以相同或相反，绕制的方向相同时变压器的原副边的同相端相反，绕制的方向相反时变压器的原副边的同相端相同。