[发明专利]一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器

说明书

本发明公开了一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器，包括：四个E型磁芯和多个PCB绕组铜片；四个磁芯依次层叠排布，且其中两个相邻磁芯紧连组成第一EE磁芯对，另外两个相邻磁芯紧连组成第二EE磁芯对；第一EE磁芯对和第二EE磁芯对之间通过一气隙连接；每个磁芯放置有12个PCB绕组铜片，依次形成2个原边P、4个副边S、4个原边P和2个副边S；其中，每个磁芯的各个原边依次串联后，再依次与其他三个磁芯依次串联，形成P+和P‑；每个磁芯的各个原边依次并联后，再依次与其他三个磁芯依次并联，形成最终的S+和S‑。本发明通过多磁芯组合结构、原边和副边交错排布的方式，实现了增大功率、减小漏感和分布电容、减小尺寸的目的。

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，更具体的说是涉及一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器。

背景技术

在储能系统中，要求电池侧和电网侧的电力系统隔离。常用的隔离方法是，在PCS(功率转换系统)的网侧安装变压器。传统的变压器通常由铁氧体磁芯及铜线圈构成，体积庞大而且容易产生电磁干扰。平面变压器与传统的变压器相比最大的区别在于铁芯及线圈绕组。平面变压器采用小尺寸的E型、RM型或环型铁氧体磁芯，在高频下有较低的磁芯损耗；绕组采用多层印刷电路板迭绕而成，绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路。这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容，可满足谐振电路的设计要求。而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射频干扰。

现有的平面变压器要么层数较少，难以应用于大功率场合，要么单体磁芯耐受功率小，且散热面积小。

因此，如何提供一种体积小，单体功率较大的频大功率多磁芯组合式平面变压器是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器，通过多磁芯组合结构、PCB铜片做线圈，原边和副边交错排布的方式，实现了在高频电源隔离电力网络中增大功率、减小漏感和分布电容、减小尺寸的目的。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器，包括：四个E型磁芯和多个PCB绕组铜片；四个所述磁芯依次层叠排布，且其中两个相邻所述磁芯紧连组成第一EE磁芯对，另外两个相邻所述磁芯紧连组成第二EE磁芯对；所述第一EE磁芯对和所述第二EE磁芯对之间通过一气隙连接；

每个所述PCB绕组铜片由一个铜片和一匝线圈组成；每匝所述线圈分别具有一组线圈“+”“-”引出端；

每个所述磁芯放置有12个所述PCB绕组铜片，且自其远边至所述第一EE磁芯对或所述第二EE磁芯对的中间位置依次设置，并依次形成2个原边P、4个副边S、4个原边P和2个副边S；其中，四个所述磁芯的各个原边依次串联后，分别形成一组原边“+”“-”引出端，四组所述原边“+”“-”引出端再依次串联，形成最终的P+和P-；四个所述磁芯的各个副边依次并联后，分别形成一组副边“+”“-”引出端，四组所述副边“+”“-”引出端再依次并联，形成最终的S+和S-；其中，P+和P-连接于电池侧，S+和S-连接于电网侧。

优选的，在上述一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器中，所述磁芯的尺寸为：宽63mm，高30mm，深50mm。

优选的，在上述一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器中，所述磁芯材料为铁氧体DMR95。

优选的，在上述一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器中，所述气隙的宽度为5-7mm。

优选的，在上述一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器中，每片所述铜片的厚度为0.6±0.05mm。

优选的，在上述一种高频大功率多磁芯组合式平面变压器中，所述第一EE磁芯对或所述第二EE磁芯对的中间位置为两个所述磁芯紧连的位置处；所述磁芯的远边为远离所述第一EE磁芯对或所述第二EE磁芯对的中间位置的一端。