[发明专利]设置低压DC-DC变换器的变压器的气隙和匝数比的方法和设备

说明书

本公开涉及设置低压DC‑DC变换器的变压器的气隙和匝数比的方法和设备。所述方法包括：基于电压/电流容量和寄生电容设置功率开关元件；设置最小电感以确保功率开关元件的零电压开关操作；基于变压器的输入电压范围调整变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比；计算变压器的漏感；比较最小电感与漏感；以及基于比较结果自适应地执行调整。

本申请是申请日为2019年7月17日、申请号为201910645666.5、发明名称为“低压DC-DC变换器及其驱动方法”的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年7月18日提交的韩国专利申请No.2018-0083575的优先权和权益，其公开内容通过引用全部结合于此。

技术领域

本发明涉及低压DC-DC变换器及其驱动方法。

背景技术

低电压直流(DC)-直流(DC)变换器(LDC)是电力供应件，其需要负责向电负载供应电力并且对安装在环保车辆中的低电压辅助电池充电。

根据驱动方法将这种低压DC-DC变换器分类为各种类型，并且以全桥方式(full-bridge manner)变换高功率，以执行绝缘开关操作。

然而，在功率开关元件的控制开关操作期间，在传统LDC中发生开关功率损耗。

同时，为了解决该问题，韩国未审查专利公开No.1998-040074(标题：零电压开关DC-DC降压变换器)公开了功率开关元件的零电压开关技术。

也就是说，现有技术使用零电压开关操作来减少开关功率损耗。

然而，在现有技术中，应另外安装零电压开关电感器以确保零电压开关操作。

然而，由于零电压开关电感器在功率开关元件的高速开关操作期间产生热量，因此需要使用散热板的散热结构，并且从系统的角度来看需要大的空间。

发明内容

本发明旨在提供一种用于设置低压DC-DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的方法和设备，其能够通过在变压器的核心区域中增加气隙(air gap)并调节变压器的匝数比来减小产品的尺寸和成本并增加功率密度。

然而，本实施方式的技术目标不限于上述技术目标，并且可存在其他技术目标。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于设置低压DC-DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的方法，包括：基于电压/电流容量和寄生电容设置功率开关元件；设置最小电感以确保功率开关元件的零电压开关操作；基于变压器的输入电压范围调整变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比；计算变压器的漏感；比较最小电感与漏感；以及基于比较结果自适应地执行调整。

最小电感是基于功率开关元件的寄生电容设置的。

匝数比是基于变压器的初级输入电流、次级输入电流和磁化电流设置的。

铁芯区域中的气隙是基于磁化电感、初级匝数、铁芯区域的磁阻和气隙的磁阻设置的。

漏感是基于初级漏感、初级匝数和初级电路电阻计算的。

此外，根据本发明的另一方面，提供一种用于设置低压DC-DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的设备，该设备包括：用于基于电压/电流容量和寄生电容设置功率开关元件的装置；用于设置最小电感以确保功率开关元件的零电压开关操作的装置；用于基于变压器的输入电压范围调整变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的装置；用于计算变压器的漏感的装置；以及用于比较最小电感与漏感的装置，其中，用于调整的装置被配置为基于比较结果自适应地调整铁芯区域中的气隙和匝数比。

最小电感是基于功率开关元件的寄生电容设置的。