[发明专利]一种磁隙式高频变压器及其磁链检测和控制方法及装置

说明书

本申请提出一种磁隙式高频变压器及其磁链检测和控制方法及装置，属于高频变压器技术领域，其中，磁隙式高频变压器，包括：非封闭式磁芯、磁隙材料以及励磁电流峰值调整模块；非封闭式磁芯的非封闭部分形成至少一个间隙，磁隙材料位于至少一个间隙内，磁隙材料的饱和磁密度低于磁芯的饱和磁密度，励磁电流峰值调整模块用于调整磁隙材料的参数来调整磁隙式高频变压器的励磁电流峰值。采用上述方案的本申请，通过用磁性材料形成磁隙代替气隙，在保证采用磁隙式高频变压器的隔离DC/DC变换器实现ZVS软开关的同时，降低励磁电流的有效值，并且可以通过励磁电流峰值调整模块调整磁隙式高频变压器至合适的励磁电流峰值。

技术领域

本申请涉及高频变压器技术领域，尤其涉及一种磁隙式高频变压器及其磁链检测和控制方法及装置。

背景技术

高频变压器是隔离DC/DC变换器中的核心元件，高频变压器中的高磁导率磁芯对直流偏置激励很敏感，很容易出现偏磁饱和，为了降低等效磁导率，防止饱和，常在高频变压器磁芯中引入气隙，尽管引入气隙可以容纳励磁电流直流偏置，但也增大了变压器的励磁电流值，增加的励磁电流可以在开关时刻辅助变换器软开关的实现，但它在整个开关周期内增大了电流，进而增加了器件、绕组和引线等各处损耗，不受控的励磁电流直流分量不仅会带来直流磁链，从而可能导致饱和，也会增加损耗。

为了避免励磁电流直流分量导致的饱和和损耗问题，可以通过测量励磁电流直流分量并进行反馈控制，消除励磁电流直流分量，但励磁电流远低于变压器绕组电流，其直流分量值往往较低，接近于电流传感器的零漂，难以进行精确测量，也无法对高频变压器进行精确的闭环控制来消除励磁电流直流分量。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请的第一个目的在于提出一种磁隙式高频变压器，以解决在高频变压器磁芯中引入气隙导致变压器的励磁电流增大的技术问题。

本申请的第二个目的在于提出一种磁隙式高频变压器的磁链检测方法，以解决励磁电流直流分量较低，难以进行精确测量的技术问题。

本申请的第三个目的在于提出一种磁隙式高频变压器的控制方法，以解决无法对高频变压器进行精确的闭环控制来消除励磁电流直流分量的技术问题。

本申请的第四个目的在于提出一种磁隙式高频变压器的控制装置。

为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的一种磁隙式高频变压器，包括：磁芯，所述磁芯为非封闭式，非封闭部分形成至少一个间隙，其特征在于，所述磁隙式高频变压器还包括：

磁隙材料，所述磁隙材料位于所述至少一个间隙内，所述磁隙材料的饱和磁密度低于所述磁芯的饱和磁密度；

励磁电流峰值调整模块，用于调整磁隙材料的参数来调整所述磁隙式高频变压器的励磁电流峰值。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述励磁电流峰值调整模块，具体用于通过调整磁隙材料的长度来调整所述磁隙式高频变压器的励磁电流峰值。

综上，本申请第一方面实施例提出的磁隙式高频变压器，通过用磁性材料形成磁隙代替气隙，在保证采样所述磁隙式高频变压器的隔离DC/DC变换器实现ZVS软开关的同时，降低励磁电流的有效值，并且可以通过励磁电流峰值调整模块调整磁隙式高频变压器至合适的励磁电流峰值。

为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出的一种磁隙式高频变压器的磁链检测方法，包括：对磁隙式高频变压器的原边电流信号和副边电流信号进行采样，根据所述原边电流信号和副边电流信号确定所述磁隙式高频变压器的励磁电流信号；

根据所述励磁电流信号确定所述磁隙式高频变压器的直流偏磁电流量。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述根据所述原边电流信号和副边电流信号确定所述磁隙式高频变压器的励磁电流信号，包括：