[发明专利]基于多相磁集成变压器的转换电路及变压器漏感调整方法

说明书

本发明属于电源转换技术领域，具体涉及了一种基于多相磁集成变压器的转换电路及变压器漏感调整方法，旨在解决传统高频谐振变换器中谐振电感和变压器体积大、损耗高，而常规磁集成变压器无法对漏感进行精确设计的问题。本发明包括：输入滤波电路、半桥开关电路、多相变压器、谐振电路、整流电路和输出滤波电路，其中，多相变压器为多相磁集成变压器，谐振电路中的谐振电感为多相磁集成变压器的副边寄生漏感。本发明采用了结构简单、体积小、成本低、绕组匝比可灵活调节的多相磁集成变压器，因而多相高频变换器功率密度高、体积小、成本低。

技术领域

本发明属于电源转换技术领域，具体涉及了一种基于多相磁集成变压器的转换电路及变压器漏感调整方法。

背景技术

随着可再生能源发电、新能源汽车等的快速发展，电力电子装置对效率、功率密度等性能指标的要求也日益提高。直流变换器作为电源变换系统中必不可少的部分，其主要完成电源直流母线与直流负载之间的功率变换环节，以及负责系统内各直流母线之间电压等级的转换。直流变换器的转换效率、功率密度及可靠性对于电源变换系统的性能影响至关重要。LLC、CLL等高频谐振软开关电路具有电路结构简单、开关管电压应力低、可实现全负载范围内主开关管的零电压开关(ZVS)和副边开关管的零电流开关(ZCS)等优点，倍受工业界和学术界的重视。

LLC、CLL等电路在输入/输出电压变化范围较宽时，需要较大的谐振电感以实现宽范围的电压增益，采用额外的分立电感的方式可实现较精确的电路参数设计，但会增加变换器的体积和成本，同时采用分立电感也会降低系统的变换效率；采用变压器漏感作为谐振电感，例如磁集成变压器，可在不增加变换器成本的同时实现较高的功率密度，然而，常规的磁集成变压器无法对漏感进行精确设计，往往采用“绕制-测量-调整”的方式进行反复迭代，导致变换器的参数无法实现精确和最优化设计。

因此，如何对磁集成变压器的漏感进行较大范围的精确设计，是高频谐振软开关电路实现最优化设计的关键问题之一。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即传统高频谐振变换器中谐振电感和变压器体积大、损耗高，而常规磁集成变压器无法对漏感进行精确设计的问题，本发明提供了一种基于多相磁集成变压器的转换电路，该转换电路包括输入滤波电路、半桥开关电路、多相变压器、谐振电路、整流电路和输出滤波电路，其特征在于，所述多相变压器为多相磁集成变压器；

所述谐振电路包括谐振电容和谐振电感，所述谐振电感为所述为多相磁集成变压器的副边寄生漏感。

在一些优选的实施例中，所述谐振电容，其连接关系为：

所述谐振电容的一端连接至所述半桥开关电路的桥臂中点，另一端连接至所述多相磁集成变压器的原边绕组一端；

所述多相磁集成变压器的原边绕组另一端连接至所述半桥开关电路的桥臂接地点。

在一些优选的实施例中，所述整流电路连接至所述多相磁集成变压器的各相副边绕组，构成多相整流电路；

所述多相整流电路输出并联后接入所述输出滤波电路，作为一路输出；或者所述多相整流电路输出分别接入各相对应的输出滤波电路，作为多路输出。

在一些优选的实施例中，所述多相磁集成变压器包括磁芯、原边绕组和多相副边绕组；

所述磁芯包括上磁芯盖、下磁芯盖以及所述上磁芯盖和所述下磁芯盖之间的第一磁芯柱、第二磁芯柱和第三磁芯边柱，所述第一磁芯柱、第二磁芯柱和第三磁芯柱与所述上磁芯盖、下磁芯盖组成闭合磁通回路；

所述多相副边绕组数量为2N个，包括第一n相副边绕组和第二n相副边绕组，其中，1≤n≤N；

所述多相副边绕组分别接入多相电路的副边输出的一相支路；