集成电感器及宽范围输出功率转换电路制造技术

技术编号:18897478 阅读:30 留言:0更新日期:2018-09-08 12:28
本发明专利技术公开了一种集成电感器,包括平行放置的第一底板和第二底板;在第一底板和第二底板之间设置非绕线柱、第一绕线柱和第二绕线柱,非绕线柱位于第一绕线柱和第二绕线柱之间,非绕线柱与的两端与第一底板和第二底板相连,第一绕线柱的两端和第二绕线柱的两端分别与第一底板和第二底板相连;非绕线柱的截面积与绕线柱的截面积满足预设关系式;在第一绕线柱上第二绕线柱上分别设置第一气隙和第二气隙;在第一绕线柱上和第二绕线柱上分别缠绕第一线圈绕组和第二线圈绕组,且两个线圈绕组的绕向一致。本发明专利技术实施例还提供了一种宽范围输出功率转换电路。采用本发明专利技术实施例有利于解决了在轻负载时无法输出更低电压的问题,实现了电压的宽范围输出。

Integrated inductor and wide range output power conversion circuit

The invention discloses an integrated inductor, which comprises a first and second boards arranged in parallel, a non-winding column, a first winding column and a second winding column are arranged between the first and second boards, and the non-winding column is located between the first and second winding columns, and the non-winding column and the two ends of the non-winding column and the first and second boards are arranged between the first and second winding columns. The two ends of the first winding column and the second winding column are respectively connected with the first and second bottom plates; the cross-sectional area of the non-winding column and the cross-sectional area of the winding column satisfy the preset relationship; the first air gap and the second air gap are respectively arranged on the second winding column on the first winding column; and the first and second air gap are respectively arranged on the first winding column and the second winding column. The first coil winding and the second coil winding are respectively wound on the column, and the winding of the two coils is aligned. The embodiment of the invention also provides a wide range output power conversion circuit. The embodiment of the invention is advantageous to solving the problem that the lower voltage can not be output under light load, and realizing the wide range output of the voltage.

【技术实现步骤摘要】
集成电感器及宽范围输出功率转换电路
本专利技术涉及集成电感领域,尤其涉及一种集成电感器及一种宽范围输出功率转换电路。
技术介绍
随着电源领域功率模块的演进,高效、高功率密度成为关键技术指标和产品竞争力。为了做高效、高功率密度的大功率电源模块,多相谐振变换器已经得到普遍应用。在光伏逆变器、通信能源、车载电源等领域,双向变换器也有越来越多的需求,目前的三相3LC变换器在双向变换、大功率输出方面有较大优势。但是在轻负载时,3LC谐振电路无法获得更低的增益,即轻负载时,无法输出更低电压,不能实现更宽范围输出。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种集成电感器及一种宽范围输出功率转换电路,有利于解决了在轻负载时无法输出更低电压的问题,实现了电压宽范围输出。第一方面,本专利技术实施例提供一种集成电感器,包括:平行放置的第一底板和第二底板;在所述第一底板和所述第二底板之间设置非绕线柱、第一绕线柱和第二绕线柱,所述非绕线柱位于所述第一绕线柱和第二绕线柱之间,所述非绕线柱与的两端与所述第一底板和第二底板相连,所述第一绕线柱的两端与所述第一底板和第二底板相连,所述第二绕线柱的两端与所述第一底板和第二底板相连;在所述第一绕线柱上设置第一气隙,在所述第二绕线柱上设置有第二气隙;在第一绕线柱上缠绕有第一线圈绕组,在第二绕线柱上缠绕有第二线圈绕组,且所述第一线圈绕组与所述第二线圈绕组的绕向一致。与现有技术相比,将两个电感线圈集成在一起,可减少使用该集成电感器的电路的元器件个数。在一种可行的实施例中,所述非绕线柱的截面积Ae0与所述绕线柱截面积Ae满足预设关系式,所述预设关系式包括:其中,X%为感量跳变时的负载相对于满载的百分比,Bmax为满载时绕线柱的磁通量密度,Bs为非绕线柱磁材的饱和磁通量密度。通过调整非绕线柱的截面积Ae0与绕线柱的截面积Ae之间的关系,实现上述集成电感器的感量可变。在一种可行的实施例中,所述第一气隙和所述第二气隙均由空气填充或者其他非导磁材料或者低导磁率的材料填充。在一种可行的实施例中,所述第一气隙放置至少一个第一磁片,所述第一磁片将所述第一气隙分为至少一个分段;所述第二气隙放置至少一个第二磁片,所述第二磁片将所述第二气隙分为至少一个分段。在一种可行的实施例中,所述第一底板、所述第二底板、所述第一绕线柱和第二绕线柱均采用铁氧体磁性材料,所述非绕线柱采用铁氧体磁性材料或者金属磁粉芯材料。第二方面,本专利技术实施例提供了一种宽范围输出功率转换电路,包括:输入整流电路、变谐振三端口谐振腔、变压器和输出整流电路;所述输入整流电路的输入端作为所述宽范围输出功率转换电路的输入端,所述输入整流电路的输出端与所述变谐振三端口谐振腔输入端相连,所述变谐振三端口谐振腔输出端与所述变压器的输入端相连,所述变压器的输出端与所述输出整流电路的输入端相连,所述输出整流电路的输出端作为所述宽范围输出功率转换电路的输出端;其中,所述变谐振三端口谐振腔将所述输入整流电路输出的第一高频交流方波电压转换成第二高频交流方波电压,所述第二高频交流方波电压的幅值大于或者小于所述第一高频交流方波电压的幅值。由于所述集成电感器的电感值随着输入电路的变化而变化,因此采用所述集成电感器后的所述变谐振三端口谐振腔的谐振频率也随着输入电路的变化而变化,进而实现采用所述变谐振三端口谐振腔的电路的增益的变化和更宽范围的输出。在一种可行的实施例中,所述变谐振三端口谐振腔由所述集成电感器Lr、三个电容Cr1、Cr2、Cr3和第二电感Lm组成;其中,所述集成电感器Lr的两端分别与所述电容Cr1、Cr2的一侧相连,所述Lr的第一节点与所述电感Lm的一侧相连,所述电感Lm的另一侧与所述电容Cr3的一侧相连;电容Cr1、Cr2和Cr3的另一侧分别形成第一端口、第二端口和第三端口。可以看出,在本专利技术实施例的方案中,通过磁集成技术,将两个电感集成为一个感量可变的电感器。该电感器的电感值可以根据流过该电感器电流的大小自动调整。与现有技术相比,该电感器不仅能自动根据输入电流的大小调节电感值,而且有集成度高,体积小,损耗低的特点;在准谐振或者谐振电路拓扑中使用该电感器,可以使谐振腔的谐振频率随输入电路的大小自动调整,进而实现增益的变化和更宽范围的输出。本专利技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种集成电感器的结构示意图;图2为本专利技术实施例提供的一种集成电感器的底板与绕线柱局部位置关系示意图;图3为本专利技术实施例提供的一种集成电感器的底板与绕线柱位置关系示意图图4为本专利技术实施例提供的另一种集成电感器底板与绕线柱位置关系示意图图5为本专利技术实施例提供的一种集成电感器的工作原理示意图;图6为本专利技术实施例提供的另一种集成电感器的工作原理示意图;图7为本专利技术实施例提供的一种变谐振三端口谐振腔电路示意图;图8为本专利技术实施例提供的一种变谐振三端口谐振腔的简化电路示意图;图9为应用本专利技术实施例提供的一种集成电感器的LLC谐振腔电路示意图;图10为应用本专利技术实施例提供的一种集成电感器的LLCC谐振腔电路示意图;图11为本专利技术实施例提供的一种RLC串联谐振电路示意图;图12为本专利技术实施例提供的一种宽范围输出功率输出电路示意图;图13为本专利技术实施例提供的一种宽范围输出功率输出电路增益曲线示意图;图14为本专利技术实施例提供的一种带集成电感器谐振腔的两相并联电路示意图;图15为本专利技术实施例提供的一种带集成电感器谐振腔的三相星形连接电路示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例进行描述。请参见图1,图1为本专利技术实施例提供的一种集成电感器的结构示意图。如图1所示,本专利技术实施例提供的一种集成电感器,具体包括:平行放置的第一底板101和第二底板102;在所述第一底板101和所述第二底板102之间设置非绕线柱105、第一绕线柱103和第二绕线柱104,所述非绕线柱105位于所述第一绕线柱103和第二绕线柱104之间,所述非绕线柱105与的两端与所述第一底板101和第二底板102相连,所述第一绕线柱103的两端与所述第一底板101和第二底板102相连,所述第二绕线柱104的两端与所述第一底板101和第二底板102相连;所述非绕线柱104的截面积Ae0与所述绕线柱(包括第一绕线柱103和第二绕线柱104)的截面积Ae满足预设关系式;在上述第一绕线柱103上设置第一气隙106,在上述第二绕线柱104上设置有第二气隙107;在上述第一绕线柱103上缠绕有第一线圈绕组108,在上述第二绕线柱104上缠绕有第二线圈绕组109,且上述第一线圈绕组与上述第二线圈绕组的绕向一致;上述第一线圈绕组108的输出端与上述第二线圈绕组109的输入端相连,并在连接处形成第一节点110。在一种可行的实现方式中,上述第一线圈绕组108和上述第二线圈绕组109由一根铜线缠绕而成,在上述第一线圈绕组108和上述第二线圈绕组109之间不存在上述第一节点110。为了表述方便,虚拟设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电感器,其特征在于,包括:平行放置的第一底板和第二底板;在所述第一底板和所述第二底板之间设置非绕线柱、第一绕线柱和第二绕线柱,所述非绕线柱位于所述第一绕线柱和第二绕线柱之间,所述非绕线柱与的两端与所述第一底板和第二底板相连,所述第一绕线柱的两端与所述第一底板和第二底板相连,所述第二绕线柱的两端与所述第一底板和第二底板相连;在所述第一绕线柱上设置第一气隙,在所述第二绕线柱上设置有第二气隙;在第一绕线柱上缠绕有第一线圈绕组,在第二绕线柱上缠绕有第二线圈绕组,且所述第一线圈绕组与所述第二线圈绕组的绕向一致。

【技术特征摘要】
1.一种集成电感器,其特征在于,包括:平行放置的第一底板和第二底板;在所述第一底板和所述第二底板之间设置非绕线柱、第一绕线柱和第二绕线柱,所述非绕线柱位于所述第一绕线柱和第二绕线柱之间,所述非绕线柱与的两端与所述第一底板和第二底板相连,所述第一绕线柱的两端与所述第一底板和第二底板相连,所述第二绕线柱的两端与所述第一底板和第二底板相连;在所述第一绕线柱上设置第一气隙,在所述第二绕线柱上设置有第二气隙;在第一绕线柱上缠绕有第一线圈绕组,在第二绕线柱上缠绕有第二线圈绕组,且所述第一线圈绕组与所述第二线圈绕组的绕向一致。2.根据权利要求1所述的集成电感器,其特征在于,所述非绕线柱的截面积Ae0与所述绕线柱截面积Ae满足预设关系式,所述预设关系式包括:其中,X%为感量跳变时的负载相对于满载的百分比,Bmax为满载时绕线柱的磁通量密度,Bs为非绕线柱磁材的饱和磁通量密度。3.根据权利要求1所述的集成电感器,其特征在于,所述第一气隙和所述第二气隙均由空气填充或者其他非导磁材料或者低导磁率的材料填充。4.根据权利要求1或3所述的集成电感器,其特征在于,所述第一气隙放置至少一个第一磁片,所述第一磁片将所述第一气隙分为至少一个分段;所述第二气隙放置至少一个第二磁片,所述第二磁片将所述第二气隙分为至少一个分段。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:余鹏李小秋单浩仁
申请(专利权)人:华为技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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