电源转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术关于一种电源转换装置，包含：至少一谐振电路，包含至少一谐振电感及至少一谐振电容；一第一变压器，包含与谐振电路电连接的一第一初级绕线组及至少一第一次级绕线组；以及一第二变压器，包含与谐振电路电连接的一第二初级绕线组及至少一第二次级绕线组，其中第二初级绕线组的线圈匝数与第一初级绕线组的线圈匝数相同且满足并联连接，第二次级绕线组的线圈匝数与第一次级绕线组的线圈匝数彼此相同；其中第一初级绕线组及第二初级绕线组之间的感量误差符合|Lm1‑Lm2|/(Lm1+Lm2)

【技术实现步骤摘要】
电源转换装置
本专利技术关于一种磁性组件，尤指一种可减少磁芯损耗，同时可降低绕线寄生电阻和热阻的磁性组件及其适用的电源转换装置。
技术介绍
随着互联网、云端运算、电动车及工业自动化等技术的提升，电力的消耗越来越大，因此电源的需求也越来越大，使得电源转换装置必须朝高功率密度及高效率的方向发展。同时，在高功率密度及高效率的要求下，电源转换装置的散热需求也是必须考虑的重点之一。针对电源转换装置而言，提升内部开关电路的切换频率是提高功率密度的有效手段。因为当开关电路的切换频率上升时，滤波器的尺寸可对应地线性下降。此外，若提升开关电路的切换频率，则在相同损耗下，电源转换装置内的磁性组件，例如变压器等，承受磁通密度变化量与磁性组件的工作频率之间的乘积可明显上升，如此一来，磁性组件的截面积和匝数可以被相应地减小，使得磁性组件的体积显着下降。现有的电源转换装置通常包含一变压器，该变压器的初级侧绕线组连接开关电路，藉此当开关电路进行导通或截止的切换时，该变压器的初级侧绕线组便将接收到的电能耦合至次级侧绕线组，而次级侧绕线组上的电能可再经由整流电路的整流及滤波电路的滤波后提供给负载。然而当现有的电源转换装置为了提高功率密度而提升开关电路的切换频率时，若开关电路的切换频率已达到该单一变压器所能应付的极限时，单一变压器的结构限制便成为提高功率密度的瓶颈。更进一步说明，当现有的电源转换装置须提高功率密度时，则该单一的变压器的绕线组的PCB绕线的宽度和厚度)势必须对应增加，对电源转换装置效率上升帮助也很小。当变压器的PCB绕线宽度增加到一定程度时，对绕线电阻下降的帮助很小。当变压器的PCB绕线层数继续增加，不仅成本增加难以接受，而且也增加了电源转换装置的PCB绕线对顶部散热器的热阻，使得现有的电源转换装置散热不佳。由此可知，如何使电源转换装置在具有高功率密度的情况下，亦可维持整体效率并具有较佳的散热，实为目前研发的重点。另外，现有的电源转换装置的变压器的磁芯实际上可采用E型磁芯或是U型磁芯。相比于E型磁芯所有的绕线都集中绕在E型磁芯的中柱上，由于U型磁芯的绕线是分两边而绕在U型磁芯的两个磁芯柱上，故当缠绕在U型磁芯的绕线为PCB绕线时，PCB绕线的封装(footprint)尺寸可减小。另外，相比于E型磁芯上的PCB绕线大部分都被E型磁芯覆盖住而没有暴露在空气中，由于U型磁芯上的PCB绕线仅较少部分被U型磁芯覆盖，即U型磁芯上的PCB绕线大部分暴露在空气中，故可使U型磁芯上的绕线的散热效果较佳。虽然使用U型磁芯确实存在上述的优势，然而若能从U型磁芯的结构再进一步改良，以使U型磁芯的损耗更为减少，便可提升电源转换装置的效率。更甚者，现有的电源转换装置一般皆须考虑到EMI性能问题，因此为了获得更好的EMI性能，现有的电源转换装置实行的方法乃是增加EMI滤波器，然此种方式却同时增加了电源转换装置的生产成本。因此，如何发展一种克服上述缺失，同时可减少磁芯损耗并降低绕线寄生电阻和热阻的磁性组件及其适用的电源转换装置，实为目前最为迫切需解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的其中一目的在于提供一种磁性组件及其适用的电源转换装置，以解决现有电源转换装置具有的转换效率不佳及散热不佳等缺失。此外，本专利技术的磁性组件及其适用的电源转换装置更具有减少磁芯损耗、降低绕线寄生电阻和热阻及减少电源转换装置的生产成本等优点。为达上述目的，本专利技术的一较广义实施样态为提供一种电源转换装置，包含：至少一谐振电路，包含至少一谐振电感及至少一谐振电容；一第一变压器，包含与谐振电路电连接的一第一初级绕线组及至少一第一次级绕线组；以及一第二变压器，包含与谐振电路电连接的一第二初级绕线组及至少一第二次级绕线组，其中第二初级绕线组的线圈匝数与第一初级绕线组之线圈匝数相同且满足并联连接，第二次级绕线组之线圈匝数与第一次级绕线组的线圈匝数彼此相同；其中第一初级绕线组及第二初级绕线组之间的感量误差符合|Lm1-Lm2|/(Lm1+Lm2)<＝30％，Lm1为第一初级绕线组的感量，Lm2为第二初级绕线组的感量。附图说明图1为本专利技术第一较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图2为图1所示的磁性组件的分解结构示意图。图3(a)为图2所示的磁性组件在任意两相邻的磁芯柱上的交流磁通方向为相反时，在上磁芯部或下磁芯部发生交流磁通抵消的交流磁通波形图。图3(b)对比于图3(a)而示范性地显示本专利技术的磁性组件若任意两相邻的磁芯柱上的交流磁通方向为相同时，在上磁芯部或下磁芯部没有发生交流磁通抵消的交流磁通波形图。图4为本专利技术第二较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图5为本专利技术第三较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图6为本专利技术第四较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图7为图6所示的其中之一转换电路的逆变电路的桥臂中点电压对负输入端的电压及另一转换电路的逆变电路的桥臂中点电压对负输入端的电压的波形图。图8为本专利技术第五较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图9为图8所示的其中之一转换电路的逆变电路的桥臂中点电压对负输入端的电压及另一转换电路的逆变电路的桥臂中点电压对负输入端的电压的波形图。图10为本专利技术第六较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图11为本专利技术第七较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图12为本专利技术第八较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。图13为图12所示的第一转换电路的升压电感与开关电路电连接的端点上的波形、第二转换电路的升压电感与开关电路电连接的端点上的波形、第一转换电路的升压电感的绕线组所缠绕的磁芯柱的磁通波形、第二转换电路的升压电感的绕线组所缠绕的磁芯柱的磁通波形及磁芯部(上磁芯部或下磁芯部)的磁通波形示意图。图14为本专利技术第九较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图。其中附图标记为：1、2、3、4、5、6、7、8：电源转换装置10、40：正输入端11、41：负输入端Load：负载12、42：正输出端13、43：负输出端14、44、44’：转换电路15、45、45’：输入滤波电路16、46、46’：逆变电路17、47、47’、17’：谐振电路18：整流电路19：输出滤波电路20、22：PCB线圈21：第一贯穿孔23：第二贯穿孔70、71、80、81、82：半桥开关电路T1、T2：变压器M：磁性组件Cr、Cr2：谐振电容Lr、Lr1、Lr2：谐振电感N1：第一初级绕线组N11：第一线圈N12：第二线圈S1：第一次级绕线组N2：第二初级绕线组S2：第二次级绕线组N21：第三线圈N22：第四线圈M11：上磁芯部M12：下磁芯部M13：磁芯柱M130：上柱M131：下柱Lb、Lb1：升压电感Load：负载Cps、Cps’：初级次级寄生电容ips、ips’：共模电流VA、VB：电压具体实施方式请参阅图1及图2，其中图1为本专利技术第一较佳实施例的电源转换装置的电路结构示意图，图2为图1所示的磁性组件的分解结构示意图。如第1、2图所示，本实施例的电源转换装置1可为但不限于谐振型直流/直流转换器，用以将输入电能转换为输出电能，以提供给负载Load使用，且包含正输入端10、负输入端11、正输出端12、负输出端13及转换电路14。电源转换装置1经由正输入端10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源转换装置，其特征在于，包含：至少一谐振电路，包含至少一谐振电感及至少一谐振电容；一第一变压器，包含与该谐振电路电连接的一第一初级绕线组及至少一第一次级绕线组；以及一第二变压器，包含与该谐振电路电连接的一第二初级绕线组及至少一第二次级绕线组，其中该第二初级绕线组的线圈匝数与该第一初级绕线组的线圈匝数相同且满足并联连接，该第二次级绕线组的线圈匝数与该第一次级绕线组的线圈匝数彼此相同；其中该第一初级绕线组及该第二初级绕线组之间的感量误差符合|Lm1‑Lm2|/(Lm1+Lm2)

【技术特征摘要】
1.一种电源转换装置，其特征在于，包含：至少一谐振电路，包含至少一谐振电感及至少一谐振电容；一第一变压器，包含与该谐振电路电连接的一第一初级绕线组及至少一第一次级绕线组；以及一第二变压器，包含与该谐振电路电连接的一第二初级绕线组及至少一第二次级绕线组，其中该第二初级绕线组的线圈匝数与该第一初级绕线组的线圈匝数相同且满足并联连接，该第二次级绕线组的线圈匝数与该第一次级绕线组的线圈匝数彼此相同；其中该第一初级绕线组及该第二初级绕线组之间的感量误差符合|Lm1-Lm2|/(Lm1+Lm2)<＝30％，Lm1为该第一初级绕线组的感量，Lm2为该第二初级绕线组的感量。2.如权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，该第一次级绕线组及该第二次级绕线组电连接于对应的一整流电路，且经由对应的该整流电路而彼此并联连接至一负载。3.如权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，该第一变压器及该第二变压器是由一第一磁性组件所构成，该第一磁性组件包含：一第一磁芯，包含一第一上磁芯部、一第一下磁芯部及四个第一磁芯柱，该四个第一磁芯柱共享该第一上磁芯部及该第一下磁芯部，且错位地设置于该第一上磁芯部及该第一下磁芯部之间，其中每一该第一磁芯柱供对应的该第一次级绕线组或该第二次级绕线组缠绕；该第一初级绕线组，缠绕于四个该第一磁芯柱中的任意两个该第一磁芯柱上，使供该第一初级绕线组所缠绕的两个该第一磁芯柱与该第一上磁芯部及该第一下磁芯部之间形成一第一闭合磁路；以及该第二初级绕线组，缠绕于四个该第一磁芯柱中的其余两个该第一磁芯柱上，使供该第二初级绕线组所缠绕的两个该第一磁芯柱与该第一上磁芯部及该第一下磁芯部之间形成一第二闭合磁路；其中该第一闭合磁路里的单个该第一磁芯柱内的交流磁通峰峰值与该第二闭合磁路里的单个该第一磁芯柱内的交流磁通峰峰值之和，均大于该上磁芯部内的交流磁通峰峰值，也大于该下磁芯部内的交流磁通峰峰值。4.如权利要求1所述的电源转换装置，其特征在于，该谐振电路包含两个该谐振电感，两个该谐振电感为一第一谐振电感及一第二谐振电感，该第一谐振电感及该第二谐振电感并联连接。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：金达，熊雅红，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71