磁集成器件、功率变换电路、充电器及电动车辆制造技术

本申请提供了一种磁集成器件、功率变换电路、充电器及电动车辆，属于电力电子技术领域。该磁集成器件包括：磁芯、第一变压器绕组和第二变压器绕组，其中，该第一变压器绕组和该第二变压器绕组分隔绕制，且该分隔处形成第一气隙。由于磁力线可以穿过该第一气隙形成漏感，该漏感可以等效为功率变换电路中的谐振电感，从而无需在磁集成器件中单独设置电感绕组，有效减小了磁集成器件的体积和重量。并且，采用该磁集成器件的功率变换电路的体积也较小，功率密度较高。

Magnetic integrated devices, power conversion circuits, chargers and electric vehicles

【技术实现步骤摘要】
磁集成器件、功率变换电路、充电器及电动车辆
本申请涉及电力电子
，特别涉及一种磁集成器件、功率变换电路、充电器及电动车辆。
技术介绍
磁集成器件是一种集成有功率变换电路中多个分立器件(例如电感和变压器等)的器件。磁集成器件包括磁芯、绕制在该磁芯上的电感绕组以及绕制在该磁芯上的变压器绕组。其中，变压器绕组通常包括直流母线侧绕组、高压绕组和低压绕组共三个绕组。由于磁集成器件中的绕组较多，占用空间较大，导致磁集成器件的体积较大。
技术实现思路
本申请提供了一种磁集成器件、功率变换电路、充电器及电动车辆，可以解决相关技术中磁集成器件的体积较大的问题，技术方案如下：一方面，提供了一种磁集成器件，包括：磁芯、第一变压器绕组和第二变压器绕组；该磁芯上设置有窗口，该第一变压器绕组和该第二变压器绕组分别穿过该窗口绕制在该磁芯上；其中，该第一变压器绕组和该第二变压器绕组分隔绕制，且该分隔处形成第一气隙。由于磁力线可以穿过该第一气隙形成漏感，该漏感可以等效为功率变换电路中的谐振电感，从而无需在磁集成器件中单独设置电感绕组，有效减小了磁集成器件的体积和重量。并且，采用该磁集成器件的功率变换电路的体积也较小，功率密度较高。可选的，该磁集成器件还可以包括第三变压器绕组，该第三变压器绕组穿过窗口绕制在磁芯上。相应的，该磁集成器件可以应用于三端口的功率变换电路中。可选的，该第三变压器绕组和该第二变压器绕组层叠绕制。该层叠绕制的绕制方式可以减少变压器绕组的占用空间，从而可以有效减小该磁集成器件的体积。并且，该绕制方式可以确保该第三变压器绕组和该第二变压器绕组之间紧密耦合。可选的，该第三变压器绕组可以呈扁平状，且该第三变压器绕组可以覆盖该第二变压器绕组的表面。例如，可以覆盖该第二变压器绕组的部分表面，该第二变压器绕组的接线端未被第三变压器绕组覆盖，以便于与外部电路的连接。可选的，该第一变压器绕组的匝数和该第二变压器绕组的匝数均大于该第三变压器绕组的匝数。即该第三变压器绕组可以是用于连接电压较低的辅助电池的绕组。该第一变压器绕组和该第二变压器绕组中的一个绕组可以用于连接直流母线，另一个则可以用于连接动力电池。可选的，该第一变压器绕组的线宽和该第二变压器绕组的线宽均小于该第三变压器绕组的线宽。将该第三变压器绕组的线宽设置的较宽，可以减小其电阻，从而有效降低该第三变压器绕组的电压降。可选的，该磁集成器件还包括：位于该窗口内，且位于该第一变压器绕组和该第二变压器绕组之间的磁柱；该磁柱的一侧与该磁芯接触，该磁柱的另一侧与该磁芯之间具有间隙。例如，该磁柱与该磁芯可以为一体结构。通过调整该磁柱的体积，可以调节该磁柱与该磁芯之间的间隙的大小，进而实现对第一气隙的大小的调节，从而实现对该磁集成器件的漏感的调节。可选的，该磁芯包括：第一磁体和第二磁体，该第一磁体和该第二磁体中的一个或多个磁体上形成有凹槽；该第一磁体和该第二磁体相对设置并围成该窗口。例如，该第二磁体可以为形成有凹槽的U型磁体，该第一磁体上未形成凹槽。可选的，该磁集成器件中的每个变压器绕组均可以分别绕制在该第一磁体和该第二磁体上。并且，每个变压器绕组在第一磁体上的绕制匝数与在第二磁体上的绕制匝数可以相等。由此，可以确保该磁集成器件整体结构的对称性。可选的，该磁芯还可以为设置有通槽的一体件，该通槽即形成为该窗口。可选的，该磁芯的一端设置有一个或多个第二气隙，该第二气隙与该窗口连通。通过在磁芯上开设第二气隙，一方面可以减小磁芯的减小磁导率，另一方面可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和现象，更好地控制磁集成器件的电感量。可选的，该窗口可以为矩形窗口。另一方面，提供了一种功率变换电路，该功率变换电路可以包括：如上述方面提供的磁集成器件；该磁集成器件中，第一变压器绕组与可以与该功率变换电路的第一端口连接，第二变压器绕组可以与该功率变换电路的第二端口连接，且该第一变压器绕组和该第二变压器绕组能够通过电磁互感来相互传递能量。可选的，该功率变换电路还可以包括：穿过窗口绕制在磁芯上的第三变压器绕组；该第三变压器绕组与该功率变换电路的第三端口连接，该第三变压器绕组和该第一变压器绕组能够通过电磁互感来相互传递能量，该第三变压器绕组和该第二变压器绕组能够通过电磁互感来相互传递能量。可选的，该功率变换电路还可以包括：三个斩波子电路；第一变压器绕组、第二变压器绕组和第三变压器绕组中的每个变压器绕组通过一个斩波子电路与一个端口连接。其中，该斩波子电路可以为桥式整流电路。可选的，该功率变换电路还可以包括：谐振元件，该谐振元件与该磁集成器件中的第一变压器绕组或第二变压器绕组连接。即该功率变换电路可以为谐振或准谐振的功率变换电路。可选的，该谐振元件可以包括：电容；该电容可以与该磁集成器件中的第一变压器绕组或第二变压器绕组串联。可选的，该谐振元件可以包括：第一电容和第二电容；该第一电容与该磁集成器件中的第一变压器绕组串联，该第二电容与该磁集成器件中的第二变压器绕组串联。可选的，该谐振元件可以包括：电容和电感；该电容与该磁集成器件中的第一变压器绕组或第二变压器绕组串联；该电感与该第一变压器绕组或该第二变压器绕组并联。又一方面，提供了一种功率变换电路，该功率变换电路具有三个端口，该功率变换电路包括：谐振元件、第一变压器和第二变压器；该第一变压器的原边与该谐振元件串联，该第一变压器的副边与该三个端口中的第一端口连接；该第二变压器的原边与串联后的该第一变压器和该谐振元件并联，且与该三个端口中的第二端口连接，该第二变压器的副边与该三个端口中的第三端口连接。由于该第一变压器和该谐振元件串联后，再与该第二变压器的原边并联，由此可以避免该谐振元件对该第二变压器的副边的输出电压的影响，确保该第二变压器的副边的输出电压的波动范围较小，输出电压的稳定性较高，减小了后级电路的调压压力。再一方面，提供了一种充电器，包括：交流直流转换电，路以及如上述方面提供的功率变换电路，该功率变换电路的第二端口与该交流直流转换电路连接。再一方面，提供了一种电动车辆，包括：动力电池、辅助电池以及如上述方面提供的充电器；该充电器中功率变换电路的第一端口与该动力电池连接，第三端口与该辅助电池连接。综上所述，本专利技术实施例提供了一种磁集成器件、功率变换电路、充电器及电动车辆，该磁集成器件中的两个变压器绕组可以分隔绕制，且该分隔处形成第一气隙。由于磁力线可以穿过该第一气隙形成漏感，该漏感可以等效为功率变换电路中的谐振电感，从而无需在磁集成器件中单独设置电感绕组，有效减小了磁集成器件的体积和重量。并且，采用该磁集成器件的功率变换电路的体积也较小，功率密度较高。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种充电器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种充电器的充电方式示意图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁集成器件，其特征在于，包括：磁芯、第一变压器绕组和第二变压器绕组；/n所述磁芯上设置有窗口，所述第一变压器绕组和所述第二变压器绕组分别穿过所述窗口绕制在所述磁芯上；/n其中，所述第一变压器绕组和所述第二变压器绕组分隔绕制，分隔处形成第一气隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁集成器件，其特征在于，包括：磁芯、第一变压器绕组和第二变压器绕组；
所述磁芯上设置有窗口，所述第一变压器绕组和所述第二变压器绕组分别穿过所述窗口绕制在所述磁芯上；
其中，所述第一变压器绕组和所述第二变压器绕组分隔绕制，分隔处形成第一气隙。


2.根据权利要求1所述的磁集成器件，其特征在于，还包括：第三变压器绕组，所述第三变压器绕组穿过所述窗口绕制在所述磁芯上。


3.根据权利要求2所述的磁集成器件，其特征在于，所述第三变压器绕组和所述第二变压器绕组层叠绕制。


4.根据权利要求3所述的磁集成器件，其特征在于，所述第三变压器绕组呈扁平状，且所述第三变压器绕组覆盖所述第二变压器绕组的表面。


5.根据权利要求4所述的磁集成器件，其特征在于，所述第三变压器绕组覆盖所述第二变压器绕组的部分表面，所述第二变压器绕组的接线端未被所述第三变压器绕组覆盖。


6.根据权利要求2所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一变压器绕组的匝数和所述第二变压器绕组的匝数均大于所述第三变压器绕组的匝数。


7.根据权利要求6所述的磁集成器件，其特征在于，所述第一变压器绕组的线宽和所述第二变压器绕组的线宽均小于所述第三变压器绕组的线宽。


8.根据权利要求1至7任一所述的磁集成器件，其特征在于，所述磁集成器件还包括：位于所述窗口内，且位于所述第一变压器绕组和所述第二变压器绕组之间的磁柱；
所述磁柱的一侧与所述磁芯接触，所述磁柱的另一侧与所述磁芯之间具有间隙。


9.根据权利要求8所述的磁集成器件，其特征在于，所述磁柱与所述磁芯为一体结构。


10.根据权利要求1至7任一所述的磁集成器件，其特征在于，所述磁芯包括：第一磁体和第二磁体，所述第一磁体和所述第二磁体中的一个或多个磁体上形成有凹槽；
所述第一磁体和所述第二磁体相对设置并围成所述窗口。


11.根据权利要求10所述的磁集成器件，其特征在于，所述磁集成器件中的每个变压器绕组均分别绕制在所述第一磁体和所述第二磁体上。


12.根据权利要求11所述的磁集成器件，其特征在于，每个变压器绕组在所述第一磁体上的绕制匝数与在所述第二磁体上的绕制匝数相等。


13.根据权利要求1至7任一所述的磁集成器件，其特征在于，所述磁芯为设置有通槽的一体件，所述通槽形成为所述窗口。


14.根据权利要求1至7任一所述的磁集成器件，其特征在于，所述磁芯的一端设置有一个或多个第二气隙，所述第二气隙与所述窗口连通。


15.根据权利要求1至7任一所述的磁集成器件，其特征在于，所述窗口为矩形窗口。


16.一种功率变换电路，其特征在于，所述功率变换电路包括：磁芯、第一变压...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁永涛，刘卫平，智彦军，
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