电源多抽头自耦变压器制造技术

本公开的实施例涉及电源多抽头自耦变压器。一种装置包括第一绕组、第二绕组、磁芯和多个抽头节点。第一绕组是多抽头自耦变压器的初级绕组。第二绕组是多抽头自耦变压器的次级绕组。第一绕组和第二绕组包裹在磁芯周围，第二绕组以串联连接的方式设置在第一绕组之间。多个抽头节点将第一绕组和第二绕组耦合到电源电路，诸如开关电容器转换器。

Power supply multi tap autotransformer

【技术实现步骤摘要】
电源多抽头自耦变压器
本公开涉及电源领域。
技术介绍
顾名思义，传统开关电容器DC-DC转换器将接收的DC输入电压转换为DC输出电压。在一个传统应用中，传统开关电容器转换器的输入电压落在40VDC至60VDC之间的范围内。在这种实例中，开关电容器转换器中的开关被控制以转移存储在电容器中的电荷，从而将所谓的4:1开关电容器转换器的输入电压(诸如48VDC)转换为输出电压(诸如12VDC)。换句话说，传统开关电容器转换器可以被配置为将48VDC电压转换为12VDC电压。为了避免开关电容器转换器中的所谓硬开关，优选地，当开关电容器转换器中的开关两端的电压接近零且流过它们的电流接近零时，切换这些开关。通过将单独电感器与相应电容器串联放置在开关电容器转换器的每一级中，可以减轻传统开关电容器转换器中的不良硬开关。这导致谐振(或半谐振)开关转换器。这种开关电容器转换器有时被称为开关槽转换器(STC)。由电感器和电容器的串联连接形成的谐振槽电路具有相关联的谐振频率，该谐振频率基于这些部件的电感和电容。传统开关电容器转换器中的开关在相应谐振频率下开关导致所谓的零电流开关(ZCS)，这减少了开关损耗并且提供了良好的功率转换效率。多抽头自耦变压器是有时用于电源应用的一种特殊类型的变压器。多抽头自耦变压器只有一个连续绕组。在多抽头自耦变压器中，同一绕组的各部分可以用作多抽头自耦变压器的初级侧和次级侧。
技术实现思路
本公开包括以下观察：可以提高电源的功率转换效率。例如，为此，本文中的实施例包括新颖磁性设备、变压器设备及其制造方法，以提供对应输出电压的有效生成。更具体地，根据一个实施例，一种装置(诸如多抽头自耦变压器)包括第一绕组、第二绕组、磁芯和多个抽头节点。第一绕组是多抽头自耦变压器的初级绕组。第二绕组是多抽头自耦变压器的次级绕组。第一绕组和第二绕组包裹在多抽头自耦变压器的磁芯周围。在一个实施例中，第二绕组以串联连接的方式设置在第一绕组之间。多抽头自耦变压器的多个抽头节点提供第一绕组和第二绕组与电源电路(诸如开关电容器转换器或其他合适类型的电源转换器电路)的耦合。根据其他实施例，第一绕组至少包括第一初级绕组和第二初级绕组；制造者将第二绕组串联连接在第一初级绕组和第二初级绕组之间。在一个实施例中，第一绕组、第二绕组和磁芯的组合是多抽头自耦变压器设备的部件(硬件)。在其他实施例中，诸如当在电源电路中实现本文中所描述的多抽头自耦变压器时，第一绕组和第二绕组中的每个绕组可操作以接收从一个或多个输入电压源供应的能量。如本文中所描述的多抽头自耦变压器的芯将能量从第一绕组(初级绕组)传送到第二绕组(次级绕组)以产生输出电压以为相应负载供电。根据其他实施例，本文中所描述的多抽头自耦变压器设备的多个抽头节点包括第一抽头节点和第二抽头节点。在一个实施例中，第一抽头节点相对于多抽头自耦变压器的磁芯的本体与第二抽头节点相对设置。第一抽头节点耦合到第一绕组。第二第一抽头节点耦合到第二绕组。在一个实施例中，耦合到第二绕组的抽头节点集合设置在磁芯的本体的轴的端处，诸如磁芯中第二绕组(诸如公共节点)相对于彼此串联的位置。应当指出，第一绕组和第二绕组中的每个绕组可以包括任何整数个匝或非整数个匝。例如，根据第一实施例，第一绕组中的每个第一绕组包括整数(或近整数)个匝；第二绕组中的每个第二绕组包括整数(或近整数)个匝。根据第二实施例，第一绕组中的每个第一绕组都包括非整数个匝；第二绕组中的每个第二绕组包括整数(或近整数)个匝。根据第三实施例，第一绕组中的每个第一绕组都包括非整数个匝；第二绕组中的每个第二绕组也包括非整数个匝。根据其他实施例，本文中所描述的多抽头自耦变压器的磁芯包括多个磁芯，第一绕组和第二绕组缠绕在该多个磁芯周围。在一个非限制性示例实施例中，第一绕组中的每个第一绕组缠绕在多个磁芯的组合周围。第二绕组中的每个第二绕组仅缠绕在多个磁芯中的不同(单个)磁芯周围。在其他实施例中，第一绕组可选地包括初级绕组的第一集合和初级绕组的第二集合；初级绕组的第一集合中的每个初级绕组都缠绕(包裹)在多个磁芯的组合周围；第二初级绕组中的每个第二初级绕组缠绕在多个磁芯的组合周围。第二绕组可选地包括次级级绕组的第一集合和次级绕组的第二集合。第一集合中的次级绕组中的每个次级绕组仅缠绕在多个磁芯中的第一(单个)磁芯周围；第二集合中的次级绕组中的每个次级绕组仅缠绕在多个磁芯中的第二(单个)磁芯周围。根据其他实施例，初级绕组的第一集合和初级绕组的第二集合与次级绕组的第一集合和次级绕组的第二集合串联连接。又进一步地，初级绕组的第一集合中的初级绕组中的每个初级绕组串联连接。初级绕组的第二集合中的初级绕组中的每个初级绕组串联连接。次级绕组的第一集合中的次级绕组中的每个次级绕组彼此并联连接；并且次级绕组的第二集合中的次级绕组中的每个次级绕组彼此并联连接。根据其他实施例，本文中所描述的电源包括独特的多抽头自耦变压器，其中多抽头自耦变压器的第一初级绕组和第二初级绕组通过次级绕组经由连通性串联连接。更具体地，第一初级绕组与次级绕组串联连接；第二初级绕组也与次级绕组串联连接。本文中所描述的多抽头自耦变压器可以被配置为包括一个或多个次级绕组(诸如抽头次级绕组或串联连接的多个次级绕组)，该一个或多个次级绕组感应耦合到第一初级绕组和第二初级绕组。在一个实施例中，第一初级绕组、第二初级绕组和次级绕组通过磁芯的芯彼此磁性耦合。如果需要，则一个或多个次级绕组可以中心分接，以便于从中心抽头(次级)绕组的输出产生输出电压。根据其他实施例，本文中所描述的电源包括连接在多抽头自耦变压器的初级绕组的节点两端的电感器。在其他实施例中，电感器与多抽头自耦变压器的次级绕组并联连接。在其他实施例中，电感器在开关电容器转换器中提供开关的零电压开关(ZVS)。附加地或可替代地，应当指出，零电压开关能力可以通过与多抽头自耦变压器相关联的励磁电感来提供。下文对这些和其他更具体实施例进行更详细的公开。应当指出，本文中所讨论的资源中的任一资源可以包括一个或多个计算机化设备、装置、硬件等，其执行和/或支持本文中所公开的方法操作中的任何或所有方法操作。换句话说，一个或多个计算机化设备或处理器可以被编程和/或配置为如本文中所解释地操作以执行本文中所描述的不同实施例。本文中的其他实施例包括用于执行上文所概述的并且下文所详细公开的步骤和/或操作的软件程序。一个这种实施例包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括非暂态计算机可读存储介质(即，任何计算机可读硬件存储介质)，其上编码有软件指令以用于后续执行。指令当在具有处理器的计算机化设备(硬件)中执行时，对处理器(硬件)进行编程和/或使得该处理器(硬件)执行本文中所公开的操作。通常，提供这种布置，作为在诸如光学介质(例如，CD-ROM)、软盘、硬盘、记忆棒、存储器设备等之类的非暂态计算机可读存储介质或诸如一个或多个ROM、RAM、PROM等中的固件之类的其他介质上布置或编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：/n第一绕组，所述第一绕组是多抽头自耦变压器的初级绕组；/n第二绕组，所述第二绕组是所述多抽头自耦变压器的次级绕组；/n磁芯，所述第一绕组和所述第二绕组包裹在所述磁芯周围，所述第二绕组以串联连接的方式设置在所述第一绕组之间；以及/n多个抽头节点，耦合到所述第一绕组和所述第二绕组。/n

【技术特征摘要】
20190429 US 16/397,2371.一种装置，包括：
第一绕组，所述第一绕组是多抽头自耦变压器的初级绕组；
第二绕组，所述第二绕组是所述多抽头自耦变压器的次级绕组；
磁芯，所述第一绕组和所述第二绕组包裹在所述磁芯周围，所述第二绕组以串联连接的方式设置在所述第一绕组之间；以及
多个抽头节点，耦合到所述第一绕组和所述第二绕组。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一绕组包括第一初级绕组和第二初级绕组；以及
其中所述第二绕组串联连接在所述第一初级绕组和所述第二初级绕组之间。


3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一绕组、所述第二绕组和所述磁芯的组合是所述多抽头自耦变压器的部件。


4.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一绕组和所述第二绕组中的每个绕组可操作为接收从输入电压源供应的能量，从所述第一绕组传送到所述第二绕组的所述能量产生输出电压。


5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一绕组可操作为从输入电压源接收能量；以及
其中所述第二绕组可操作为通过所述磁芯从所述初级绕组接收能量，并且生成输出电压以为负载供电。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个抽头节点包括第一抽头节点和第二抽头节点，所述第一抽头节点相对于所述磁芯的本体与所述第二抽头节点相对设置；
其中所述第一抽头节点耦合到所述第一绕组；以及
其中所述第二第一抽头节点耦合到所述第二绕组。


7.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个抽头节点包括耦合到所述第二绕组的抽头节点集合，所述抽头节点集合设置在所述磁芯的本体的轴向端处。


8.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个抽头节点包括耦合到所述第二绕组的抽头节点集合，所述抽头节点集合位于所述磁芯的位置处，其中所述第二绕组相对彼此串联连接。


9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一绕组中的每个第一绕组包括基本上整数个匝；以及
其中所述第二绕组中的每个第二绕组包括基本上整数个匝。


10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一绕组中的每个第一绕组包括非整数个匝；以及
其中所述第二绕组中的每个第二绕组包括基本上整数个匝。


11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一绕组中的每个第一绕组包括非整数个匝；以及
其中所述第二绕组中的每个第二绕组包括非整数个匝。


12.根据权利要求1所述的装置，其中所述磁芯包括多个磁芯，所述第一绕组和所述第二绕组缠绕在所述多个磁芯周围。


13.根据权利要求12所述的装置，其中所述第一绕组中的每个第一绕组缠绕在所述多个磁芯的组合周围；以及
其中所述第二绕组中的每个第二绕组仅缠绕在所述磁芯中的单个磁芯周围。


14.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一绕组包括初级绕组的第一集合和初级绕组的第二集合，所述初级绕组的第一集合中的每个初级绕组缠绕在所述多个磁芯的组合周围，所述第二初级绕组中的每个第二初级绕组缠绕在所述多个磁芯的所述组合周围；以及
其中所述第二绕组包括次级绕组的第一集合和次级绕组的第二集合，所述第一集合中的所述次级绕组中的每个次级绕组仅缠绕在所述多个磁芯中的第一磁芯上，所述第二集合中的所述次级绕组中的每个次级绕组仅缠绕在所述多个磁芯中的第二磁芯周围。


15.根据权利要求14所述的装置，其中所述初级绕组的第一集合和所述初级绕组...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·里佐拉蒂，C·雷纳，O·威登鲍尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT