设置低压DC-DC变换器的变压器的气隙和匝数比的方法和设备技术

本公开涉及设置低压DC

【技术实现步骤摘要】
设置低压DC
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DC变换器的变压器的气隙和匝数比的方法和设备
[0001]本申请是申请日为2019年7月17日、申请号为201910645666.5、专利技术名称为“低压DC
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DC变换器及其驱动方法”的分案申请，其全部内容结合于此作为参考。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2018年7月18日提交的韩国专利申请No.2018
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0083575的优先权和权益，其公开内容通过引用全部结合于此。


[0004]本专利技术涉及低压DC
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DC变换器及其驱动方法。

技术介绍

[0005]低电压直流(DC)
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直流(DC)变换器(LDC)是电力供应件，其需要负责向电负载供应电力并且对安装在环保车辆中的低电压辅助电池充电。
[0006]根据驱动方法将这种低压DC
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DC变换器分类为各种类型，并且以全桥方式(full
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bridge manner)变换高功率，以执行绝缘开关操作。
[0007]然而，在功率开关元件的控制开关操作期间，在传统LDC中发生开关功率损耗。
[0008]同时，为了解决该问题，韩国未审查专利公开No.1998
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040074(标题：零电压开关DC
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DC降压变换器)公开了功率开关元件的零电压开关技术。
[0009]也就是说，现有技术使用零电压开关操作来减少开关功率损耗。/>[0010]然而，在现有技术中，应另外安装零电压开关电感器以确保零电压开关操作。
[0011]然而，由于零电压开关电感器在功率开关元件的高速开关操作期间产生热量，因此需要使用散热板的散热结构，并且从系统的角度来看需要大的空间。

技术实现思路

[0012]本专利技术旨在提供一种用于设置低压DC
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DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的方法和设备，其能够通过在变压器的核心区域中增加气隙(air gap)并调节变压器的匝数比来减小产品的尺寸和成本并增加功率密度。
[0013]然而，本实施方式的技术目标不限于上述技术目标，并且可存在其他技术目标。
[0014]根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于设置低压DC
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DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的方法，包括：基于电压/电流容量和寄生电容设置功率开关元件；设置最小电感以确保功率开关元件的零电压开关操作；基于变压器的输入电压范围调整变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比；计算变压器的漏感；比较最小电感与漏感；以及基于比较结果自适应地执行调整。
[0015]最小电感是基于功率开关元件的寄生电容设置的。
[0016]匝数比是基于变压器的初级输入电流、次级输入电流和磁化电流设置的。
[0017]铁芯区域中的气隙是基于磁化电感、初级匝数、铁芯区域的磁阻和气隙的磁阻设
置的。
[0018]漏感是基于初级漏感、初级匝数和初级电路电阻计算的。
[0019]此外，根据本专利技术的另一方面，提供一种用于设置低压DC
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DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的设备，该设备包括：用于基于电压/电流容量和寄生电容设置功率开关元件的装置；用于设置最小电感以确保功率开关元件的零电压开关操作的装置；用于基于变压器的输入电压范围调整变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的装置；用于计算变压器的漏感的装置；以及用于比较最小电感与漏感的装置，其中，用于调整的装置被配置为基于比较结果自适应地调整铁芯区域中的气隙和匝数比。
[0020]最小电感是基于功率开关元件的寄生电容设置的。
[0021]匝数比是基于变压器的初级输入电流、次级输入电流和磁化电流设置的。
[0022]铁芯区域中的气隙是基于磁化电感、初级匝数、铁芯区域的磁阻和气隙的磁阻设置的。
[0023]漏感是基于初级漏感、初级匝数和初级电路电阻计算的。
附图说明
[0024]通过参考附图详细描述本专利技术的示例性实施方式，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加明显，其中：
[0025]图1是示出根据现有技术以全桥方式操作的低电压直流(DC)
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DC变换器的视图；
[0026]图2是说明根据本专利技术的一个实施方式的低压DC
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DC变换器的配置图；
[0027]图3是用于描述根据本专利技术的一个实施方式的低压DC
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DC变换器的视图；
[0028]图4是表示根据本专利技术的一个实施方式的低压DC
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DC变换器的变压器的视图；
[0029]图5是根据本专利技术的一个实施方式的驱动低压DC
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DC变换器的方法的流程图。
[0030]图6是根据本专利技术的一个实施方式的设置低压DC
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DC变换器的变压器的方法的流程图。
[0031]图7是表示根据各现有技术和本专利技术的一个实施方式的低压DC
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DC变换器的变压器的内部结构的视图；
[0032]图8A是示出根据各现有技术的低压DC
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DC变换器的输出波形的视图，图8B是表示根据本专利技术的一个实施方式的低压DC
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DC变换器的输出波形的图；以及
[0033]图9是示出根据各现有技术和本专利技术的一个实施方式的低压DC
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DC变换器的输出值的表。
具体实施方式
[0034]在下文中，将参考附图详细描述本领域技术人员容易执行的实施方式。然而，本专利技术的实施方式可以以若干不同的形式实现，并且不限于这里描述的实施方式。另外，为了清楚地说明本专利技术的实施方式，在附图中省略了与描述无关的部分。
[0035]同时，提供本文使用的术语仅是为了描述本专利技术的实施方式而不是为了限制的目的。除非上下文另有明确说明，否则单数形式包括复数形式。应当理解，术语“包括”和“包含”在本文中使用时，指定一些陈述的组件、步骤、操作和/或元件，但不排除存在或添加一个或多个其他组件、步骤、操作和/或元件。
[0036]本专利技术涉及低电压直流(DC)
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DC变换器100及其驱动方法。
[0037]在环保型车辆中，低压DC
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DC变换器是用于使用来自高电压主电池的高电压输出对低电压辅助电池充电并且向安装在车辆中的各种电负载供电的必要装置。此外，高功率变换使用全桥方式来执行绝缘开关操作。
[0038]在下文中，将参考图1描述传统的低压DC
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DC变换器的操作。
[0039]图1是示出根据现有技术以全桥方式操作的低压DC
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DC变换器的视图。
[0040]在这种情况下，由于在功率开关元件Q1，Q2，Q3和Q4的操作期间发生功率损耗，因此使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于设置低压DC
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DC转换器的变压器的铁芯区域中的气隙和匝数比的方法，所述方法包括以下步骤：基于电压/电流容量和寄生电容设置功率开关元件；设置最小电感以确保所述功率开关元件的零电压开关操作；基于所述变压器的输入电压范围调整所述变压器的所述铁芯区域中的所述气隙和所述匝数比；计算所述变压器的漏感；比较所述最小电感与所述漏感；以及基于比较结果自适应地执行所述调整。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述最小电感是基于功率开关元件的寄生电容设置的。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述匝数比是基于所述变压器的初级输入电流、次级输入电流和磁化电流设置的。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述铁芯区域中的所述气隙是基于磁化电感、初级匝数、所述铁芯区域的磁阻和所述气隙的磁阻设置的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述漏感是基于初级漏感、初级匝数和初级电路电阻计算的。6.一种用于设置低压DC
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【专利技术属性】
技术研发人员：金元坤，
申请(专利权)人：现代摩比斯株式会社，
类型：发明
国别省市：