一种适用于多谐振三端口双向DC-DC变流器的无源元件集成装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种适用于多谐振三端口双向DC

【技术实现步骤摘要】
一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置


[0001]本专利技术公开一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置。

技术介绍

[0002]相比传统的DC
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DC变流器，该多谐振三端口双向DC
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DC变流器通过引入谐振电流的三次谐波分量，不但可以降低峰值电流而且可以获得更高效率。然而，该多谐振三端口双向DC
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DC变流器使用了大量体积庞大且重量笨重的无源元件，这无疑显著增加了装置的尺寸和体积。因此，本专利技术引入了柔性多层带材无源元件集成技术，将两个串联谐振电容、两个串联谐振电感、两个并联谐振电容、两个并联谐振电感和两个变压器全部集成在一组E
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I
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E型磁芯中，可以显著提高该谐振变流器的功率密度，其在分布式发电领域得到了广泛重视和研究。
[0003]本专利技术面向一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置，具有以下优点：(1) 通过削减峰值电流，有效降低对电流应力的要求，从而实现减少磁芯损耗的目的；(2) 该谐振变流器性能优异，在宽负载范围内效率仍超过96%。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置包括第一柔性多层带材集成绕组、第二柔性多层带材集成绕组、第三柔性多层带材集成绕组和第四柔性多层带材集成绕组、第一I型磁芯、第一E型磁芯和第二E型磁芯；第一E型磁芯位于第一I型磁芯上方且与第一I型磁芯相对接触设置、第二E型磁芯位于第一I型磁芯下方且与第一I型磁芯相对接触设置，第一E型磁芯左右边柱和第二E型磁芯左右边柱分别与第一I型磁芯之间设有气隙；第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在第一E型磁芯的左右磁柱上，第三柔性多层带材集成绕组和第四柔性多层带材集成绕组分别绕制在第二E型磁芯的左右磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第一绝缘带材、第一导体带材、第一电介质带材、第二导体带材、第一漏感带材、第二绝缘带材和第三导体带材；所述的第二柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘带材、第四导体带材、第二电介质带材和第五导体带材；所述的第三柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第四绝缘带材、第六导体带材、第三电介质带材、第七导体带材、第二漏感带材、第五绝缘带材和第八导体带材；所述的第四柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第六绝缘带材、第九导体带材、第四电介质带材和第十导体带材。
[0005]所述的第一导体带材左端口分别与第一开关管源极和第二开关管漏极共同连接在一起，其右端口悬空不接入电路；所述的第二导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第四导体带材左端口相连；所述的第三导体带材左端口与第八导体带材左端口相连，其右端口分别与第九开关管源极和第十开关管漏极共同连接在一起；所述的第四导体带材右
端口与第五导体带材左端口相连；所述的第五导体带材右端口分别与第三开关管源极和第四开关管漏极共同连接在一起；所述的第六导体带材左端口分别与第五开关管源极和第六开关管漏极共同连接在一起，其右端口悬空不接入电路；所述的第七导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第九导体带材左端口相连；所述的第八导体带材右端口分别与第十一开关管源极和第十二开关管漏极共同连接在一起；所述的第九导体带材右端口与第十导体带材左端口相连；所述的第十导体带材右端口分别与第七开关管源极和第八开关管漏极共同连接在一起。
[0006]所述的第一导体带材、第一电介质带材和第二导体带材共同构成第一串联谐振电容；所述的第一漏感带材通过设置其厚度来调节第一变压器漏感的大小，用该第一变压器的漏感替代第一串联谐振电感；所述的第二导体带材构成第一变压器原边；所述的第三导体带材构成第一变压器副边；所述的第四导体带材、第二电介质带材和第五导体带材共同构成第一并联谐振电容；所述的第五导体带材构成第一并联谐振电感；所述的第六导体带材、第三电介质带材和第七导体带材共同构成第二串联谐振电容；所述的第二漏感带材通过设置其厚度来调节第二变压器漏感的大小，用该第二变压器的漏感替代第二串联谐振电感；所述的第七导体带材构成第二变压器原边；所述的第八导体带材构成第二变压器副边；所述的第九导体带材、第四电介质带材和第十导体带材共同构成第二并联谐振电容；所述的第十导体带材构成第二并联谐振电感。
[0007]所述的第一柔性多层带材集成绕组和第三柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第一串联谐振电容、第一串联谐振电感、第一变压器原边、第二串联谐振电容、第二串联谐振电感、第二变压器原边、以及由第一变压器副边和第二变压器副边串联形成的第一变压器和第二变压器共同的副边；所述的第二柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第一并联谐振电容和第一并联谐振电感；所述的第四柔性多层带材集成绕组形成的集总参数模型为第二并联谐振电容和第二并联谐振电感。
[0008]本专利技术的有益效果在于：从实际需求出发，提出一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置，其采用柔性多层带材集成技术以提高功率密度为目标，提升集成单元在电力电子装置中的可靠性与安全性。
附图说明
[0009]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0010]图2为本专利技术的爆炸结构示意图。
[0011]图3为本专利技术的电路连接示意图。
[0012]图4和图5为本专利技术装置的集总参数模型结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0014]如图1
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图3所示，一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置包括第一柔性多层带材集成绕组1、第二柔性多层带材集成绕组2、第三柔性多层带材集成绕组3和第四柔性多层带材集成绕组4、第一I型磁芯6、第一E型磁芯5和第二E型磁芯7；第一E型磁芯5位于第一I型磁芯6上方且与第一I型磁芯6相对接触设置、第二E型磁芯7位于第一
I型磁芯6下方且与第一I型磁芯6相对接触设置，第一E型磁芯5左右边柱和第二E型磁芯7左右边柱分别与第一I型磁芯6之间设有气隙；第一柔性多层带材集成绕组1和第二柔性多层带材集成绕组2分别绕制在第一E型磁芯5的左右磁柱上，第三柔性多层带材集成绕组3和第四柔性多层带材集成绕组4分别绕制在第二E型磁芯7的左右磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组1由里到外依次排列为第一绝缘带材8、第一导体带材9、第一电介质带材10、第二导体带材11、第一漏感带材12、第二绝缘带材13和第三导体带材14；所述的第二柔性多层带材集成绕组2由里到外依次排列为第三绝缘带材15、第四导体带材16、第二电介质带材17和第五导体带材18；所述的第三柔性多层带材集成绕组3由里到外依次排列为第四绝缘带材19、第六导体带材20、第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置，其特征在于：包括第一柔性多层带材集成绕组、第二柔性多层带材集成绕组、第三柔性多层带材集成绕组和第四柔性多层带材集成绕组、第一I型磁芯、第一E型磁芯和第二E型磁芯；第一E型磁芯位于第一I型磁芯上方且与第一I型磁芯相对接触设置、第二E型磁芯位于第一I型磁芯下方且与第一I型磁芯相对接触设置，第一E型磁芯左右边柱和第二E型磁芯左右边柱分别与第一I型磁芯之间设有气隙；第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在第一E型磁芯的左右磁柱上，第三柔性多层带材集成绕组和第四柔性多层带材集成绕组分别绕制在第二E型磁芯的左右磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第一绝缘带材、第一导体带材、第一电介质带材、第二导体带材、第一漏感带材、第二绝缘带材和第三导体带材；所述的第二柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘带材、第四导体带材、第二电介质带材和第五导体带材；所述的第三柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第四绝缘带材、第六导体带材、第三电介质带材、第七导体带材、第二漏感带材、第五绝缘带材和第八导体带材；所述的第四柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第六绝缘带材、第九导体带材、第四电介质带材和第十导体带材。2.根据权利要求1所述的一种适用于多谐振三端口双向DC
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DC变流器的无源元件集成装置，其特征在于：所述的第一导体带材左端口分别与第一开关管源极和第二开关管漏极共同连接在一起，其右端口悬空不接入电路；所述的第二导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第四导体带材左端口相连；所述的第三导体带材左端口与第八导体带材左端口相连，其右端口分别与第九开关管源极和第十开关管漏极共同连接在一起；所述的第四导体带材右端口与第五导体带材左端口相连；所述的第五导体带材右端口分别与第三开关管源极和第四开关管漏极共同连接在一起；所述的第六导体带材左端口分别与第五开关管源极和第六开关管漏极共同连接在一起，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐杰，李帅，邓成，
申请(专利权)人：邵阳学院，
类型：发明
国别省市：