一种基于三相交错并联制造技术

本发明专利技术提供了一种基于三相交错并联

【技术实现步骤摘要】
一种基于三相交错并联CLLLC电路的磁集成装置


[0001]本专利技术涉及一种适用于高频工作环境下的电感和变压器的磁集成技术，特别适用于三相交错并联
CLLLC
电路
。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术不断发展，高频电子应用对电力转换器提出了更高的要求，但传统电感和变压器设计存在效率低
、
体积大和损耗高的问题
。
磁集成技术的兴起为解决这些挑战提供了新的解决方案，通过将电感和变压器的磁性元件紧密集成，提高了性能
、
效率和紧凑性
。
本专利技术聚焦于高频
CLLLC
谐振变换器领域，通过磁集成技术的应用，可以实现更高的功率密度
、
更高的效率和更低的损耗
。
[0003]如上所述，三相交错并联
CLLLC
电路如图1所示，该电路由原边三相桥式逆变电路和副边三相桥式整流电路组成，原边和副边均由有源器件构成，原边和副边各串联电感
,
其中，电容按三角形方式连接，形成谐振电路
,
原副边通过变压器实现电气隔离
。
谐振变换器不仅继承了
CLLLC
谐振变换器在全负载范围能够实现软开关的优点，同时具备大容量
、
相间自动均流和输出电流更加平滑的优点
。
[0004]在传统形式的三相交错并联
CLLLC
电路中，需要六个谐振电感和三个变压器，若采用独立磁性元件，需九个磁性元件，严重违背了高效率
、
高功率密度的初衷
。
为了解决上述问题，一些研究者尝试使用多个
EE
型磁芯进行简单的组合，甚至引入磁分流器来创建额外的磁路，以实现集成，但这些方法使得变压器结构变得复杂，需要复杂的数学公式进行计算
。
因此，解决这个问题需要寻找更创新的方法，以减少磁性元件的数量，提高系统效率，并降低复杂性
。
这包括采用新型磁性材料
、
优化电路拓扑
、
引入数字控制技术等方法，以满足高效率和高功率密度的设计要求
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于三相交错并联
CLLLC
电路的磁集成装置，减少了谐振变换器中磁性元件的数量
、
体积
、
重量和损耗，优化了变换器的效率和功率密度
。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术提出了一种适用于三相交错并联
CLLLC
电路的谐振电感与变压器集成结构，所述三相交错并联
CLLLC
电路包括三相桥式逆变电路
、
三相桥式整流电路
、
三相谐振网络和三相变压器，其中三相变压器的原
、
副边采用星形连接，谐振电容采用三角形连接，可有效地解决三相电流的均流问题，同时谐振电容不具有直流偏置，有助于实现软启动
。
将上述谐振网络中的六个谐振电感和三个变压器集成到一个磁性元件中，具体的，将
A
相变压器的原边绕组
N
AP
和副边绕组
N
AS
分别不平均的分布绕制于
A
相的上下两个磁柱上，通过中间增加一块磁芯，建立新的磁路，降低原副边绕组的耦合程度，使得
A
相变压器原副边的漏感加大，替代成为
A
相谐振网络中原边和副边侧的谐振电感，同理，将
B
相
(C
相
)
变压器的原边绕
组
N
BP
(N
CP
)
和副边绕组
N
BS
(N
CS
)
不平均的分布绕制于磁柱
B(C)
相的上下两个磁柱上，降低原副边绕组的耦合程度，使得
B
相
(C
相
)
变压器原副边得漏感加大，替代成为
B
相
(C
相
)
谐振网络中原边和副边侧的谐振电感
。
[0008]所述的集成磁性元件结构包括两个相同的磁芯分别放置于底层和顶层和一个位于两者中间的平面磁芯
。
其中，底层和顶层的磁芯包括三个圆柱形磁柱，按
120
°
对称方式分布
。
[0009]进一步的，运用磁集成技术，将
A
相变压器的原边绕组
N
AP
分成两个子绕组
N
AP1
、N
AP2
，绕制于
A
相的上
、
下两个磁柱上，
N
AP1
、N
AP2
的绕向相同
、
匝数不同，确保两个子绕组产生的磁通闭合方向相同，通过此方法降低绕组耦合程度，增大原边侧的漏感，以便充当原边侧的谐振电感
。
[0010]进一步的，
B
相变压器的原边绕组
N
BP
分成两个子绕组
N
BP1
、N
BP2
，绕制于
B
相的上
、
下两个磁柱上，
N
BP1
、N
BP2
的绕向相同
、
匝数不同，确保两个子绕组产生的磁通闭合方向相同，通过此方法降低绕组耦合程度，增大原边侧的漏感，以便充当原边侧的谐振电感
。
[0011]进一步的，
C
相变压器的原边绕组
N
CP
分成两个子绕组
N
CP1
、N
CP2
，绕制于
C
相的上
、
下两个磁柱上，
N
CP1
、N
CP2
的绕向相同
、
匝数不同，确保两个子绕组产生的磁通闭合方向相同，通过此方法降低绕组耦合程度，增大原边侧的漏感，以便充当原边侧的谐振电感
。
[0012]进一步的，运用磁集成技术，将
A
相变压器的副边绕组
N
AS
分成两个子绕组
N
AS1
、N
AS2
，分别绕制于
A
相的上
、
下两个磁柱上，
N
AS1
、N
AS2
的绕向相同
、
匝数不同，确保两个子绕组产生的磁通闭合方向相同，通过此方法降低绕组耦合程度，增大副边侧的漏感，以便充当副边侧的谐振电感
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于三相交错并联
CLLLC
谐振变换器的电感与变压器集成装置，其特征在于，该谐振变换器包括三相桥式逆变电路
、
三相桥式整流电路
、
三相谐振网络和三相变压器，其中三相变压器的原
、
副边采用星形连接，谐振电容采用三角形连接，可有效地解决三相电流的均流问题，因为谐振电容不具有直流偏置，同时也有助于实现软启动
。
将上述谐振网络中的六个谐振电感和三个变压器集成到一个磁性元件中，具体的，将
A
相变压器的原边绕组
N
AP
和副边绕组
N
AS
分别不平均的分配的绕制于
A
相上
、
下两个磁柱上，同时引入了一块磁芯，以建立新的磁路，降低原
、
副边绕组的耦合程度，使得
A
相变压器原
、
副边的漏感加大
。
同样的操作也适用于
B
相和
C
相绕组，使得每个变压器的原边和副边都具有更大的漏感，从而充当谐振变换器中谐振电感的作用
。2.
根据权利要求1所述的集成结构，其特征在于，所述的集成磁性元件结构包括两个相同的磁芯分别放置于底层和顶层和一个位于两者中间的磁芯盖
。
其中，底层和顶层的磁芯包括三个圆柱形磁柱，按
120
°
对称方式分布
。3.
根据权利要求1所述的集成结构，其特征在于，
A
相变压器的原边绕组
N
AP
分成两个子绕组
N
AP1
、N
AP2
，分别绕制于
A
相的上
、
下两个磁柱上，
N
AP1
、N
AP2
的绕向相同
、
匝数不同，确保两个子绕组产生的磁通闭合方向相同，通过此方法降低绕组耦合程度，增大原边侧的漏感，以便充当原边侧的谐振电感
。
同理，
B
相
(C
相
)
变压器的原边绕组
(N
BP
)N
CP
的两个子绕组
N
BP1
(N
CP1
)、N
BP2
(N
CP2
)
分别绕制于

【专利技术属性】
技术研发人员：程鹤，徐恺，齐乃菊，李朋圣，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：