【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子谐振软开关和磁集成领域，具体涉及一种大功率磁集成llc高频电感变压器及三相双向llc电路。
技术介绍
1、三相谐振变换器具备软开关，损耗小，功率密度高等优点被广泛应用。但在磁性元器件设计上还存在不足。
2、三相llc至少包含一个三相变压器，每一相包含一个原边谐振电感或者一个副边谐振电感，或者原副边各包含一个谐振电感。总体上谐振器件数量本身就比较多。
3、其次三相llc变压器有两种方式，一种是每一相设置一个单相变压器，三相共使用三个单相变压器，这样做的好处是三相谐振参数容易做的一致，不足是使磁性原件数量进一步增多。另一种常规方法是使用ei或ee磁芯做一个三相变压器，这样可以减少磁性器件的数量，但不足在于三相ei或ee磁芯变压器本身的磁路特性容易导致三相的励磁电感和漏感不一致，导致谐振参数不一致，影响三相一致性和电流波形。
4、总之，现有双向三相llc本身存在三相谐振参数不一致问题和磁性元件数量多、占用空间大的问题。针对三相llc的磁集成技术可以很好的解决这些问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供一种大功率磁集成llc高频电感变压器，能够解决llc谐振变换器中磁性元件体积偏大，磁性原件个数偏多的问题，解决三相llc谐振变换器磁性元件三相之间参数不一致、影响谐振效果的问题。
2、本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
3、一种大功率磁集成llc高频电感变压器，包括磁芯和绕组，磁芯包括对称设
4、进一步的，每一相的变压器原边绕组与变压器副边绕组同向绕制在一个主磁柱上，谐振电感绕制在该主磁柱与磁芯上颚、磁芯下颚中心连线上设置的辅助磁柱上，谐振电感绕组绕向与变压器原边绕组、变压器副边绕组相反。
5、进一步的，三个主磁柱、三个辅助磁柱均为圆柱形。
6、进一步的，变压器原边两端为u1、u2，变压器副边两端为u1、u2，变压器原边u1、u2之间连接有励磁电感，变压器副边的一端u1与谐振电感的一端l1连接，谐振电感的另一端为l2，u1、u1、l2为同名端。定义u1u2的励磁电流向量为ilm，励磁电流ilm产生的磁通为b1，流过谐振电感的电流负副边电流记为i2，产生的磁通密度为b2。以上向量的关系如图3，原边电压u1超前原边励磁电流ilm90°，励磁电流ilm产生的磁通为b1与ilm同向，流过谐振电感的电流负副边电流记为i2与原边电压u1差180度，磁通密度b2与i2同相，b1与b2合成向量b，b小于b1与b2之和，与独立变压器和独立电感相比，有效的减小了磁通密度，磁芯体积大幅减小。
7、进一步的，主磁柱、辅助磁柱、磁芯上颚、磁芯下颚均为铁氧体材料。
8、进一步的，磁芯由上、下金属夹件夹持固定，上金属夹件设置在磁芯上颚上方，下金属夹件设置在磁芯下颚下方，上、下金属夹件由贯穿螺杆连接固定。
9、进一步的，变压器原边绕组匝数np=15，变压器副边绕组匝数ns=15，三个主磁柱上设置的气隙大小为0.0035m，三个辅助磁柱上设置的气隙大小为0.0027m。
10、一种大功率磁集成三相双向llc电路，包括原边母线电容、原边三相全桥单元、三相变压器、副边三相全桥单元、副边母线电容，三相变压器采用上述大功率磁集成llc高频电感变压器，三相变压器每一相的原边同名端分别连接原边三相全桥单元每相桥臂中点，三相变压器的a相原边异名端经过谐振电容cra连接到b相原边异名端，b相原边异名端经过谐振电容crb连接到c相原边异名端，c相原边异名端经过谐振电容crc连接到a相原边异名端，三相变压器副边的三相谐振电感分别连接到副边三相全桥单元每相桥臂中点，三相副边异名端连接在一起。
11、进一步的，原边电压为800v，副边电压为800v，开关频率42k，功率75kw，原边三相全桥单元、副边三相全桥单元均采用igbt模块，型号为ff200r12ks4，励磁电感为140uh，谐振电容cra=crb=crc0.66uf,谐振电感为19.2uh。
12、本专利技术的优点在于：实现了一种大功率磁集成llc高频电感变压器，有效的解决了三相llc谐振变换器三相之间励磁电感和谐振电感感值不一致的问题。本方案将电感和变压器集成设计，与独立变压器和独立电感相比，有效减少了磁芯原件的个数和体积，更重要的是电感和变压器绕组设计有效的减小了磁通密度b，进一步减小了磁芯的体积。本技术方案使谐振变换器三相之间的参数更加一致，系统整体磁性器件更少，磁芯器件体积更小，且提出的磁集成变压器和电感不限于三相llc，同样适用于其他流过电感电流和原边或副边电流同相位的其他电力电子电路。
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1.一种大功率磁集成LLC高频电感变压器，包括磁芯和绕组，其特征在于，磁芯包括对称设置的磁芯上颚、磁芯下颚和连接于磁芯上颚、磁芯下颚之间的三个主磁柱、三个辅助磁柱，绕组包括变压器原边绕组、变压器副边绕组和谐振电感绕组，所述磁芯上颚和磁芯下颚均为等边三角形形状，三个主磁柱分别设置在三个角，三个辅助磁柱分别设置在三个主磁柱轴心与磁芯上颚、磁芯下颚中心连线上，三个主磁柱上分别设置主磁柱气隙，用于调整励磁电感，三个辅助磁柱上分别设置辅助磁柱气隙，用于调整谐振电感，变压器原边绕组和变压器副边绕组绕制在三个主磁柱上，谐振电感绕组绕制在三个辅助磁柱上。
2.根据权利要求1所述大功率磁集成LLC高频电感变压器，其特征在于，每一相的变压器原边绕组与变压器副边绕组同向绕制在一个主磁柱上，谐振电感绕制在该主磁柱与磁芯上颚、磁芯下颚中心连线上设置的辅助磁柱上，谐振电感绕组绕向与变压器原边绕组、变压器副边绕组相反。
3.根据权利要求1所述大功率磁集成LLC高频电感变压器，其特征在于，所述三个主磁柱、三个辅助磁柱均为圆柱形。
4.根据权利要求1所述大功率磁集成LLC高频电
5.根据权利要求1所述大功率磁集成LLC高频电感变压器，其特征在于，所述主磁柱、辅助磁柱、磁芯上颚、磁芯下颚均为铁氧体材料。
6.根据权利要求1所述大功率磁集成LLC高频电感变压器，其特征在于，所述磁芯由上、下金属夹件夹持固定，上金属夹件设置在磁芯上颚上方，下金属夹件设置在磁芯下颚下方，上、下金属夹件由贯穿螺杆连接固定。
7.根据权利要求1所述大功率磁集成LLC高频电感变压器，其特征在于，变压器原边绕组匝数Np=15，变压器副边绕组匝数Ns=15，三个主磁柱上设置的气隙大小为0.0035m，三个辅助磁柱上设置的气隙大小为0.0027m。
8.一种大功率磁集成三相双向LLC电路，其特征在于，包括原边母线电容、原边三相全桥单元、三相变压器、副边三相全桥单元、副边母线电容，所述三相变压器采用权利要求1-7任一所述大功率磁集成LLC高频电感变压器，三相变压器每一相的原边同名端分别连接原边三相全桥单元每相桥臂中点，三相变压器的A相原边异名端经过谐振电容Cra连接到B相原边异名端，B相原边异名端经过谐振电容Crb连接到C相原边异名端，C相原边异名端经过谐振电容Crc连接到A相原边异名端，三相变压器副边的三相谐振电感分别连接到副边三相全桥单元每相桥臂中点，三相副边异名端连接在一起。
9.根据权利要求8所述大功率磁集成三相双向LLC电路，其特征在于，原边电压为800V，副边电压为800V，开关频率42k，功率75kw，原边三相全桥单元、副边三相全桥单元均采用IGBT模块，型号为FF200R12KS4，励磁电感为140uH，谐振电容Cra=Crb=Crc0.66uf,谐振电感为19.2uH。
...【技术特征摘要】
1.一种大功率磁集成llc高频电感变压器，包括磁芯和绕组，其特征在于，磁芯包括对称设置的磁芯上颚、磁芯下颚和连接于磁芯上颚、磁芯下颚之间的三个主磁柱、三个辅助磁柱，绕组包括变压器原边绕组、变压器副边绕组和谐振电感绕组，所述磁芯上颚和磁芯下颚均为等边三角形形状，三个主磁柱分别设置在三个角，三个辅助磁柱分别设置在三个主磁柱轴心与磁芯上颚、磁芯下颚中心连线上，三个主磁柱上分别设置主磁柱气隙，用于调整励磁电感，三个辅助磁柱上分别设置辅助磁柱气隙，用于调整谐振电感，变压器原边绕组和变压器副边绕组绕制在三个主磁柱上，谐振电感绕组绕制在三个辅助磁柱上。
2.根据权利要求1所述大功率磁集成llc高频电感变压器，其特征在于，每一相的变压器原边绕组与变压器副边绕组同向绕制在一个主磁柱上，谐振电感绕制在该主磁柱与磁芯上颚、磁芯下颚中心连线上设置的辅助磁柱上，谐振电感绕组绕向与变压器原边绕组、变压器副边绕组相反。
3.根据权利要求1所述大功率磁集成llc高频电感变压器，其特征在于，所述三个主磁柱、三个辅助磁柱均为圆柱形。
4.根据权利要求1所述大功率磁集成llc高频电感变压器，其特征在于，变压器原边两端为u1、u2，变压器副边两端为u1、u2，变压器原边u1、u2之间连接有励磁电感，变压器副边的一端u1与谐振电感的一端l1连接，谐振电感的另一端为l2，u1、u1、l2为同名端。
5.根据权利要求1所述大功率磁集成llc高频电感变压器，其特征在于，所述主磁柱、辅助磁柱、磁芯上颚、磁芯下颚均为...
【专利技术属性】
技术研发人员：白洪超，禹金标，梁栋，马强强，胡志通，董会娜，
申请(专利权)人：山东艾诺智能仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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