[發明專利]具有分裂初級繞組的變壓器

有效

• 申請號: 200910161002.8
• 申請日: 2009-07-27
• 公開（公告）號: CN101707121A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 約翰·L·梅蘭松;摩羅·L·加坦奴
• 申請（專利權）人: 塞瑞斯邏輯公司
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/24;H01F27/30;H01F3/14
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張天舒

優先權要求和相互參照

本專利申請要求2008年7月25日提交的第61/083,717號美 國臨時專利申請的優先權，在此引用其全部內容供參考。

技術領域

本發明一般地涉及電路，并且本發明尤其涉及變壓器和相 關供電系統。

背景技術

這些年來，功率調節電路已經從線性調節器發展到低頻脈 寬調制系統，并且隨后又發展到高頻方波變換器。為了在更小 型、更輕便并且更廉價封裝內實現改進的性能，新近采用了諧 振式變換器。

諧振式變換器是采用諧振L-C電路進行功率變換的功率調 節系統。通常，諧振式變換器對一個或者多個開關的操作進行 控制，以對諧振電路施加方波電壓(或者電流)。然后，諧振電 路中的能量被傳送到與該變換器的輸出相連的負載。

正如本技術領域內技術人員所公知的，諧振式變換器可能 存在許多種布局，包括：升壓型的、降壓型的、以及降-升壓 型(回掃)的和升-降壓型的。許多常用的諧振式變換器布局 采用一個或者多個變壓器來實現諸如阻抗匹配、輸入與輸出隔 離、減小電磁干擾(EM工)等等的設計目標。本說明書披露了一 種在不受限制的情況下、可以用作諧振式變換器中的變壓器的 變壓器設計。

發明內容

在至少一個實施例中，變壓器包括：磁心，具有第一心柱、 第二心柱和第三心柱；分裂初級繞組，包括第一線圈，所述第 一線圈纏繞在第一心柱上，并且與纏繞在第三心柱上的第二線 圈電連接；以及次級繞組，纏繞在第二心柱上。連接分裂初級 繞組的第一線圈的磁通和連接初級繞組的第二線圈的磁通與該 次級繞組連接。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，參考下面對一個或者多個說明性實施 例所做的詳細描述，可以最好地理解本發明以及優選應用方式， 其中

圖1是根據一個實施例的諧振式變換器的高級原理圖；

圖2A是例如在諸如圖1所示諧振式變換器的變換器中可以 采用的變換器的典型實施例的第一剖視圖；

圖2B是該變壓器的典型實施例沿圖2A所示的線2-2的第二 剖視圖；

圖2C是示出了串聯的分裂初級繞組的各線圈的原理圖；

圖2D是示出了并聯的分裂初級繞組的各線圈的原理圖；

圖3是根據一個實施例制造變壓器的典型方法的高級邏輯 流程圖；

圖4A是根據一個實施例連接到供電系統的外部交流-直流 變換器的高級原理圖；以及

圖4B是根據一個實施例連接到供電系統的內部交流-直流 變換器的高級原理圖。

具體實施方式

根據參考附圖，特別是圖1，其中圖1示出包括根據一個實 施例的變壓器120的典型諧振式變換器100的高級原理圖。如圖 所示，在變壓器120的初級端，諧振式變換器100包括直流電壓 源V_link?102，它可以由任意適當電壓源提供。在諸如家用電 器、計算機和其他消費類電子器件以及熒光燈鎮流器的許多常 見應用中，V_link?102可以具有介于約150VDC和400VDC之間 的電壓，并且可以例如利用交流電源(交流電網)整流器予以 實現。在這種應用中，還可以選擇性地對V_link?102提供的功 率進行功率因數校正。為了便于說明，在此，將V_link?102的 正極端稱為節點A，而將V_link?102的負極端稱為節點B。

為了提供諸如方波的、所要求的電壓波形，一對諸如場效 應晶體管(FETs)104a、104b的開關器件以半橋式跨接在V_link 102上。柵極驅動電路106對FET?104a和104b的導通或者斷開以 及因此產生的電壓波形(以及相關電流波形)進行控制。在許 多應用中，柵極驅動電路106以互補方式操作FET?104a和104b， 意味著在FET?104a導通時，FET?104b斷開，反之亦然。

FET?104a、104b分別并聯地連接到相應的寄生電容 (parasitic?capacitor)C_par?108a或者C_par?108b，寄生電容 (parasitic?capacitor)C_par?108a和C_par?108b并聯 (shunting)到該開關器件相應之一個。因此，C_par?108a連接 在節點A和位于FET?104a與104b之間的中間節點D之間，而C_par 108b連接在節點D和節點B之間。