[發(fā)明專利]變壓器裝置、電路裝置和用于操作變壓器裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880066688.X
• 申請(qǐng)日: 2018-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN111213215B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安東·托馬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 愛德萬測(cè)試公司
• 主分類號(hào): H01F27/28
• 分類號(hào): H01F27/28;H01F27/42
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 宗曉斌

變壓器裝置包括磁耦合的初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。變壓器裝置還包括補(bǔ)償裝置，其被電路化以提供初級(jí)繞組的端子與次級(jí)繞組的端子之間的鏈路。補(bǔ)償裝置被配置為使得通過初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的磁通的變化在補(bǔ)償裝置中感應(yīng)電壓。補(bǔ)償裝置包括至少一個(gè)耦合電容器，其被配置為阻斷DC電流并且使由感應(yīng)電壓引起的電流通過。補(bǔ)償裝置被配置為使用由感應(yīng)電壓引起的電流來至少部分地補(bǔ)償由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的繞組間電容引起的電流。

技術(shù)領(lǐng)域

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及變壓器裝置、電路裝置和用于操作變壓器裝置的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及平面變壓器的共模噪聲消除。

背景技術(shù)

平面變壓器用于DC/DC(DC表示直流)功率轉(zhuǎn)換，以提供電平變換、能量傳輸或電氣隔離的目的。在平面變壓器中，繞組被實(shí)現(xiàn)為銅線以形成必要的繞組。繞組由PCB(印刷電路板)絕緣材料隔開。在操作中，繞組使電壓電平交變。初級(jí)繞組與次級(jí)繞組的接近導(dǎo)致變壓器輸入和輸出之間的電容耦合。這產(chǎn)生AC(AC表示交流)電流，其被視為變壓器的初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)之間的共模噪聲。共模噪聲降低了次級(jí)側(cè)供電電路的性能。

因此，期望獲得在降低共模噪聲、效率和成本之間做出更好的折衷的概念。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例涉及包括初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的變壓器裝置。初級(jí)繞組和次級(jí)繞組是磁耦合的。變壓器裝置還包括補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償裝置被電路化(被電路化也可以理解為被布置或配置)以在初級(jí)繞組的端子與次級(jí)繞組的端子之間提供鏈路(例如，這可以是AC鏈路，或例如DC阻斷AC鏈路)。變壓器裝置的補(bǔ)償裝置被配置為使得通過初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的磁通的變化在補(bǔ)償裝置中(例如，沿導(dǎo)線)感應(yīng)電壓。補(bǔ)償裝置還包括至少一個(gè)耦合電容器(例如，串聯(lián)連接)，其被配置為阻斷DC電流(例如，在初級(jí)繞組的端子與次級(jí)繞組的端子之間，或者沿鏈路)并使由感應(yīng)電壓引起的電流(例如，流向次級(jí)繞組端子的電流)通過。補(bǔ)償裝置被配置為使用由感應(yīng)電壓引起的電流來至少部分地補(bǔ)償由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的繞組間電容引起的寄生電流(分別為共模噪聲)。

因此，可以在不顯著增加組件數(shù)量或變壓器尺寸的情況下顯著降低共模噪聲。

該實(shí)施例基于如下的構(gòu)思，使用補(bǔ)償裝置可有效抵消由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的寄生電容耦合引起的共模噪聲，該補(bǔ)償裝置在初級(jí)繞組的端子和次級(jí)繞組的端子之間提供AC鏈路，并受到通過初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的公共磁通的變化的影響，因?yàn)橛裳a(bǔ)償裝置內(nèi)感應(yīng)的電壓引起并流過耦合電容器的電流可以調(diào)諧以抵消由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的寄生耦合引起的電流。因此，流過補(bǔ)償裝置的電流有效地減小了次級(jí)側(cè)的共模失真，因?yàn)樗辽俨糠值匮a(bǔ)償了由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的寄生電容引起的電流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在這種補(bǔ)償裝置中引起的電流的相位非常適合于減小共模失真，該補(bǔ)償裝置包括在第一繞組的端子與第二繞組的端子之間延伸的導(dǎo)體和串聯(lián)耦合電容器。例如，在補(bǔ)償裝置中感應(yīng)的電壓的相位通常與施加到初級(jí)繞組的輸入電壓呈固定(或近似固定)的相位關(guān)系，并且串聯(lián)耦合電容器具有以下效果：當(dāng)與由初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的寄生電容引起的電流相比時(shí)，由補(bǔ)償裝置注入到次級(jí)繞組的端子中的電流基本上是180度異相的。例如，可以通過適當(dāng)選擇耦合電容器的電容值以良好的精度調(diào)節(jié)補(bǔ)償裝置注入(或提供)的電流的絕對(duì)值(其中，例如，可以將由耦合電容器注入的電流的絕對(duì)值設(shè)置為與由寄生電容引起的電流之差不超過30％，或不超過20％)。因此，不再需要用于減少共模失真的替代構(gòu)思，其通常占用空間或?qū)p耗和效率產(chǎn)生負(fù)面影響。