[發明專利]一種對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路

有效

• 申請號: 201911195829.0
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110868078B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 高彧博;趙莉;李群;程立;謝章貴;段崇嵩
• 申請（專利權）人: 揚州船用電子儀器研究所（中國船舶重工集團公司第七二三研究所）
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙) 11457
• 代理人: 李硯明

本申請公開了一種正弦功率變換器的LCT集成磁性元件，磁性元件包括第一高頻變壓器初級平面繞組、第二高頻變壓器初級平面繞組和高頻變壓器次級平面繞組，磁性元件還包括：寄生電容和寄生電感；寄生電容緊密耦合于第一高頻變壓器初級平面繞組的下方和、第二高頻變壓器初級平面繞組的上方；寄生電感緊密耦合于第二高頻變壓器初級平面繞組的下方和、高頻變壓器次級平面繞組的上方，其中，寄生電容和寄生電感組成LC串聯諧振電路。通過本申請中的技術方案，使用一個磁回路集成設計了諧振電容、諧振電感和高頻變壓器，大幅減小了LCT元件的尺寸，利用了LCT元件的寄生參數，提高正弦功率變換器的功率密度。

技術領域

本申請涉及直流變換的技術領域，具體而言，涉及一種正弦功率變換器的LCT集成磁性元件。

背景技術

隨著電子設備的迅速發展，直流變換技術領域對直流變換器的功率密度要求也就越來越高，為了減小電感電容等無源器件的尺寸，直流變換器的工作頻率也越來越高，在高頻工作模式下，變換器的軟開關顯得尤為重要，諧振變換器就是軟開關變換器中比較典型的一種形式。

半橋串聯諧振變換器是在中等功率量級中使用的較為廣泛的一種軟開關拓撲，其工作原理是通過對負載電壓的采樣及誤差比較后通過調節半橋開關頻率來調整變換器的增益實現對輸出電壓的負反饋。

而現有技術中，通常是采用多個磁回路分別設計諧振電容、諧振電感和高頻變壓器，導致LCT元件的尺寸偏大，且采用這種LCT元件作為諧振變換器的正弦功率變換器，其功率密度偏低。

發明內容

本申請的目的在于：使用一個磁回路集成設計了諧振電容、諧振電感和高頻變壓器，大幅減小了LCT元件的尺寸，利用了LCT元件的寄生參數，提高正弦功率變換器的功率密度。

本申請第一方面的技術方案是：提供了一種正弦功率變換器的LCT 集成磁性元件，磁性元件包括第一高頻變壓器初級平面繞組、第二高頻變壓器初級平面繞組和高頻變壓器次級平面繞組，磁性元件還包括：寄生電容和寄生電感；寄生電容緊密耦合于第一高頻變壓器初級平面繞組的下方和第二高頻變壓器初級平面繞組的上方；寄生電感緊密耦合于第二高頻變壓器初級平面繞組的下方和高頻變壓器次級平面繞組的上方，其中，寄生電容和寄生電感組成LC串聯諧振電路。

上述任一項技術方案中，進一步地，第一高頻變壓器初級平面繞組由三層印刷電路板組成，印刷電路板上設置有第一埋孔層間過渡區，相鄰的兩層印刷電路板通過第一埋孔層間過渡區實現互聯，每一層印刷電路板上印刷有一匝繞組印制線。

上述任一項技術方案中，進一步地，第二高頻變壓器初級平面繞組由三層印刷電路板組成，每一層印刷電路板上印刷有一匝繞組印制線，第二高頻變壓器初級平面繞組的第一層印刷電路板的繞組印制線形狀與第一高頻變壓器初級平面繞組第三層印刷電路板的繞組印制線形狀相同。

上述任一項技術方案中，進一步地，高頻變壓器次級平面繞組由兩層印刷電路板組成，印刷電路板上設置有第三埋孔層間過渡區，兩層印刷電路板通過第三埋孔層間過渡區實現并聯，每一層印刷電路板上印刷有一匝繞組印制線，兩層印刷電路板上的繞組印制線形狀相同。

上述任一項技術方案中，進一步地，磁性元件上設置有鐵芯通孔，磁性元件還包括EI型鐵芯，EI型鐵芯通過鐵芯通孔，穿過第一高頻變壓器初級平面繞組、第二高頻變壓器初級平面繞組和寄生電容。

本申請第二方面的技術方案是：提供了一種對稱半橋LC串聯諧振正弦功率變換電路，該功率變換電路包括LC串聯諧振電路和高頻變壓器， LC串聯諧振電路和高頻變壓器由如第一方面技術方案中任一項所述的正弦功率變換器的LCT集成磁性元件構成。