[發明專利]集成變壓器及電源變換器

有效

• 申請號: 201911323200.X
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN113012894B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 王葆華;楊騰飛
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H01F27/02
• 分類號: H01F27/02;H01F27/30
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 熊俊杰;劉芳

本發明提供了一種集成變壓器及電源變換器，該集成變壓器包括：磁芯，包括上蓋板，下蓋板以及相鄰設置的第一和第二繞線柱；印刷電路板，設置于上蓋板與下蓋板之間，并包括與第一和第二繞線柱相對應的第一通孔和第二通孔；第一至第四繞組；其中，第一和第三繞組分別繞設于第一和第二繞線柱上，第二和第四繞組均設置在印刷電路板上對應于第一通孔和第二通孔的位置處，且第一繞線柱與第二繞線柱內部的磁通方向相反。本發明實施例提供的集成變壓器通過將第一和第三繞組分別繞設在相鄰設置的第一和第二繞線柱上，將第二和第四繞組設置在印刷電路板上，從而將兩個變壓器集成于一個磁性元件，實現了在縮小變壓器整體體積的同時增大絕緣耐壓和效率。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種集成變壓器及電源變換器。

背景技術

變壓器是一種用于升高或者降低或者僅僅用于隔離電路中的輸入電壓與輸出電壓的裝置，傳統的變壓器通常包括磁芯、骨架、線圈和膠布，這種結構的變壓器體積大，制成復雜，一致性差。且從變壓器次級功率線圈到次級側功率器件之間的距離無法做到很小，交流損耗大，很難實現高頻高效的要求。

另一種變壓器采用原副邊線圈均設置在印刷電路板(Printed Wire Board，PWB)上的平面變壓器結構，這種結構的變壓器可以較大程度上縮小變壓器體積、降低制成難度。但當匝數較多且流過線圈的電流較大時，PWB層數急劇增加，設計復雜、成本昂貴。當絕緣強度較高時，這種平面變壓器結構很難滿足原副邊5KVac甚至更高的隔離耐壓設計要求。綜上，傳統的變壓器無法做到縮小整體體積的同時增大隔離耐壓和變壓輸電效率。然而，隨著醫療、工業等技術領域對電源變換器的體積、耐壓等級、效率等的要求越來越高，而變壓器作為電源變換器的重要部件之一，對其結構和性能進行優化以解決上述問題顯得越來越重要。

發明內容

本發明提供一種集成變壓器及電源變換器，用以縮小變壓器整體體積的同時增大變壓器的隔離耐壓和變壓輸電效率。

一方面，本發明提供了一種集成變壓器，包括：

磁芯，包括上蓋板、下蓋板以及相鄰設置的第一繞線柱和第二繞線柱，所述第一繞線柱和所述第二繞線柱位于所述上蓋板與所述下蓋板之間；

印刷電路板，設置于所述上蓋板與所述下蓋板之間，所述印刷電路板包括第一通孔和第二通孔，所述第一通孔與所述第一繞線柱對應，所述第二通孔與所述第二繞線柱對應；

第一繞組，繞設于所述第一繞線柱；

第二繞組，設置在所述印刷電路板內且與所述第一通孔對應；

第三繞組，繞設于所述第二繞線柱；以及

第四繞組，設置在所述印刷電路板內且與所述第二通孔對應；

其中，所述第一繞線柱與所述第二繞線柱內部的磁通方向相反。

在一些可選的實施方式中，所述第一繞組與所述第三繞組串聯電連接。

在一些可選的實施方式中，所述第二繞組與所述第四繞組串聯電連接或并聯電連接。

在一些可選的實施方式中，所述第一繞組包括第一子繞組和第二子繞組，且所述第一子繞組和所述第二子繞組分別位于所述印刷電路板所在平面的兩側；所述第三繞組包括第三子繞組和第四子繞組，且所述第三子繞組和所述第四子繞組分別位于所述印刷電路板所在平面的兩側。

在一些可選的實施方式中，所述第一子繞組與所述第二子繞組串聯電連接或并聯電連接。

在一些可選的實施方式中，所述第三子繞組和所述第四子繞組串聯電連接或并聯電連接。

在一些可選的實施方式中，所述第一子繞組和所述第三子繞組采用同一繞線連續繞設于所述第一繞線柱和所述第二繞線柱，且所述第一子繞組的繞制方向與所述第三子繞組的繞制方向相反。