[發明專利]一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置

在審

• 申請號: 202110488261.2
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN115313875A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 鄧成;唐杰
• 申請（專利權）人: 邵陽學院
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置，其包括第一柔性帶材集成繞組、第一E型磁芯和第二E型磁芯；第一E型磁芯和第二E型磁芯相對設置，第一柔性帶材集成繞組繞制在相對設置的第一E型磁芯和第二E型磁芯的中柱上；本發明從實際出發，利用柔性帶材集成技術，將推挽正激半橋雙向直流變換器中的三個電容、兩個串聯電感、兩個變壓器原邊和一個變壓器副邊集成在一組E?E型磁芯當中，有效縮減了無源元件的體積，提高了電路功率密度。

技術領域

本發明公開了一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置。

背景技術

推挽正激半橋雙向直流變換器包括一個推挽正激半橋電路和一個高頻變壓器，這種結構使得開關管及其相關的驅動電路的數量減至最少。同時其采用相移控制策略，所有的開關管均在零電壓開關條件下運行。可用于具有可變輸出電壓的電源，例如超級電容器。傳統的推挽正激半橋雙向直流變換器中采用了多個分立的無源元件會增加系統的尺寸與體積。因此，本發明引入了柔性帶材集成技術，將推挽正激半橋雙向直流變換器中的多個無源元件集成在了一幅E-E磁芯中，可以顯著提高該雙向直流變換器的功率密度。

本發明面向推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置有以下優點：

1.減小推挽正激半橋雙向直流變換器的體積，提高功率密度；

2.利用難以消除的寄生參數來替代部分電路參數；

3.減小寄生參數對電路產生的影響。

發明內容

本發明解決上述問題的技術方案是：一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置，其特征在于：包括第一柔性帶材集成繞組、第一E型磁芯和第二E型磁芯；第一E型磁芯和第二E型磁芯相對設置，同時第一E型磁芯和第二E型磁芯的中柱設有氣隙；第一柔性帶材集成繞組繞制在相對設置的第一E型磁芯和第二E型磁芯的中柱上。所述的第一柔性帶材集成繞組由里到外依次排列為第一絕緣帶材、第一導體帶材、第一電介質帶材、第二導體帶材、第一漏感材料、第二絕緣帶材、第三導體帶材、第二電介質帶材、第四導體帶材、第三電介質帶材、第五導體帶材、第二漏感材料、第三絕緣帶材、第六導體帶材、第四電介質帶材和第七導體帶材。

所述的一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置，其特征在于：所述的第一導體帶材輸入端與第一開關管的漏極相連，其輸出端與第二開關管的漏極相連；所述的第二導體帶材輸入端懸空不接入電路，其輸出端與第六導體帶材的輸入端相連；所述的第三導體帶材輸入端與第三開關管的漏極相連，其輸出端懸空不接入電路；所述的第四導體帶材的輸入端懸空不接入電路，其輸出端與第三開關管和第四開關管的中點相連；所述的第五導體帶材的輸入端與第四開關管的源極相連，其輸出端懸空不接入電路；所述的第六導體帶材的輸入端與第二導體帶材的輸出端相連，其輸出端懸空不接入電路；所述的第七導體帶材的輸入端與第二開關管的源極相連，其輸出端與第一開關管的源極相連。

所述的一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置，其特征在于：所述的第一導體帶材構成變壓器的第一原邊；所述的第一導體帶材、第一電介質帶材和第二導體帶材共同構成第一電容；所述的第一漏感材料通過設置其厚度來調節變壓器第一漏感的大小，用其替代第一串聯電感；所述的第三導體帶材、第二電介質帶材和第四導體帶材共同構成第二電容;所述的第四導體帶材構成變壓器的第一副邊；所述的第四導體帶材、第三電介質帶材和第五導體帶材共同構成第三電容；所述的第六導體帶材、第四電介質帶材和第七導體帶材共同構成第四電容；所述的第七導體帶材構成變壓器的第二原邊；所述的第二漏感材料通過設置其厚度來調節變壓器第二漏感的大小，用其替代第二串聯電感；所述的第一電容和第四電容共同構成第五電容；

所述的一種適用于推挽正激半橋雙向直流變換器的無源元件集成裝置，其特征在于：所述的第一柔性帶材集成繞組形成的等效電路為第二電容、第三電容、第五電容、第一串聯電感、第二串聯電感和變壓器的第一原邊、第二原邊和第一副邊。