[發明專利]電壓變換器

在審

• 申請號: 202210230443.4
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114649952A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 于鵬鵬;張穎聰
• 申請（專利權）人: 華為數字能源技術有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;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: 楊澤;劉芳

本申請提供一種電壓變換器。本申請的電壓變換器包括諧振變換器，該諧振變換器包括第一諧振電容、第一諧振電感、第一原邊繞組、第一副邊繞組和磁芯；第一原邊繞組和第一副邊繞組均繞制在所述磁芯上構成第一變壓器，且第一原邊繞組和第一諧振電感中的電流方向相同時第一原邊繞組的磁場方向與第一諧振電感的磁場方向相反，實現磁抵消；第一諧振電感與第一變壓器均繞制在所述磁芯上；第一諧振電容、第一諧振電感和第一原邊繞組串聯。本申請提供的電壓變換器可以實現變換器的低磁損，利于提高功率密度與提升變換器整機效率。

技術領域

本申請涉及通信電源領域，尤其涉及電壓變換器。

背景技術

在通信電源領域及其他工業電源領域中，交流轉直流(alternating current-direct current，AC/DC)及DC/AC的功率變換場景下常使用LLC諧振變換器(inductor-inductor-capacitor resonant converter)，LLC諧振變換器是一種直流變換器，主要通過諧振電感、諧振電容以及變壓器中的勵磁電感形成諧振腔，可實現寬負載范圍內變壓器原邊同步整流場效應管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)的零電壓開關(zero voltage switch，ZVS)和副邊整流管的零電壓開關(zero voltageswitch，ZVS)。

在目前相關技術中，LLC諧振變換器包括諧振電容、諧振電感和變壓器，變壓器包括輸入側繞組、輸出側繞組和勵磁電感，其中，諧振電容、諧振電感和勵磁電感構成諧振腔，變壓器的輸入側繞組和輸出側繞組均繞制在同一個磁芯上。

然而，現有的LLC諧振變換器在使用的過程中，諧振電感與變壓器均采用分立磁器件的結構，使得LLC諧振變換器整體占用體積較大，功率密度較低。另外各磁器件磁損較高，影響LLC諧振變換器效率。

因此，如何降低LLC諧振變換器的磁場損耗，提高變換器功率密度成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本申請提供一種電壓變換器，可以降低電壓變換器的磁場損耗，提升功率密度。

第一方面，本申請提供一種電壓變換器，電壓變換器包括諧振變換器，諧振變換器包括第一諧振電容、第一諧振電感、第一原邊繞組、第一副邊繞組和磁芯；第一原邊繞組和第一副邊繞組均繞制在所述磁芯上，且第一原邊繞組和第一諧振電感中的電流方向相同時第一原邊繞組的磁場方向與第一諧振電感的磁場方向相反，所述第一原邊繞組用于將輸入電壓轉換為第一磁場，所述第一副邊繞組用于感應第一磁場產生輸出電壓，第一原邊繞組和第一副邊繞組構成第一變壓器；第一諧振電感與第一變壓器均繞制在所述磁芯上；第一諧振電容、第一諧振電感和第一原邊繞組串聯。

該方面中，第一諧振電感與第一原邊繞組和第一副邊繞組組成的第一變壓器均繞制在同一個磁芯上，與現有技術中第一諧振電感采用分立的形式與第一原邊繞組串聯相比，變換器的體積會減小，進而可以提高電壓變換器的功率密度；且當第一原邊繞組和第一諧振電感中的電流方向相同時，第一變壓器的磁場方向與第一諧振電感的磁場方向相反，會進行磁場抵消，進而有效降低磁場損耗，利于提高功率密度與提升變換器整機效率。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，諧振變換器還包括第二原邊繞組和第二副邊繞組；第二原邊繞組、第二副邊繞組均繞制在所述磁芯上構成第二變壓器；第一諧振電感、第一原邊繞組和第二原邊繞組串聯。

該實現方式中，諧振變換器還包括第二原邊繞組和第二副邊繞組，且與第一諧振電感和第一變壓器均繞制在所述磁芯上，在不影響第一變壓器與第一諧振電感進行磁場抵消的情況下，可以適用于變換器中包括更多變壓器的場景下，進而實現磁場的低損耗。

結合第一方面，在一種可能的實現方式中，諧振變換器還包括第二諧振電感；第一諧振電感、第一原邊繞組、第二原邊繞組和第二諧振電感串聯；第二諧振電感與第二變壓器均繞制在所述磁芯上。