變壓器的製造方法
2023-05-18 06:26:36 1
變壓器的製造方法
【專利摘要】本發明提供一種變壓器，適用於交錯並聯反激電路，其包括：變壓器上磁芯、副邊骨架、副邊繞組、副邊引腳、原邊骨架、原邊繞組、原邊引腳和變壓器下磁芯；其中，變壓器上磁芯和變壓器下磁芯有兩個圓環，為外環和內環，外環和內環中心為中心柱；外環、內環和中心柱之間形成兩個槽，為外槽和內槽；副邊骨架位於外槽裡，原邊骨架位於內槽裡。本發明適用於交錯並聯反激電路，通過共用部分磁路的方式使兩顆變壓器集成在一起，可以減小變壓器的整體體積，提高變換器的效率與功率密度。通過主路和從路共用骨架、同時繞線，消除主路和從路的失配，提高變換器的性能。
【專利說明】變壓器【技術領域】
[0001]本發明涉及變壓器【技術領域】，具體來說，本發明涉及一種適用於交錯並聯反激電路的變壓器。
【背景技術】
[0002]變壓器是電力電子變換器中重要的磁性元件，也是制約電力電子變換器小型化、效率與功率密度提升的重要因素。交錯並聯反激電路結構有利於增大輸出功率，減小紋波，從而可以減小濾波器電路。在交錯反激並聯電路應用的電路場合中，比如太陽能光伏併網交錯並聯反激微型逆變器，兩顆反激變壓器是制約微型逆變器進一步小型化的重要因素。如果使兩顆變壓器集成在一起，就可以減小變壓器的整體體積，提高變換器的效率與功率密度。
[0003]圖1-1為現有技術中的一種分立變壓器在交錯並聯反激電路中的應用示意圖，圖1-2為圖1-1所示的交錯並聯反激電路中的分立變壓器的外觀結構示意圖。如圖1-1所示，兩路分別有變壓器100、100』，電流互感器101、101』以及開關元件102、102』。圖1_1中的變壓器100和100』是現有的常規反激變壓器(如圖1-2所示)。電流互感器101、101』檢測變壓器100、100』主邊的電流。一般用MOSFET作為此交錯並聯反激電路中的開關元件102、102』，兩個開關元件102、102』的驅動信號交錯互補。
[0004]反激電路交錯工作，而由於反激電路的特點，反激變壓器在同等功率容量下磁材料用量較多，所以現有的兩顆變壓器體積較大，磁損也較高，成為制約該電路拓樸結構小型化的一個瓶頸。另外，兩顆變壓器之間的差異也會造成交錯電路的失配，使得效率降低，並產生電磁兼容(EMC)幹擾。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的一個技術問題是提供一種適用於交錯並聯反激電路的集成變壓器，降低電路中變壓器的損耗，減小整個電路的體積，降低成本。
[0006]本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種適用於交錯並聯反激電路的集成變壓器，減少交錯並聯反激電路間的失配，提高效率，減少EMC幹擾。
[0007]為解決上述技術問題，本發明提供一種變壓器，適用於交錯並聯反激電路，其包括:變壓器上磁芯、副邊骨架、副邊繞組、副邊引腳、原邊骨架、原邊繞組、原邊引腳和變壓器下磁芯；
[0008]其中，所述變壓器上磁芯和所述變壓器下磁芯有兩個圓環，為外環和內環，所述外環和所述內環中心為中心柱；所述外環、所述內環和所述中心柱之間形成兩個槽，為外槽和內槽；所述副邊骨架位於所述外槽裡，所述原邊骨架位於所述內槽裡。
[0009]可選地，所述原邊繞組為兩線同繞，分別對應主路和從路，所述原邊引腳至少為三個，一個為主路和從路共用，另兩個為主路和從路分別使用；主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相反的，使二者電流繞向相反。[0010]可選地，所述副邊繞組為兩線同繞，分別對應主路和從路，所述副邊引腳至少為三個，一個為主路和從路共用，另兩個為主路和從路分別使用；主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相反的，使二者電流繞向相反。
[0011]可選地，所述原邊繞組和/或所述副邊繞組對應的主路和從路的繞線是分別進行的，而繞制方向相反；主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相同的，使二者的電流繞向相反。
[0012]可選地，所述變壓器適用於太陽能光伏併網的交錯並聯反激微型逆變器中。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0014]本發明適用於交錯並聯反激電路，通過共用部分磁路的方式使兩顆變壓器集成在一起，就可以減小變壓器的整體體積，提高變換器的效率與功率密度。通過主路和從路共用骨架、同時繞線，消除主路和從路的失配，提高變換器的性能。
[0015]本發明一方面能降低電路中變壓器的損耗，減小整個電路的體積，降低成本，另一方面能減少交錯並聯反激電路間的失配，提高效率，減少EMC幹擾。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]本發明的上述的以及其他的特徵、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0017]圖1-1為現有技術中的一種分立變壓器在交錯並聯反激電路中的應用示意圖；
[0018]圖1-2為圖1-1所示的交錯並聯反激電路中的分立變壓器的外觀結構示意圖；
[0019]圖2-1為本發明一個實施例的變壓器所應用的交錯並聯反激電路的拓撲結構示意圖；
[0020]圖2-2為圖2-1所示的交錯並聯反激電路中的變壓器的外觀結構示意圖；
[0021]圖3為圖1-2所示的現有技術中的一種分立變壓器的分解結構示意圖；
[0022]圖4為圖2-2所示的本發明一個實施例的集成變壓器的分解結構示意圖；
[0023]圖5為本發明一個實施例的變壓器所應用的交錯並聯反激電路的部分工作波形示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例和附圖對本發明作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節以便於充分理解本發明，但是本發明顯然能夠以多種不同於此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下根據實際應用情況作類似推廣、演繹，因此不應以此具體實施例的內容限制本發明的保護範圍。
[0025]圖2-1為本發明一個實施例的變壓器所應用的交錯並聯反激電路的拓撲結構示意圖；圖2-2為圖2-1所示的交錯並聯反激電路中的變壓器的外觀結構示意圖。需要注意的是，這些以及後續其他的附圖均僅作為示例，其並非是按照等比例的條件繪製的，並且不應該以此作為對本發明實際要求的保護範圍構成限制。
[0026]如圖2-1所示，其中採用了集成的變壓器200，代替了圖1-1中的兩個分立的變壓器100、100』。應用集成的變壓器200不僅減小了交錯並聯反激電路的體積，而且集成的變壓器200的損耗減小，提高了整個電路的轉換效率。[0027]下面介紹本發明提出的變壓器的具體結構，但在此之前，為表示對比，先介紹一下現有技術中的變壓器的具體結構。圖3為圖1-2所示的現有技術中的一種分立變壓器的分解結構示意圖。
[0028]該變壓器包括了變壓器上磁芯301、骨架303、繞組305、副邊引腳307、原邊引腳309以及變壓器下磁芯311。其中繞組305包括了原邊繞組和副邊繞組。
[0029]圖4為圖2-2所示的本發明一個實施例的集成變壓器的分解結構示意圖。如圖4所示，該變壓器可以適用於交錯並聯反激電路，特別是適用於太陽能光伏併網的交錯並聯反激微型逆變器中。該變壓器主要包括:變壓器上磁芯401、副邊骨架403、副邊繞組405、副邊引腳407、原邊骨架409、原邊繞組411、原邊引腳413和變壓器下磁芯415。
[0030]其中，變壓器上磁芯401和變壓器下磁芯415有兩個圓環，為外環417和內環419，外環417和內環419中心為中心柱421。外環417、內環419和中心柱421之間形成兩個槽，為外槽423和內槽425。副邊骨架403位於外槽423裡,原邊骨架409位於內槽425裡。
[0031]在本實施例中，原邊繞組411可以為兩線同繞，分別對應主路和從路，原邊引腳413至少為三個，一個為主路和從路共用，另兩個為主路和從路分別使用。主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相反的，使二者電流繞向相反。
[0032]在本實施例中，副邊繞組405也可以為兩線同繞，分別對應主路和從路，副邊引腳407至少為三個，一個為主路和從路共用，另兩個為主路和從路分別使用。主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相反的，使二者電流繞向相反。
[0033]當然，在一個變化的實施例中，原邊繞組411和/或副邊繞組405對應的主路和從路的繞線可以是分別進行的，而繞制方向相反。主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相同的，從而使二者的電流繞向相反。
[0034]圖5為本發明一個實施例的變壓器所應用的交錯並聯反激電路的部分工作波形示意圖。圖5中驅動A500是圖2-1中開關元件101的驅動信號波形，驅動B501是圖2中開關管202的驅動信號波形，兩個驅動信號波形交錯互補。集成的變壓器200中的磁通工作示圖502、503所示。變壓器在以開關頻率重複的磁化與復位的工作狀態中，在公共磁芯部分有部分磁通交疊，且方向相反，如圖5中陰影部分504所示，正是因為陰影部分504的磁通相消，從而可以減少磁損，提高了效率，並且公共磁芯部分可以做小，可以節約磁材料，使變壓器整體做小。
[0035]本發明適用於交錯並聯反激電路，通過共用部分磁路的方式使兩顆變壓器集成在一起，就可以減小變壓器的整體體積，提高變換器的效率與功率密度。通過主路和從路共用骨架、同時繞線，消除主路和從路的失配，提高變換器的性能。
[0036]本發明一方面能降低電路中變壓器的損耗，減小整個電路的體積，降低成本，另一方面能減少交錯並聯反激電路間的失配，提高效率，減少EMC幹擾。
[0037]本發明雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本發明，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發明權利要求所界定的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種變壓器，適用於交錯並聯反激電路，其包括:變壓器上磁芯(401)、副邊骨架(403)、副邊繞組(405)、副邊引腳(407)、原邊骨架(409)、原邊繞組(411)、原邊引腳(413)和變壓器下磁芯(415); 其中，所述變壓器上磁芯(401)和所述變壓器下磁芯(415)有兩個圓環，為外環(417)和內環(419)，所述外環(417)和所述內環(419)中心為中心柱(421);所述外環(417)、所述內環(419)和所述中心柱(421)之間形成兩個槽，為外槽(423)和內槽(425);所述副邊骨架(403)位於所述外槽(423)裡,所述原邊骨架(409)位於所述內槽(425)裡。
2.根據權利要求1所述的變壓器，其特徵在於，所述原邊繞組(411)為兩線同繞，分別對應主路和從路，所述原邊引腳(413)至少為三個，一個為主路和從路共用，另兩個為主路和從路分別使用；主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相反的，使二者電流繞向相反。
3.根據權利要求2所述的變壓器，其特徵在於，所述副邊繞組(405)為兩線同繞，分別對應主路和從路，所述副邊引腳(407)至少為三個，一個為主路和從路共用，另兩個為主路和從路分別使用；主路和從路的繞線和引腳的連接方式是相反的，使二者電流繞向相反。
4.根據權利要求1所述的變壓器，其特徵在於，所述原邊繞組(411)和/或所述副邊繞組(405)對應的主路和從路的繞線是分別進行的，而繞制方向相反；主路和從路的繞線和弓I腳的連接方式是相同的，使二者的電流繞向相反。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的變壓器，其特徵在於，所述變壓器適用於太陽能光伏併網的交錯並聯反激微型逆變器中。
【文檔編號】H01F27/30GK103531339SQ201310528637
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】羅宇浩 申請人:浙江昱能光伏科技集成有限公司