利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，更詳細(xì)地，涉及一種諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器的漏磁通減少繞線法，對于諧振型功率轉(zhuǎn)換器，為了提高諧振頻率，該方法可最小化諧振電路的變壓器的漏磁通。本發(fā)明為了諧振型功率轉(zhuǎn)換器的諧振而通過使具有相同形狀的初級繞組線和次級繞組線分別絕緣后，使其以相互對置的方式層疊之后卷繞成卷筒形狀，從而使初級繞組線和次級繞組線發(fā)生的漏磁通彼此抵消而顯著減少變壓器的漏磁通。
【專利說明】
利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種諧振型功率轉(zhuǎn)換器(Resonant power converter)用變壓器的漏磁通減少繞線法(Winding method for reducing leakage flux)，更詳細(xì)地，涉及一種如下所述的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器的漏磁通減少繞線法，對于諧振型功率轉(zhuǎn)換器而言，為了提高諧振頻率，該方法可最小化諧振電路的變壓器的漏磁通。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，諧振型全橋(Full-bridge)DC-DC變換器(Converter)或半橋DC-DC變換器中，由用于與變壓器的漏電感(L)發(fā)生諧振的電容(Capacitor)間的參數(shù)值確定的諧振頻率來驅(qū)動變換器。
[0003]然而，在諧振元件的參數(shù)值大的情況下，會發(fā)生由諧振頻率導(dǎo)致諧振頻率減少或變壓器的漏磁通給電容供給大量的電流而需要提高元件的電壓等級的問題。
[0004]如圖2所示，對于現(xiàn)有的高頻變壓器而言，將初級繞組線、次級繞組線多次層疊卷繞的情況下，磁通量和磁芯并不交鏈(interlinkage)，而是在線圈之間形成磁通回路(magnetic flux loop)，從而增加了由漏磁通導(dǎo)致的漏電感(Leakage Inductance) ο
[0005]由此，現(xiàn)有的高壓大容量諧振型變換器為減少變壓器的無功功率而需要許多的繞組線數(shù)，從而具有增加漏磁通的問題，且系統(tǒng)的諧振頻率肯定會發(fā)生降低，因此需要解決此問題的新技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0007]為了解決上述的問題，本發(fā)明提供如下的利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，該變壓器將初級繞組線和次級繞組線制作成彼此交替層疊，從而使漏磁通彼此抵消而顯著減少變壓器的漏磁通。
[0008]技術(shù)方案
[0009]本發(fā)明是，為了諧振型功率轉(zhuǎn)換器的諧振而使相同形狀的初級繞組線和次級繞組線分別絕緣，之后使其以相互對置的方式層疊后卷繞成卷筒形狀的結(jié)構(gòu)。
[0010]根據(jù)一實(shí)施例，上述繞組線是平板繞組線。
[0011]根據(jù)一實(shí)施例，上述變壓器在由絕緣柵雙極型晶體管和二極管及分裂電容(SplitCapacitor)構(gòu)成的諧振型半橋DC-DC變換器中，為了通過與漏電感發(fā)生諧振而形成交變磁場，將上述變壓器的漏電感減少到小于基準(zhǔn)值的情況下，會減少上述分裂電容的兩端電壓變動。
[0012]根據(jù)一實(shí)施例，上述變壓器在由絕緣柵雙極型晶體管和二極管及諧振電容構(gòu)成的諧振型全橋DC-DC變換器中，將上述變壓器的漏電感減少到小于基準(zhǔn)值的情況下，能提高開關(guān)頻率或減少給諧振電容充電的電流量而降低電容電壓等級。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明將初級繞組線和次級繞組線制作成彼此交替層疊，使初級繞組線和次級繞組線中發(fā)生的漏磁通(箭頭)彼此抵消，從而具有顯著減少變壓器的漏磁通的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)與諧振現(xiàn)象有關(guān)的電容或電感(inductor)的參數(shù)小時(shí)，諧振型變換器能夠提高諧振頻率，從而使系統(tǒng)小型化。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，大容量系統(tǒng)的變壓器也可使漏電感最小化而提高諧振頻率。
【附圖說明】
[0017]圖1為用于說明現(xiàn)有發(fā)明的諧振頻率等的圖。
[0018]圖2為示出根據(jù)現(xiàn)有發(fā)明的、將初級繞組線和次級繞組線多次層疊而卷繞的圖。
[0019]圖3為示出根據(jù)本發(fā)明將初級繞組線和次級繞組線交替層疊的圖。
[0020]圖4為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器的繞線法的圖。
[0021]圖5為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的諧振型半橋DC-DC變換器的圖。
[0022]圖6為示出根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的諧振型全橋DC-DC變換器的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了充分理解本發(fā)明，參考所附【附圖說明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例能夠以各種形式進(jìn)行改變，本發(fā)明的范圍不能解釋為限制于以下詳細(xì)說明的實(shí)施例。本實(shí)施例是為了向本領(lǐng)域通常的技術(shù)人員完整地說明本發(fā)明而提供的。因而，附圖中的要素的形狀等可以是為強(qiáng)調(diào)明確的說明而夸張表示的。需注意的是，各附圖中相同的構(gòu)件有可能以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行圖示。另外，如果對公知功能及結(jié)構(gòu)的詳細(xì)說明可能會模糊本發(fā)明的主旨，則將省略對其的詳細(xì)說明。
[0024]如圖3所示，本發(fā)明中，為了諧振型功率轉(zhuǎn)換器的諧振而以使變壓器10的初級繞組線12和次級繞組線14彼此交替層疊的方式對置初級繞組線12和次級繞組線14并進(jìn)行粘貼后，以卷筒形狀卷繞在鐵芯19。
[0025]S卩，如圖4所示，作為本發(fā)明的一實(shí)施例，為了諧振型功率轉(zhuǎn)換器的諧振而使相同形狀的初級繞組線12和次級繞組線14層疊或以彼此對置的方式層疊后，卷繞成卷筒形狀。
[0026]由銅板構(gòu)成的上述初級繞組線12和次級繞組線14整體被分別絕緣。
[0027]上述繞組線12、14為平板繞組線，例如可以將兩張A4紙尺寸的絕緣的銅板疊合而使用。
[0028]進(jìn)而，將初級繞組線12和次級繞組線14制作成彼此交替層疊，使初級繞組線和次級繞組線中發(fā)生的漏磁通(用箭頭表示)彼此抵消，從而能夠顯著減少變壓器的漏磁通。
[0029]另一方面，參考根據(jù)圖5的本發(fā)明的一實(shí)施例的諧振型半橋DC-DC變換器，其由絕緣棚.雙極型晶體管(insulated gate bipolar mode transistor，IGBT)22和二極管26等構(gòu)成，是使得分裂電容(Split capacitor)24與變壓器10的漏電感發(fā)生諧振而制作交變磁場的裝置。根據(jù)本發(fā)明而減少變壓器10的漏電感時(shí)，能夠使分裂電容24的兩端電壓變動最小化。
[0030]參考圖6中根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的諧振型全橋DC-DC變換器，其由絕緣柵雙極型晶體管22’和二極管26’以及諧振電容24’等構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明而減少變壓器10’的漏電感時(shí)，能夠提高開關(guān)頻率(switching frequency)或減少給諧振電容充電的電流量，從而降低電容的電壓等級。
[0031]也就是說，本發(fā)明為了在諧振型半橋DC-DC變換器中與漏電感發(fā)生諧振而形成交變磁場，將上述變壓器的漏電感減少為小于基準(zhǔn)值(一定值)時(shí)使上述分裂電容的兩端電壓變動小于以往值，或者通過在諧振型全橋DC-DC變換器中將上述變壓器的漏電感減少為小于基準(zhǔn)值時(shí)使開關(guān)頻率高于以往值或減少充電給諧振電容的電流量，從而能夠降低電容的電壓等級。這里的基準(zhǔn)值是以現(xiàn)有的發(fā)明為基準(zhǔn)的數(shù)值。
[0032]因而，如圖5和圖6所示，本發(fā)明中與諧振現(xiàn)象有關(guān)的電容或電感的參數(shù)值小時(shí)，能夠通過提高諧振頻率而使系統(tǒng)小型化。
[0033]以上說明的根據(jù)本發(fā)明的利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器的實(shí)施例僅僅屬于一個(gè)示例，只要是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常的技術(shù)人員，則應(yīng)該明確能夠由此進(jìn)行多種改變和均等的其他實(shí)施例。
[0034]因而，應(yīng)該能理解本發(fā)明并不限制于上述詳細(xì)說明中提及的形式。因此，本發(fā)明的實(shí)際的技術(shù)保護(hù)范圍應(yīng)以所附的專利權(quán)利要求書中的技術(shù)思想而確定。另外，需要理解，本發(fā)明包括所有根據(jù)所附的權(quán)利要求定義的本發(fā)明的思想及其范圍內(nèi)的所有變形物和均等物及代替物。
[0035]附圖標(biāo)記的說明
[0036]10、10’:變壓器12:初級繞組線
[0037]14:次級繞組線19:鐵芯
[0038]22、22’:絕緣柵雙極型晶體管IGBT 24:分裂電容(Split Capacitor)
[0039]24，:諧振電容(resonant capacitor) 26、26，:二極管
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，其特征在于， 所述諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，通過使初級繞組線和次級繞組線分別絕緣后，以使初級繞組線和次級繞組線彼此疊加的方式配置，并使所述初級繞組線和次級繞組線以變壓器芯為中心軸、以變壓器繞組線數(shù)進(jìn)行卷繞而構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，其特征在于， 所述繞組線為平板繞組線。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，其特征在于， 所述諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器以如下方式構(gòu)成: 在由絕緣柵雙極型晶體管和二極管及分裂電容構(gòu)成的諧振型半橋DC-DC變換器中，在漏電感和分裂電容之間發(fā)生諧振電流而在變壓器中產(chǎn)生交變磁場時(shí)，變壓器的漏電感大、諧振電流大的情況下，通過在所述分裂電容中累積許多電荷而能夠減少分裂電容兩端電壓變動的增加。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用漏磁通減少繞線法的諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器，其特征在于， 所述諧振型功率轉(zhuǎn)換器用變壓器以如下方式構(gòu)成: 在由絕緣柵雙極型晶體管和二極管及諧振電容構(gòu)成的諧振型全橋DC-DC變換器中，將所述變壓器的漏電感減少到小于基準(zhǔn)值的情況下，能提高開關(guān)頻率或減少給諧振電容充電的電流量，從而能夠降低電容電壓等級。
【文檔編號】H01F27/34GK105960689SQ201480074844
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年11月26日
【發(fā)明人】趙正珉, 韓詠材, 鄭現(xiàn)丞, 李昌榮
【申請人】韓國鐵道技術(shù)研究院