專利名稱：多相功率變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種具有共享磁芯部分的多相功率變換器。
背景技術(shù)：
本部分提供了與本公開相關(guān)的、不必然是現(xiàn)有技術(shù)的背景信息。多相功率變換器包括操作在不同相位的兩個(gè)或更多個(gè)開關(guān)式子變換器，通常用于提高總輸出功率和/或減少在輸出端處的紋波電流(ripplecurrent)和/或電壓。如圖IA中所示，典型的多相功率變換器100可以包括兩個(gè)子變換器102AU02B，每個(gè)子變換器具有變壓器TX1、TX2。圖IB示出了圖IA中所示的變壓器TX1、TX2的示例性磁芯104A、104B。圖IB中所示的還有當(dāng)每個(gè)磁芯104AU04B的相關(guān)聯(lián)的初級(jí)繞組被激勵(lì)時(shí)在該每個(gè)磁芯104A、104B中循環(huán)的磁通。

實(shí)用新型內(nèi)容本部分提供本公開的綜合概述，但不是其全部特征或全部范圍的全面公開。根據(jù)本公開的一個(gè)方面，多相功率變換器包括控制電路和多個(gè)子變換器。每個(gè)子變換器包括輸入電路、輸出電路、以及將輸入電路耦接到輸出電路的磁芯。所述多個(gè)子變換器中的至少一個(gè)子變換器的磁芯具有與所述多個(gè)子變換器中的另一個(gè)子變換器的磁芯共享的芯部分。控制電路被配置成以不同的相位操作所述多個(gè)子變換器的輸入電路。所述多個(gè)子變換器的磁芯可以形成集成芯。另外，磁芯可以為變壓器芯、耦合電感器芯等。多個(gè)磁芯包括具有EI型芯構(gòu)型的第一磁芯和具有E型芯構(gòu)型的第二磁芯。每個(gè)輸出電路包括至少一個(gè)整流器。每個(gè)輸入電路的所述一個(gè)或更多個(gè)繞組環(huán)繞其磁芯的內(nèi)柱延伸。在所述共享的芯部分上沒(méi)有繞組。所述輸入電路每個(gè)都采用正激變換器拓?fù)洹８鶕?jù)文中所提供的描述，另外的方面和適用領(lǐng)域?qū)⒆兊妹黠@。應(yīng)當(dāng)理解，可以單獨(dú)地或結(jié)合一個(gè)或更多個(gè)其他方面來(lái)實(shí)現(xiàn)本公開的各個(gè)方面。還應(yīng)當(dāng)理解，文中的描述和具體示例僅意在說(shuō)明，而不意在限制本公開的范圍。

文中所描述的附圖僅是為了說(shuō)明所選擇的實(shí)施例而不是所有可能的實(shí)施方式，并且不意在限制本公開的范圍。圖IA是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有隔離變壓器的示例性多相功率變換器的框圖。圖IB示出了圖IA中所示的變壓器的磁通路徑和磁芯。圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的隔離多相功率變換器的框圖。圖3A和圖3B示出了根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的具有共享芯部分的變壓器芯。圖4是根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例的采用圖3A和圖3B的變壓器芯的隔離多相功率變換器的電路圖。[0014]圖5示出了根據(jù)本公開的再一個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)共享芯部分的多個(gè)變壓器芯。圖6是根據(jù)本公開的又一個(gè)示例性實(shí)施例的采用圖5的變壓器芯的隔離多相功率變換器的電路圖。圖7A至7D示出根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的具有共享芯部分的耦合電感器芯。圖8示出了根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)共享芯部分的多個(gè)耦合電感器芯。圖9示出了根據(jù)另一個(gè)示例性實(shí)施例的由包括共享芯部分的U型和I型芯部分形成的集成磁芯。圖10示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的具有共享芯部分的雙眼磁芯(binocularmagnetic core)。圖11示出了根據(jù)本公開的再一個(gè)實(shí)施例的具有多個(gè)共享芯部分的聯(lián)體(conjoined)雙眼磁芯。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)在將參照附圖更加全面地描述示例性實(shí)施例。提供了示例性實(shí)施例，以使得本公開詳盡地并全面地將范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。闡述了許多具體細(xì)節(jié)(例如具體部件、設(shè)備和方法)以提供對(duì)本公開的實(shí)施例的透徹理解。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，以下將是顯然的不需要采用具體細(xì)節(jié)；可以以多種不同形式來(lái)實(shí)施示例性實(shí)施例；并且這也不應(yīng)被解釋成限制該公開的范圍。在一些示例性實(shí)施例中，對(duì)公知的過(guò)程(process)、公知的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及公知的技術(shù)不進(jìn)行詳細(xì)的描述。文中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定的示例實(shí)施例而不意在限制。除非上下文清楚地另外表明，文中所使用的單數(shù)形式“一”和“所述/該”(“a”、“an”、“the”)也可以意在包括復(fù)數(shù)形式。用語(yǔ)“包括、包含(comprises, comprising, including)”和“具有(having)”是開放型的包括，并因此指定所陳述的特征、整體(integer)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或更多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或它們的組合的存在或添加。文中所描述的方法步驟、過(guò)程和操作不被解釋為必須要求其以所討論或所示的特定順序執(zhí)行，除非所討論或所示的特定順序被明確地確定為執(zhí)行順序。還應(yīng)當(dāng)理解，可以采用另外的或可替換的步驟。如果元件或?qū)颖环Q為“在……上”、“接合到”、“連接到”或“耦接到”另一個(gè)元件或?qū)樱瑒t該元件或?qū)涌梢灾苯釉谄渌驅(qū)由?、直接接合到其他元件或?qū)印⒅苯舆B接到其他元件或?qū)?、或者直接稱接到其他元件或?qū)?，或者可以存在居間的元件或?qū)?。相反，如果元件被稱為“直接在……上”、“直接接合到”、“直接連接到”或“直接耦接到”另一個(gè)元件或?qū)?，則不可以存在居間的元件或?qū)印?yīng)當(dāng)以類似的方式來(lái)解釋用于描述元件之間的關(guān)系的其他詞語(yǔ)(例如，“在……之間”對(duì)比“直接在……之間”，“相鄰”對(duì)比“直接相鄰”等)。如文中所使用的，用語(yǔ)“和/或”包括所關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)中的一個(gè)或更多個(gè)的任意組合以及所有組合。盡管在文中可以使用第一、第二、第三等用語(yǔ)來(lái)描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)當(dāng)被這些用語(yǔ)限制。這些用語(yǔ)可以僅用于將一個(gè)元件、部件、區(qū)域、層和/或部分與另一個(gè)區(qū)域、層或部分區(qū)別開來(lái)。當(dāng)文中使用諸如“第一”、“第二”和其他數(shù)值項(xiàng)的用語(yǔ)時(shí)，并不隱含順序或次序，除非由上下文清楚地表明。因此，下文所討論的第一元件、部件、區(qū)域、層或部分可以被稱作(term)第二元件、部件、區(qū)域、層或部分，而不偏離示例性實(shí)施例的教示。為了便于描述，可以在文中使用諸如“內(nèi)的”、“外的”、“在……之下”、“在……下方”、“較低的”、“在……上方”、“較高的”等空間相關(guān)用語(yǔ)來(lái)描述圖中所示的一個(gè)元件或特征與另外的元件或特征的關(guān)系?？臻g相關(guān)用語(yǔ)意在除了包括圖中所示的方位之外，還包括使用中或工作中的設(shè)備的不同方位。例如，如果圖中的設(shè)備被翻過(guò)來(lái)，則描述為“在其他元件或特征下方”、“在其他元件或特征之下”的元件會(huì)被定位為“在其他元件或特征上方”。因此，示例用語(yǔ)“在……下方”可以包括“在……上方”和“在……下方”這兩個(gè)方位。設(shè)備可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或以其他定位)，可以這里使用的空間相關(guān)描述符進(jìn)行相應(yīng)的解釋。根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例的多相功率變換器在圖2中示出，并總體上由參考標(biāo)號(hào)200表示。如圖2中所示，多相功率變換器200包括兩個(gè)開關(guān)式子變換器SCI、SC2 和控制電路202。每個(gè)子變換器SC1、SC2都具有輸入電路204P204、輸出電路206^2062以及將輸入電路204P204耦接到輸出電路206^062的磁芯MC1、MC2。子變換器SCI、SC2具有共享芯部分208?？刂齐娐?02被配置成以不同的相位(例如，交迭的和/或不相交迭的相位)操作子變換器SC1、SC2的輸入電路204P204。子變換器SC1、SC2的磁芯MC1JC2形成集成芯(integrated core)。集成芯可以具有整體結(jié)構(gòu)?；蛘撸尚究梢杂蓹C(jī)械地相互(例如，經(jīng)由粘合劑或其他合適的手段)耦接的多個(gè)芯部分形成。在這種情況下，多個(gè)芯部分可以包括例如開環(huán)磁芯的組合，諸如E型芯或U型芯，在這些芯之間具有I型芯。磁芯MCp MC2可以是具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的變壓器芯。相應(yīng)地，每個(gè)輸入電路204、2042可以是初級(jí)側(cè)電路，每個(gè)輸出電路206i、2062可以是次級(jí)側(cè)電路?；蛘撸總€(gè)磁芯MC1、MC2可以是耦合電感器的芯。多相功率變換器200還包括輸入Vin和輸出VQUT。輸入Vin耦接到輸入電路20+、2042，輸出Vqut耦接到輸出電路206^206”或者，輸入電路204P204可以具有獨(dú)立的輸入端子。輸出Vtm包括輸出端子212。每個(gè)輸入電路20U04可以包括環(huán)繞其磁芯延伸的一個(gè)或更多個(gè)繞組。另外，每個(gè)輸出電路206^204可以包括環(huán)繞其磁芯延伸的一個(gè)或更多個(gè)繞組。在圖2中所示的示例實(shí)施例中，輸出電路206^2062每個(gè)都耦連到公共端子210。輸出端子212可以直接耦連到公共端子210，或者通過(guò)諸如電感器214的一個(gè)或更多個(gè)電路元件耦連到公共端子210。多相功率變換器200可以另外包括耦接到輸出Vott的濾波器。濾波器可以包括例如電感器214和/或輸出電容器216。如圖2中所不，電感器214和輸出電容器216可以率禹接在輸出端子212和輸出電路206^2062的公共端子210之間?；蛘撸梢圆捎闷渌线m的濾波器。盡管在圖2中只示出了兩個(gè)子變換器，但是可以采用一個(gè)或更多個(gè)另外的子變換器。相應(yīng)地，多相功率變換器200可以包括具有N-I個(gè)共享芯部分的N個(gè)子變換器，其中N是大于或等于二的整數(shù)。雖然圖2中控制電路202被示出為耦接到輸入電路204P204，但是該控制電路202還可以耦接到輸出電路206^2062以控制例如輸出電路206^2062中的整流開關(guān)(未示出)。控制電路202可以包括模擬和/或數(shù)字部件。在一些實(shí)施例中，控制電路202包括諸如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的一個(gè)或更多個(gè)數(shù)字處理器，以用于控制輸出電路206^20 和/或輸入電路204^204的操作。圖3A示出了用于第一變壓器TXA和第二變壓器TXB的集成芯300的示例性實(shí)施例。在例如上文所述的和圖2中所示的子變換器SCI、SC2中，可以采用第一和第二變壓器TXA、TXB。第一變壓器TXA具有EI型芯構(gòu)型，第二變壓器TXB具有E型芯構(gòu)型。變壓器TXA的EI型芯構(gòu)型包括共享軛312 (S卩，共享芯部分312)、軛304A以及從軛304A延伸到共享軛312的三個(gè)柱(leg) 306A、308A、310A。變壓器TXB的E型芯構(gòu)型包括軛304B以及從軛 304B延伸到共享軛312的三個(gè)柱306B、308B、310B。柱308A位于柱306A和柱310A之間，柱308B位于柱306B和柱310B之間。因此，柱308A、308B可被稱為內(nèi)柱。如圖3A中所示，第一變壓器TXA包括環(huán)繞集成芯300的內(nèi)柱308A延伸的初級(jí)繞組314A。類似地，第二變壓器TXB包括環(huán)繞集成芯300的內(nèi)柱308B延伸的初級(jí)繞組314B?；蛘撸跫?jí)繞組314A、314B可以環(huán)繞集成芯300的其他部分延伸。在圖3A中所示的示例性實(shí)施例中，變壓器TXA、TXB的次級(jí)繞組也分別環(huán)繞內(nèi)柱308A、308B延伸。另外，沒(méi)有環(huán)繞共享芯部分312定位的繞組。圖3A示出了當(dāng)?shù)谝蛔儔浩鱐XA的初級(jí)繞組314A被激勵(lì)時(shí)在該第一變壓器TXA中循環(huán)的磁通(由箭頭表示)。第一變壓器TXA的磁通流過(guò)內(nèi)柱308A、柱306A、310A和共享芯部分312。類似地，圖3B示出了當(dāng)?shù)诙儔浩鱐XB的初級(jí)繞組314B被激勵(lì)時(shí)在該第二變壓器TXB中循環(huán)的磁通。第二變壓器TXB的磁通流過(guò)內(nèi)柱308B、柱306B、310B和共享芯部分312。因此，每個(gè)變壓器TXA、TXB的磁通都流過(guò)共享芯部分312?？梢砸圆幌嘟坏南辔患?lì)變壓器TXA、TXB的初級(jí)繞組314A、314B。在這種情況下，當(dāng)?shù)谝蛔儔浩鱐XA的磁通正在流動(dòng)時(shí)(即，第一變壓器TXA的接通時(shí)間)，第二變壓器TXB的磁通是不流動(dòng)的。相反地，當(dāng)?shù)诙儔浩鱐XB的磁通正在流動(dòng)時(shí)(即，第二變壓器TXB的接通時(shí)間)，第一變壓器TXA的磁通是不流動(dòng)的。相應(yīng)地，第一變壓器TXA和第二變壓器TXB可以具有180度的相位差。更一般地，每個(gè)變壓器可以以等于360/n的相位差來(lái)操作，其中n等于變壓器的個(gè)數(shù)。因此，相鄰的變壓器TXA、TXB的共享芯部分312可以被以不同相位切換的磁通分時(shí)共享。這可以減小集成芯300中的磁通密度，并因此減小鐵耗。因此，可以提高變壓器TXA、TXB的效率?；蛘撸梢砸韵嘟坏南辔粊?lái)操作第一變壓器TXA和第二變壓器TXB。S卩，第一變壓器TXA的接通時(shí)間和第二變壓器TXB的接通時(shí)間可以交迭。這可以通過(guò)在(共享公共芯部分的)兩個(gè)變壓器TXA、TXB的初級(jí)繞組都被激勵(lì)時(shí)對(duì)每個(gè)變壓器TXA、TXB的磁通進(jìn)行限制的主動(dòng)控制方案來(lái)完成。圖4示出了隔離的兩相交錯(cuò)正激變換器(forward converter,正向變換器)400的示意圖，該隔離的兩相交錯(cuò)正激變換器400采用了具有圖3A和3B的共享芯部分312的變壓器TXA、TXB。如圖4中所示，次級(jí)側(cè)電路每個(gè)都包括耦接到每個(gè)相應(yīng)變壓器TXA、TXB的次級(jí)繞組的整流器426A、426B (例如，二極管)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，可以采用其他合適的正激變換器構(gòu)型，也可以采用其他合適的功率變換器拓?fù)?，而不偏離本公開的范圍。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，正激變換器400為900W的功率變換器，每個(gè)變壓器TXA、TXB具有材料體積為10. Scm3的鐵氧體芯。由于連結(jié)了所述芯，4cm3的鐵氧體材料被共享，導(dǎo)致減少了 18. 5%的鐵氧體材料。材料的減少提供了在芯的成本和物理尺寸兩方面的節(jié)省。圖5示出了用于N個(gè)變壓器TX1-TXn的集成芯500的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其中N大于或等于二(或者在圖5中所示的特定示例中，至少為5)。例如在圖2的多相功率變換器200中，可以采用變壓器TX1-TXnij每個(gè)變壓器具有與相鄰的變壓器共享的芯部分C1-CV115在圖5的示例中，變壓器TX1-TXim每個(gè)都采用E型芯構(gòu)型，而第N個(gè)變壓器TXn采用EI型芯構(gòu)型。每個(gè)變壓器TX1-TXn包括一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)或更多個(gè)次級(jí)繞組。當(dāng)變壓器的一個(gè)或更多個(gè)初級(jí)繞組被激勵(lì)時(shí)，磁通(由箭頭所示)流過(guò)每個(gè)變壓器的集成芯的部分，包括流過(guò)其共享芯部分。盡管圖5示出了流過(guò)所有變壓器TX1-TXn的磁通，但是應(yīng)當(dāng)理解，變壓器TX1-TXn的初級(jí)繞組以不同的相位操作，該不同的相位可以交迭，或者可以不交迭。 圖6示出了隔離多相正激變換器600，該隔離多相正激變換器600采用具有圖5的共享芯部分C1-CV1的變壓器TX1-TXp圖7A不出了用于第一I禹合電感器CIA和第二I禹合電感器CIB的集成芯700的不例性實(shí)施例。例如在上文所述和圖2中所示的子變換器SCI、SC2中，可以采用第一和第二耦合電感器CIA、CIB。第一耦合電感器CIA具有EI型芯構(gòu)型，第二耦合電感器CIB具有E型芯構(gòu)型。耦合電感器CIA的EI型芯構(gòu)型包括共享軛712 (S卩，共享芯部分712)、軛704A以及從軛704A延伸到共享軛712的三個(gè)柱706A、708A、710A。耦合電感器CIB的E型芯構(gòu)型包括軛704B以及從軛704B延伸到共享軛712的三個(gè)柱706B、708B、710B。柱708A位于柱706A和柱710A之間，柱708B位于柱706B和柱710B之間。因此，柱708A、708B被稱為內(nèi)柱。如圖7A中所示，第一耦合電感器CIA包括環(huán)繞集成芯700的內(nèi)柱708A延伸的輸入側(cè)繞組714A。類似地，第二耦合電感器CIB包括環(huán)繞集成芯700的內(nèi)柱708B延伸的輸入側(cè)繞組714B?；蛘撸斎雮?cè)繞組714A、714B可以環(huán)繞集成芯700的其他部分延伸。在圖7A中所示的示例性實(shí)施例中，耦合電感器CIA、CIB的輸出側(cè)繞組也分別環(huán)繞內(nèi)柱708A、708B延伸。另外，沒(méi)有環(huán)繞共享芯部分712定位的繞組。耦合電感器CIA、CIB的集成芯700可以具有和圖3A中所示的集成變壓器芯300相同的通常構(gòu)型，除了集成芯700可以包括氣隙(未示出)和/或由具有較高磁通飽和凈空的芯材料形成之外。圖7A示出了當(dāng)?shù)谝获詈想姼衅鰿IA的輸入側(cè)繞組714A被激勵(lì)時(shí)(S卩，當(dāng)耦合電感器CIA正在充電時(shí))在該第一耦合電感器CIA中循環(huán)的磁通(由箭頭表示)；圖7B示出了當(dāng)?shù)谝获詈想姼衅鰿IA的輸入側(cè)繞組714A沒(méi)有被激勵(lì)時(shí)(即，當(dāng)耦合電感器CIA正在放電時(shí))在該第一耦合電感器CIA中循環(huán)的磁通。在兩個(gè)例子中，第一耦合電感器CIA的磁通流過(guò)內(nèi)柱708A、柱706A、710A和共享芯部分712。類似地，圖7C示出了當(dāng)?shù)诙詈想姼衅鰿IB的輸入側(cè)繞組714B被激勵(lì)時(shí)在該第二耦合電感器CIB中循環(huán)的磁通；圖7D示出了當(dāng)?shù)诙詈想姼衅鰿IB的輸入側(cè)繞組714B沒(méi)有被激勵(lì)時(shí)在該第二耦合電感器CIB中循環(huán)的磁通。在兩個(gè)例子中，第二耦合電感器CIB的磁通流過(guò)內(nèi)柱708B、柱706B、710B和共享芯部分712。相應(yīng)地，每個(gè)耦合電感器CIA、CIB的磁通都流過(guò)共享芯部分712。耦合電感器CIA、CIB的輸入側(cè)繞組714A、714B優(yōu)選地以不相交迭的相位激勵(lì)(SP，使得在任何給定時(shí)刻繞組714A和714B不兩者都被激勵(lì))。另外，當(dāng)耦合電感器CIA放電時(shí)，可以不激勵(lì)繞組714B，類似地，當(dāng)耦合電感器CIB放電時(shí)，可以不激勵(lì)繞組714A。或者，可以當(dāng)耦合電感器CIA仍在放電時(shí)激勵(lì)繞組714B，類似地，可以當(dāng)耦合電感器CIB仍在放電時(shí)激勵(lì)繞組714A。因此，第一耦合電感器CIA和第二耦合電感器CIB可以具有180度的相位差。更一般地，每個(gè)耦合電感器可以以等于360/n的相位差操作，其中n等于耦合電感器的個(gè)數(shù)。另外，可以通過(guò)具有高達(dá)百分之五十(50%)的占空比的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)激勵(lì)每個(gè)繞組714A、714B。因此，相鄰的耦合電感器CIA、CIB的共享芯部分712可以被以不同相位切換的磁 通分時(shí)共享。這可以減小集成芯700中的磁通密度，并因此減小鐵耗。因此，可以提高耦合電感器CIA、CIB的效率。圖8示出了用于N個(gè)耦合電感器CI1-CI1^A集成芯800的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其中N大于或等于二(或者在圖8中所示的特定示例中，至少為5)。例如在圖2的多相功率變換器200中，可以采用耦合電感器CI1-CInij每個(gè)耦合電感器都具有與相鄰的耦合電感器共享的芯部分ClSC1-CISCVltj在圖8的示例中，耦合電感器CI1-CIim每個(gè)都采用E型芯構(gòu)型，而第N個(gè)耦合電感器CIn采用EI型芯構(gòu)型。每個(gè)耦合電感器CI1-CIn包括一個(gè)或更多個(gè)輸入側(cè)繞組和一個(gè)或更多個(gè)輸出側(cè)繞組。當(dāng)耦合電感器的一個(gè)或更多個(gè)輸入側(cè)繞組正在充電或放電時(shí)，磁通(由箭頭示出)流過(guò)每個(gè)耦合電感器的集成芯的部分，包括流過(guò)其共享芯部分。盡管圖8示出了流過(guò)所有的耦合電感器CI1-CInW磁通，但是應(yīng)當(dāng)理解，耦合電感器CI1-CIn的輸入側(cè)繞組被以不同的相位操作，該不同的相位可以交迭，或者可以不交迭。圖9示出了用于第一變壓器A和第二變壓器B的集成芯900的另一個(gè)示例性實(shí)施例。在上文所述以及圖2中所示的子變換器SC1、SC2中，可以采用第一和第二變壓器A、B。如圖9中所示，第一變壓器A具有n型芯構(gòu)型，第二變壓器B具有U型芯構(gòu)型。UI型芯構(gòu)型包括鄰接U型芯構(gòu)型的共享芯部分。此外，如圖9所示，每個(gè)變壓器A、B包括環(huán)繞芯卷繞的初級(jí)和次級(jí)繞組。圖10示出了用于第一變壓器A和第二變壓器B的集成芯1000的再一個(gè)示例性實(shí)施例。在上文所述以及圖2中所示的子變換器SC1、SC2中，可以采用第一和第二變壓器A、B。如圖10中所示，第一變壓器A和第二變壓器B包括具有共享芯部分的雙眼芯構(gòu)型。此夕卜，如圖10中所示，每個(gè)變壓器A、B包括環(huán)繞芯卷繞的初級(jí)和次級(jí)繞組。圖11示出了用于四個(gè)變壓器A-D的集成芯1100的另一個(gè)示例性實(shí)施例。在圖2的多相功率變換器200中，可以采用變壓器A-D。如圖11中所示，變壓器A-D包括在每個(gè)相鄰的變壓器之間具有共享芯部分的聯(lián)體雙眼芯構(gòu)型。此外，如圖11中所示，每個(gè)變壓器A-D包括環(huán)繞芯卷繞的初級(jí)和次級(jí)繞組。或者，耦合電感器可以分別使用圖9中的集成芯900、圖10中的集成芯1000、圖11中的集成芯1100。另外，在圖2的多相功率變換器200 (例如，子變換器SC1、SC2)中，可以使用包括集成芯900、1000、1100的耦合電感器。另外，在任何合適的開關(guān)電源、信號(hào)開關(guān)應(yīng)用中，可以使用本公開的各種實(shí)施例，而不偏離本公開的范圍。為了示出和描述，提供了實(shí)施例的上述描述。所述實(shí)施例不意在窮舉或限制本公開。特定實(shí)施例的單獨(dú)的元件或特征通常不限制于特定實(shí)施例，而是在適用的情況下可互換，并且可以用于選擇的實(shí)施例中，即使沒(méi)有具體地示出或描述。同樣也可以在多種方式 上進(jìn)行變化。這樣的變化不被認(rèn)為是偏離了本公開，所有的這樣的修改意在被包括在本公開的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種多相功率變換器，其特征在于包括 多個(gè)子變換器，每個(gè)子變換器具有輸入電路、輸出電路、以及將所述輸入電路耦接到所述輸出電路的磁芯，所述多個(gè)子變換器中的至少一個(gè)子變換器的磁芯具有與所述多個(gè)子變換器中的另一個(gè)子變換器的磁芯共享的芯部分；以及 控制電路，所述控制電路被配置成以不同的相位操作所述多個(gè)子變換器的輸入電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多相功率變換器，其特征在于，所述多個(gè)子變換器的磁芯形成集成芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多相功率變換器，其特征在于，所述多個(gè)子變換器包括N個(gè)變換器，并且其中所述多個(gè)子變換器的磁芯包括N-I個(gè)共享的芯部分，其中N為大于或等于二的整數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，所述多個(gè)磁芯包括具有EI型芯構(gòu)型的第一磁芯和具有E型芯構(gòu)型的第二磁芯。
5.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，每個(gè)輸出電路包括至少一個(gè)整流器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，每個(gè)輸入電路包括環(huán)繞其磁芯延伸的一個(gè)或更多個(gè)繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多相功率變換器，其特征在于，每個(gè)輸入電路的所述一個(gè)或更多個(gè)繞組環(huán)繞其磁芯的內(nèi)柱延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多相功率變換器，其特征在于，在所述共享的芯部分上沒(méi)有繞組。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，所述輸出電路每個(gè)都耦接到公共端子。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多相功率變換器，其特征在于還包括耦接到所述公共端子的輸出端子。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多相功率變換器，其特征在于還包括耦接在所述公共端子和所述輸出端子之間的電感器和/或電容器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，所述輸入電路每個(gè)都采用正激變換器拓?fù)洹?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，每個(gè)磁芯是具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)的變壓器的芯，每個(gè)輸入電路為初級(jí)側(cè)電路，每個(gè)輸出電路為次級(jí)側(cè)電路。
14.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，每個(gè)磁芯為耦合電感器的芯。
15.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，所述不同的相位為不相交迭的相位。
16.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多相功率變換器，其特征在于，所述不同的相位為交迭的相位。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有共享磁芯部分的多相功率變換器，所述多相功率變換器包括控制電路和多個(gè)子變換器。每個(gè)子變換器具有輸入電路、輸出電路、以及將輸入電路耦接到輸出電路的磁芯。多個(gè)子變換器中的至少一個(gè)子變換器的磁芯具有與所述多個(gè)子變換器中的另一個(gè)子變換器的磁芯共享的芯部分。控制電路被配置成以不同的相位操作多個(gè)子變換器的輸入電路。磁芯可以為變壓器、耦合電感器等的芯。
文檔編號(hào)H02M3/28GK202798465SQ20112056468
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者羅貝特·H·基普利, 布雷德利·J·舒馬赫, 安德烈亞斯·施蒂德爾, 錢廣基 申請(qǐng)人:雅達(dá)電子國(guó)際有限公司