[实用新型]一种集成磁元件的直流变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及直流变换器，特别是指一种集成磁元件的直流变换器。

背景技术

电力电子技术的飞速发展，对变换器的功率密度、效率、输出纹波以及动态性能不断提出更高的要求，尤其是微处理器的飞速发展对为其供电的模块电源更是提出了极大的挑战。人们在应用多种技术手段来提高模块电源性能的同时，越来越发现磁性元件(简称磁件，包括电感、变压器)是限制变换器体积、重量、效率的一个重要因素。据美国电源制造者协会(PSMA)统计，磁件体积在DC-DC模块中占到总体积的20％以上、重量占总重的30％以上、损耗也占有相当比例；另外，磁件还是影响电源输出动态性能和输出纹波的一个重要因素。

在传统的全波整流全桥(半桥)变换器中，需要变压器及电感两个磁性器件，磁件存在所占体积、重量、损耗都较大的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型在于提供一种集成磁元件的直流变换器，以解决上述全波整流全桥(半桥)变换器中，需要变压器及电感两个磁性器件，磁件存在所占体积、重量、损耗都较大的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种集成磁元件的直流变换器，包括：

连接直流电流输入端、产生周期性电压的切换电路，所述切换电路连接集成磁元件，所述集成磁元件连接整流、滤波电路和直流电流输出端；

所述集成磁元件包括：开口相对的两个E型铁芯，绕在铁芯上的线圈形成变压器和电感。

优选的，所述线圈绕制在两个E型铁芯外侧柱上形成变压器，其中一个E型铁芯的中心柱上绕制电感。

优选的，所述线圈绕制在两个E型铁芯中心柱上形成变压器，其中一个E型铁芯的两个外侧柱上绕制电感。

优选的，所述线圈绕制在两个E型铁芯的同一侧的外侧柱上形成变压器，其中一个E型铁芯的一个外侧柱上绕制电感。

优选的，两个E型铁芯中间还具有I型铁芯，所述线圈绕制在一个E型铁芯的中心柱上形成变压器；在另一个E型铁芯的中心柱上绕制电感。

优选的，所述切换电路为全桥结构或半桥结构。

优选的，所述切换电路为全桥结构时，采用四个开关管Q1、Q2、Q3、Q4构成全桥结构；

所述切换电路连接集成磁元件为：Q1、Q2的漏极与输入电压正极相连，Q3、Q4的源极与直流电流输入端的输入电压负极相连，Q1的源极与Q3的漏极及变压器一次侧线圈的一端相连，Q2的源极与Q4的漏极及一次侧线圈的另一端相连。

优选的，所述切换电路为半桥结构时，采用两个开关管Q1、Q2及两个分压电容C1、C2构成半桥结构；

所述切换电路连接集成磁元件为：Q1的漏极、C1的一端与输入电压正极相连，Q2的源极、C2的一端与直流电流输入端输入电压的负极相连，Q1的源极、Q2的漏极与变压器的一次侧线圈的一端相连，C1的另一端、C2的另一端与一次侧线圈的另一端相连。

本实用新型中的直流变换器，在同一个铁芯上实现变压器和电感，磁件体积较小，重量较轻、损耗也相应降低，并可有效降低了生产成本。

附图说明

图1是全桥直流变换器的结构图；

图2是第一种磁元件的结构图；

图3是含有第一种磁元件的全桥直流变换器的结构图；

图4是第二种磁元件的结构图；

图5是含有第二种磁元件的全桥直流变换器的结构图；

图6是第三种磁元件的结构图；

图7是含有第三种磁元件的全桥直流变换器的结构图；

图8是第四种磁元件的结构图；

图9是含有第四种磁元件的全桥直流变换器的结构图；

图10是半桥直流变换器的结构图；

图11是含有第一种磁元件的半桥直流变换器的结构图；

图12是含有第二种磁元件的半桥直流变换器的结构图；

图13是含有第三种磁元件的半桥直流变换器的结构图；

图14是含有第四种磁元件的半桥直流变换器的结构图。

具体实施方式

为清楚说明本实用新型中的技术方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

本实用新型中的变换器，包括全桥、半桥的直流变换器，参见图1，图1是全桥直流变换器的结构图，包括：直流电流输入端1、切换电路2、具有集成磁元件的全波整流电路3、直流电流输出端4。