[实用新型]一种单相大功率磁集成高频变压器

说明书

技术领域

本实用新型涉及高频变压器技术领域，特别涉及一种单相大功率磁集成高频变压器。

背景技术

在常规的大功率高频电力电子设备(逆变电路)中一般有两个磁性元件，一个是承担电压转换功能的变压器，一个承担滤波功能的电抗器，电气原理如图1所示。图1中G为直流母线电压，功率开关管Q1-Q4组成全桥逆变器(亦可为半桥或其他逆变拓扑)，高频变压器T的一次侧同逆变桥直接相联构成逆变回路，二次侧同滤波电路(L C)及负载构成回路，因为变压器磁耦合的原理，达到了逆变电路和负载之间的功率传递和电气隔离。可根据变压器一次侧、二次侧的匝比得到满足负载需要的电参数，即具有电参数变换的功能。

由于是两个分立元件，需要分别做相应的图纸及规格书。在整机装配中需要对这两个元件做分别的安装及连接及说明，调试也需要对两个元件是参数做分别监控。这样就增加了整机的复杂性，降低了整机装配效率和可靠性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有大功率高频电力电子设备中承担电压转换功能的变压器所存在的上述技术问题而提供一种通过利用变压器漏感并在变压器输出端增加环形磁芯以代替输出电抗器的单相大功率磁集成高频变压器，从而保证电路输出电感量、减少接线、降低损耗、减少安装空间以提高功率密度及系统的可靠性。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种单相大功率磁集成高频变压器，包括铁芯、两个初级线圈和两个次级线圈，两个初级线圈分为第一初级线圈和第二初级线圈，两个次级线圈分为第一次级线圈和第二次级线圈，其特征在于，所述第一初级线圈绕在所述铁芯外围，所述第一次级线圈绕在所述第一初级线圈外围，所述第二初级线圈绕在所述第一次级线圈外围，所述第二次级线圈绕在所述第二初级线圈外围，在所述铁芯与所述第一初级线圈之间、所述第一次级线圈与所述第一初级线圈之间、所述第二初级线圈与所述第一次级线圈之间、所述第二次级线圈与所述第二初级线圈之间均设置有绝缘纸，所述绝缘纸分别将所述铁芯、第一初级线圈、第一次级线圈、第二初级线圈包裹，所述单相大功率磁集成高频变压器整体也采用绝缘纸包裹；第一初级线圈和第二初级线圈上分别设置有第一输入线、第二输入线，在所述第一次级线圈和第二次级线圈上分别设置有第一输出线、第二输出线，在所述第一输出线、第二输出线上分别套有若干小环形磁芯，用作电抗器。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述第一初级线圈、第二初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈均采用多股漆包线绞合绕制或采用利兹线绕制或采用铜箔绕制。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述铁芯的材质为非晶或铁氧体。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述小环形磁芯为非晶或纳米晶。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述绝缘纸为杜邦^TM或复合纸。

由于采用了如上的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有如下特点：

1)第一初级线圈、第二初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈均采用多股漆包线绞合绕制或采用利兹线绕制或采用铜箔绕制。

1)本实用新型的第一初级线圈、第二初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈均采用多股漆包线绞合绕制或采用利兹线绕制或采用铜箔绕制，解决了现有技术中因为导线在高频下会产生趋肤效应(电流沿导体表面流动)，如用普通单根或几根漆包线则损耗会增加3-10倍，带满载后温升会超出标准值的问题。

2)本实用新型的第一初级线圈、第二初级线圈、第一次级线圈、第二次级线圈的绕制方式由普通层式(内初外次)改成三明治层式(内初中次外初)，这样可以降低漏感以减少变压器损耗30％以上。

3)取消电抗器线圈，利用变压器本身就存在的漏感，再加上在变压器输出端套上环形磁芯以满足系统对感量的要求，磁芯由非晶或纳米晶组成，在高频下具有高导磁低损耗的性能。

4)通过实际测试，本实用新型与目前高频变压器现有技术(分开绕制、单股导线、普通绕法)相比有下列优点：a、损耗降低30％以上；b、可靠性提高10％以上；c、体积缩小20％以上。

附图说明

图1为现有逆变器及变压器的示意图。

图2为本实用新型的单相大功率磁集成高频变压器电气原理示意图。

图3为本实用新型的单相大功率磁集成高频变压器的线圈绕制示意图。

图4为现有高频变压器的线圈绕制示意图。

图5本实用新型的单相大功率磁集成高频变压器整体结构示意图。