[发明专利]具有集成磁性元件的LLC谐振转换器

权利要求书

1.一种功率转换系统，其包括：

开关电路，其包含连接在第一输入节点与交换节点之间的第一初级侧晶体管和连接在所述交换节点与第二输入节点之间的第二初级侧晶体管，和

串联电路，其包含：

在所述交换节点与所述第二输入节点之间串联连接的整数数目N个变压器初级电路、电容器和电感器，N大于1；

N个变压器次级电路，所述N个变压器次级电路中的单独变压器次级电路包含一个或多个变压器次级绕组，和在第一转换器输出与第二转换器输出之间与所述变压器次级绕组串联连接的至少一个次级晶体管或二极管；

控制电路，其包含第一输出集合以提供第一交换控制信号集合来交替地开启和关闭所述第一初级侧晶体管和所述第二初级侧晶体管，从而使所述交换节点交替地耦合到所述第一输入节点和所述第二输入节点以将AC信号提供到所述N个变压器初级电路；和

芯堆叠结构，其用以提供单一磁路以磁性地耦合所述变压器初级电路、所述电感器和所述变压器次级电路，所述芯堆叠结构包含：

N个变压器芯结构，其布置在堆叠中，其中所述N个变压器初级电路中的单独变压器初级电路包含围绕所述变压器芯结构中的对应一个的至少一部分缠绕的变压器初级绕组，且其中所述一个或多个变压器次级绕组围绕所述变压器芯结构中的对应一个的至少一部分缠绕，和

电感器芯结构，其布置在所述堆叠中，其中所述电感器包含围绕所述电感器芯结构的至少一部分缠绕的电感器绕组。

2.根据权利要求1所述的功率转换系统，

其中所述变压器芯结构和所述电感器芯结构为E形结构，单独E形结构包含：

基底，其在第一方向上从第一端部延伸到第二端部，所述基底包含顶部侧面和相对的底部侧面，

第一端部支脚，其在第二方向上接近于所述第一端部从所述基底的所述顶部侧面向外延伸，

第二端部支脚，其在所述第二方向上接近于所述第二端部从所述基底的所述顶部侧面向外延伸，和

中间支脚，其在所述第二方向上从所述基底的所述顶部侧面向外延伸，所述中间支脚沿所述第一方向与所述第一端部支脚和所述第二端部支脚间隔开并处于所述第一端部支脚与所述第二端部支脚之间；

其中所述电感器绕组围绕所述电感器芯结构的所述中间支脚缠绕；且

其中所述变压器初级绕组和变压器次级绕组围绕对应变压器芯结构的所述中间支脚缠绕。

3.根据权利要求2所述的功率转换系统，

其中所述电感器芯结构和N-1个所述变压器芯结构的所述端部和中间支脚朝向相邻变压器芯结构的所述基底；且

其中所述芯堆叠结构进一步包括顶部芯结构，所述顶部芯结构包含面向所述变压器芯结构中的第一个的所述端部和中间支脚的侧面。

4.根据权利要求3所述的功率转换系统，

其中所述芯结构在所述芯堆叠结构中彼此间隔开，以提供在每一变压器芯结构的所述端部支脚与所述相邻变压器或顶部芯结构的所述基底之间的间隙；

其中所述变压器初级绕组和所述变压器次级绕组堆叠于每一单独变压器芯结构的所述中间支脚与所述端部支脚之间的空间中；

其中所述变压器初级绕组和变压器次级绕组的最上部绕组安置为离所述变压器芯结构的所述基底最远；且

其中所述最上部绕组与所述端部支脚横向地间隔开大于所述变压器初级绕组和所述变压器次级绕组中的其它变压器绕组的横向间隔距离的距离。

5.根据权利要求4所述的功率转换系统，其中所述最上部绕组为所述变压器次级绕组中的一个。

6.根据权利要求4所述的功率转换系统，其中所述单独变压器次级电路包含：

第一变压器次级绕组和第二变压器次级绕组，其围绕所述变压器芯结构中的对应一个的至少一部分缠绕，所述变压器次级绕组独立地包含第一端部和第二端部，所述第一变压器次级绕组和所述第二变压器次级绕组的所述第一端部连接到所述第二转换器输出；和

第一次级晶体管和第二次级晶体管，所述第一次级晶体管连接在所述第一变压器次级绕组的所述第二端部与所述第一转换器输出之间，所述第二次级晶体管连接在所述第二变压器次级绕组的所述第二端部与所述第一转换器输出之间。