[发明专利]高电流半匝绕组

说明书

一种电气设备，包括具有中心部分和两个外部部分的芯、高电流绕组和低电流绕组。高电流绕组包括在第一高电流端子和第二高电流端子之间并联连接的多个半匝线圈。多个半匝线圈中的每一个半匝线圈围绕在中心部分的一部分周围，并与第一高电流端子和第二高电流端子一起形成在两个外部部分之一周围的回路。低电流绕组包括串联连接在第一低电流端子和第二低电流端子之间的多个整匝线圈，多个整匝线圈中的每一个整匝线圈基本上完全围绕在芯的中心部分周围。高电流绕组的多个半匝线圈与低电流绕组的多个整匝线圈交错。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月1日提交的题为“High-Current Half-Turn Windings”的第62/428,934号美国临时专利申请的优先权和权益，该美国临时专利申请以其整体通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及变压器和电感器。更具体地，本公开涉及变压器和电感器的绕组。

背景

变压器通常用于高效电气和电力电子应用，诸如直流-直流(DC-DC)转换器、直流-交流(DC-AC)逆变器以及交流-交流(AC-AC)系统。在一些应用中，变压器需要高匝数比、低总漏电感和低电压绕组上极高的额定电流。通常，高电流低电压绕组是并联的，而低电流高电压绕组是串联的，以实现高匝数比。此外，可以通过使低电压绕组和高电压绕组交错来实现低漏电感。这种布置需要低压绕组和高压绕组两者的多个端接(termination)，其可能导致制造困难，增加漏电感，并消耗更多空间。

电力变压器有着广泛的应用。高开关频率(例如，600Hz、1,200Hz、100,000Hz等)变压器通常用于现代紧凑型高效电力电子应用，诸如DC-DC转换器或DC-AC逆变器。高频开关有助于避免电感器和变压器的饱和，从而能够使用重量更轻以及材料成本更低的磁性元件。此外，高频开关使得能够在电力电子器件中使用最佳低损耗操作开关，诸如双极结型晶体管(BJT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等，其可以具有不同的开关速度和/或控制方案。

概述