[实用新型]谐振变换器

说明书

公开了一种谐振变换器，包括磁集成变压器，该磁集成变压器包括：磁芯，该磁芯具有中柱以及分别位于中柱两侧的第一侧柱和第二侧柱；缠绕在中柱上的初级绕组和次级绕组；以及分别缠绕在第一侧柱和第二侧柱上的第一电感绕组和第二电感绕组，其中，第一电感绕组、初级绕组以及第二电感绕组串联连接，以形成顺次缠绕在第一侧柱、中柱以及第二侧柱上的一个整体绕组，其中，第一电感绕组和第二电感绕组被布置成通过自感在第一侧柱和第二侧柱处产生感应电动势。

技术领域

本实用新型总体上涉及谐振变换器，具体地涉及应用了磁集成技术的谐振变换器。

背景技术

谐振变换器通常由开关器件和LC谐振电路组成，开关器件两端的电压以及流过开关器件的电流周期性振荡变化(例如，呈正弦波)，从而使得开关器件的零电流和/或零电压切换成为可能。通过执行零电流和/或零电压切换可以大大降低开关损耗。

更具体地，如图1所示，传统的谐振变换器可以包括：与电源V1连接的开关器件S1，S2(半桥或全桥型)、彼此串联连接以形成LC谐振电路的谐振电容器Cr和谐振电感器Lr、变压器T、以及输出整流二极管 D1-D4。替选地，也可以使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) 来代替整流二极管。

然而，随着电源的功率密度越来越高，磁性组件的尺寸变得非常关键，例如在模块电源(brick power supply)的应用中。因此，期望能够进一步减小磁性组件的尺寸。

此外，传统的谐振变换器通常利用变压器的漏感作为谐振电感或使用外置的独立谐振电感，这样往往难以获得大的电感量或者会增大磁性组件的尺寸，因此具有很大的局限性。因此，也期望提供一种能够克服谐振电感的局限性的技术。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出了一种谐振变换器，在该谐振变换器中实现了谐振电感器与变压器的磁集成，从而有利于减小磁性组件的尺寸和磁芯损耗。此外，该谐振变换器能够获得任意的谐振电感量。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种谐振变换器，包括磁集成变压器，所述磁集成变压器包括：磁芯，所述磁芯具有中柱以及分别位于所述中柱两侧的第一侧柱和第二侧柱；缠绕在所述中柱上的初级绕组和次级绕组；以及分别缠绕在所述第一侧柱和所述第二侧柱上的第一电感绕组和第二电感绕组，其中，所述第一电感绕组、所述初级绕组、以及所述第二电感绕组串联连接，以形成顺次缠绕在所述第一侧柱、所述中柱以及所述第二侧柱上的一个整体绕组，其中，所述第一电感绕组和所述第二电感绕组被布置成通过自感在所述第一侧柱和所述第二侧柱处产生感应电动势。

附图说明

图1示意性地示出了传统的谐振变换器的电路图。

图2示意性地示出了根据本实用新型的谐振变换器的电路图。

图3示意性地示出了磁集成变压器的绕组绕制方式。

图4示意性地示出了在磁芯中产生的磁通量。

图5和图6示出了等效电路图。

具体实施方式

图2示出了根据本实用新型的谐振变换器的示意电路图。相比于图1 所示的传统谐振变换器，根据本实用新型的谐振变换器的主要特点在于谐振电感器Lr与变压器T的磁集成，即，谐振电感器Lr不再是分立的元件。

图3示出了图2中的磁集成变压器的一个示例。如图3所示，变压器包括磁芯以及绕组N1和N2。为了说明的目的，图中示出了EI型磁芯，在磁芯的“E”形部分和“I”形部分之间存在气隙Gap1，Gap2，Gap3。需要说明的是，本实用新型的磁芯并不限于“E-I”形状，本领域技术人员易于将本实用新型应用于其它形状的磁芯，只要该磁芯具有位于中间的中柱以及分别位于中柱两侧的两个侧柱。例如，本实用新型也可适用于 EE型磁芯。