集成磁性組件與應(yīng)用其的全波整流變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種磁性組件，特別是關(guān)于變壓器和電感集成的磁集成組件。
【背景技術(shù)】
[0002]在車用電源中，由于其跟隨整車行駛，面臨著各種惡劣的環(huán)境，如高溫、高濕、強(qiáng)震動(dòng)、環(huán)境溫度劇烈變化等場合。電源中的功率隔離變壓器和輸出濾波電感往往是所有電力轉(zhuǎn)換器件中體積最大、重量最重，更是影響電源轉(zhuǎn)換效率、電氣性能、以及機(jī)械性能的主要器件。面對(duì)復(fù)雜惡劣的應(yīng)用環(huán)境，減小電源中磁性組件的體積和數(shù)量，提高電源的整體可靠性，一直是車用電源開發(fā)的重點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種集成磁性組件與應(yīng)用其的全波整流變換器，將具有副邊中心抽頭變壓器以及輸出濾波電感整合于同一磁性組件中，用以節(jié)省磁性組件的數(shù)量以及所占的體積與重量，改善副邊繞組和電感繞組的連接工藝和損耗，提高電源轉(zhuǎn)換效率。
[0004]本發(fā)明的一實(shí)施方式提供了一種集成磁性組件，包含一磁芯和多個(gè)繞組。磁芯包含至少四個(gè)磁柱，多個(gè)繞組繞設(shè)在所述磁芯上，包含一原邊繞組、一第一副邊繞組、一第二副邊繞組以及一電感繞組。其中原邊繞組、第一副邊繞組和第二副邊繞組繞設(shè)于其中一個(gè)磁柱上，第一副邊繞組的一端與第二副邊繞組的一端連接。電感繞組繞設(shè)于另一個(gè)磁柱上，其中電感繞組的一端連接至第一副邊繞組與第二副邊繞組的連接處。
[0005]于一或多個(gè)實(shí)施例中，第一副邊繞組、第二副邊繞組與電感繞組為一體成形的一整合繞組。
[0006]于一或多個(gè)實(shí)施例中，整合繞組由同一金屬板制作而成。
[0007]于一或多個(gè)實(shí)施例中，整合繞組包含兩個(gè)穿孔，用于分別組配第一副邊繞組、第二副邊繞組以及電感繞組所在的磁柱。
[0008]于一或多個(gè)實(shí)施例中，原邊繞組還包含一中空繞線骨架和繞設(shè)在中空繞線骨架上的一線圈。
[0009]于一或多個(gè)實(shí)施例中，中空繞線骨架與第一副邊繞組和第二副邊繞組套設(shè)于同一磁柱上。
[0010]于一或多個(gè)實(shí)施例中，第一副邊繞組與第二副邊繞組分別包含一出線端與一連接端，其中電感繞組的一端連接至第一副邊繞組和第二副邊繞組的連接端，連接端的位置不與第一副邊繞組和第二副邊繞組的出線端同側(cè)。
[0011]于一或多個(gè)實(shí)施例中，磁柱包含依序排列的一第一磁柱、一第二磁柱、一第三磁柱以及一第四磁柱，原邊繞組、第一和第二副邊繞組繞設(shè)于第二磁柱上，電感繞組繞設(shè)于第三磁柱。
[0012]于一或多個(gè)實(shí)施例中,第二磁柱或第三磁柱具有氣隙。
[0013]于一或多個(gè)實(shí)施例中，磁柱還選擇性地包含一第五磁柱。
[0014]于一或多個(gè)實(shí)施例中，磁芯還包含一上磁蓋與一下磁蓋，與該些磁柱形成閉合磁路。
[0015]于一或多個(gè)實(shí)施例中，第二或三磁柱選擇性地具有氣隙。
[0016]本發(fā)明的又一實(shí)施方式提供了一種全波整流變換器，包含一原邊開關(guān)單元、一副邊整流單元、一濾波元件、以及連接原邊開關(guān)單元和副邊整流單元的一集成磁性組件，其中集成磁性組件的原邊繞組接受來自所述原邊開關(guān)單元的對(duì)稱信號(hào)。集成磁性組件包含一磁芯和多個(gè)繞組。磁芯包含至少四個(gè)磁柱，多個(gè)繞組繞設(shè)在所述磁芯上，包含一原邊繞組、一第一副邊繞組、一第二副邊繞組以及一電感繞組。其中原邊繞組、第一副邊繞組和第二副邊繞組繞設(shè)于其中一個(gè)磁柱上，第一副邊繞組的一端與第二副邊繞組的一端連接。電感繞組繞設(shè)于另一個(gè)磁柱上，其中電感繞組的一端連接至第一副邊繞組與第二副邊繞組的連接處。
[0017]于一或多個(gè)實(shí)施例中，第一副邊繞組、第二副邊繞組與電感繞組為一體成形的一整合繞組。
[0018]于一或多個(gè)實(shí)施例中，整合繞組由同一金屬板制作而成。
[0019]于一或多個(gè)實(shí)施例中，整合繞組包含兩個(gè)穿孔，用于分別組配第一副邊繞組、第二副邊繞組以及電感繞組所在的磁柱。
[0020]于一或多個(gè)實(shí)施例中，原邊繞組還包含一中空繞線骨架和繞設(shè)在中空繞線骨架上的一線圈。
[0021]于一或多個(gè)實(shí)施例中，中空繞線骨架與第一副邊繞組和第二副邊繞組套設(shè)于同一磁柱上。
[0022]于一或多個(gè)實(shí)施例中，第一副邊繞組與第二副邊繞組分別包含一出線端與一連接端，其中電感繞組的一端連接至第一副邊繞組和第二副邊繞組的連接端，連接端的位置不與第一副邊繞組和第二副邊繞組的出線端同側(cè)。
[0023]于一或多個(gè)實(shí)施例中，磁柱包含依序排列的一第一磁柱、一第二磁柱、一第三磁柱以及一第四磁柱，原邊繞組、第一和第二副邊繞組繞設(shè)于第二磁柱上，電感繞組繞設(shè)于第三磁柱。
[0024]于一或多個(gè)實(shí)施例中,第二磁柱或第三磁柱具有氣隙。
[0025]于一或多個(gè)實(shí)施例中，磁柱還選擇性地包含一第五磁柱。
[0026]于一或多個(gè)實(shí)施例中，磁芯還包含一上磁蓋與一下磁蓋，與該些磁柱形成閉合磁路。
[0027]于一或多個(gè)實(shí)施例中，第二或三磁柱選擇性地具有氣隙。
[0028]于一或多個(gè)實(shí)施例中，集成磁性組件的原邊繞組連接原邊開關(guān)單元，集成磁性組件的第一副邊繞組與第二副邊繞組連接副邊整流單元，所述集成磁性組件的電感繞組一端連接第一副邊繞組和第二副邊繞組的連接處，另一端連接濾波元件。
[0029]于一或多個(gè)實(shí)施例中，原邊開關(guān)單元可以為全橋式變換電路、半橋式變換電路、推挽式變換電路。
[0030]于一或多個(gè)實(shí)施例中，副邊整流單元包含多個(gè)二極管或多個(gè)同步整流器件。
[0031]于一或多個(gè)實(shí)施例中，電感繞組與濾波元件組成一輸出濾波單元。
[0032]于一或多個(gè)實(shí)施例中，所述對(duì)稱信號(hào)的一個(gè)周期包含四個(gè)階段，于階段I中，所述集成磁性組件的原邊繞組出線端接收的電壓等于輸入電壓，于階段2中，所述集成磁性組件的出線端接收的電壓等于零，于階段3中，所述集成磁性組件的出線端接收的電壓等于負(fù)的輸入電壓，于階段4中，所述集成磁性組件的出線端接收的電壓等于零。
[0033]本發(fā)明通過將變壓器以及濾波電感整合在集成磁性組件中，可以減少磁性組件的數(shù)量、整體體積以及重量，并改善組件連接的損耗和機(jī)械性能。除此之外，還可進(jìn)一步將第一副邊繞組、第二副邊繞組以及電感繞組一體成形于同一整合繞組上，借以減少磁性組件連接點(diǎn)以及損耗，并降低氣隙擴(kuò)散磁通帶來的交流繞組損耗，結(jié)構(gòu)上更為穩(wěn)健可靠。
【附圖說明】
[0034]圖1為本發(fā)明的集成磁性組件一實(shí)施例的示意圖；
[0035]圖2為沿圖1中的線段A-A的剖面上視圖；
[0036]圖3A至圖5為本發(fā)明的集成磁性組件不同實(shí)施例的剖面上視圖；
[0037]圖6A為對(duì)應(yīng)于圖4中的副邊繞組以及電感繞組的集成組件一實(shí)施例的立體視圖；
[0038]圖6B為圖6A中的整合繞組的展開圖；
[0039]圖7A至圖7C分別為圖6A的集成組件應(yīng)用于集成磁性組件時(shí)不同組裝階段的立體視圖；
[0040]圖8為本發(fā)明的另一實(shí)施方式的全波整流變換器一實(shí)施例的電路示意圖；
[0041]圖9為圖8中的集成磁性組件的原邊繞組出線端a、b接收對(duì)稱電信號(hào)的一個(gè)開關(guān)周期。
【具體實(shí)施方式】
[0042]以下將以附圖及詳細(xì)說明表達(dá)本發(fā)明的精神，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在了解本發(fā)明的較佳實(shí)施例后，當(dāng)可由本發(fā)明所教示的技術(shù)，加以改變及修飾，