[发明专利]一种矩阵式变压器的串并联均衡方法

说明书

本发明公开了一种基于宽禁带异质结结构的平面变压器的矩阵式变压器串并联均衡技术的，本技术可通过对矩阵式变压器的串并联方式的重新组合来实现矩阵式变压器串并联的均衡变压，并且对奇数、偶数个变压器时的情况进行讨论，额外对2个变压器时进行了其他方法的讨论，不仅省去了传统利用均衡电阻分流实现均衡的方案中的所有的均衡电阻、电感、电容等器件，还避免了电阻等带来压降以及损耗等问题，并可以更迅速的实现变压器电路的均衡，能够广泛的应用到变压器均衡的电路中。

技术领域

本发明涉及变压器技术，尤其涉及一种矩阵式变压器的串并联均衡方法。

背景技术

传统的变压器通常有两种形式，第一种最常见，由磁芯、线圈和骨架组成，有贴片和插件两种样式，该型变压器由于绕线工艺的复杂多变以及线径的影响，其工作带宽通常低于1MHz，最主要的是线圈的交流电阻较大，损耗大，变压器尺寸也大，且由于线圈缠绕在磁芯上，在工作时导致内外温度不均衡，线圈内部散热性能较差。第二种为平面变压器，由磁芯、PCB板组成，不需要骨架，线圈直接通过PCB板制备，该型变压器绕线一致性很高，走线薄，线圈交流电阻较小，损耗低，最重要的优点是高频性能好，工作带宽可提升至2MHz，但是，当做为跨接在原副边之间的隔离变压器时，该型变压器很难处理安规问题。本项目首次独创基于第三代宽禁带半导体的技术来构建平面变压器，利用GaN/AlGaN异质结天然形成的二维电子气(2DEG)替代传统铜线。GaN/AlGaN异质结形成的二维电子气的浓度可高达1·1020/cm3，因而，其导电性能与铜相当，且半导体中的电子不像金属中的那样难以束缚，它可以通过调节组份、掺杂、变温、辐照等手段对其电导率进行调控。由于GaN材料禁带宽度达3.4eV，耐压特性强，可以很好的解决安规的问题。

但是由于变压器在制作工艺上的内部材料用量不同和生产过程中产生结构的微小差异等原因，导致变压器采用矩阵式变压的过程中会产生单个个体间电流和电压上的微小差异，而这差异会对器件的使用寿命等方面产生不利影响，而且很可能会对变压效果产生影响。因此，本专利将首次在对矩阵式变压器的串并联布局上进行重新组合来消除个体间电压电流的差异来实现均衡变压。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种矩阵式变压器的串并联均衡方法，适应不同工作环境的一种矩阵式变压器的串并联均衡方法。

本发明提供的一种矩阵式变压器的串并联均衡方法，包括：变压器为双数、变压器为双数n个、变压器的个数为奇数、变压器的个数为奇数n个、两个变压器串联和两个变压器并联

当变压器为双数时，S1,S2,S3,S4,S5,S6是开关器件，实际应用用HEMT器件替换。T1,T2,T3,T4,T5,T6是一种基于宽禁带异质结结构的平面变压器。

该电路首先通过单片机对T1—T6的两端电压与通过的电流进行数据采集，通过对采集的数据进行分析后，利用串并联重组模块对S1—S6的开关进行实时控制，首先将两端电压差异最大的两个变压器进行并联构成一个组，然后对剩余变压器中两端电压差异最大的两个变压器再次进行并联构成一个组，依次类推，最后将构成3个组，然后再将构成的3个组进行串联，依据串联电流的原理，3组的电流便相同。

变压器为双数n个时：当矩阵式变压器中变压器为n(偶数)个时，均衡变压方法与6个变压器时所演示的相同，依旧为先采用单片机对T1—Tn两端电压和通过电流进行采集、分析，找出两端电压差异最大的变压器使其进行并联构成一个组，再次对剩余的变压器进行分析，找出两端电压差异最大的变压器，调节电路后使其并联构成一个组，再将剩余变压器中电压差异最大的两个变压器进行并联，依次类推，最后会得到n/2个组，将所有的组进行串联，依据串联电流相同的原理，每个并联组的电流相同，则可以实现n个变压器的串并联的均衡变压。