[发明专利]一种适用于多谐振三端口双向DC-DC变流器的无源元件集成装置

说明书

本发明公开一种适用于多谐振三端口双向DC‑DC变流器的无源元件集成装置其包括第一、第二、第三和第四柔性多层带材集成绕组、第一I型磁芯、第一和第二E型磁芯；第一和第二E型磁芯分别位于第一I型磁芯上下方并接触设置，第一和第二E型磁芯左右边柱分别与第一I型磁芯之间设有气隙；第一和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在第一E型磁芯左右磁柱上，第三和第四柔性多层带材集成绕组分别绕制在第二E型磁芯左右磁柱上。本发明采用柔性多层带材集成技术创制四个集成绕组，将两个串联谐振电容、两个串联谐振电感、两个并联谐振电容、两个并联谐振电感和两个变压器全部集成在一组E‑I‑E型磁芯中，通过缩减无源元件体积提高电路功率密度。

技术领域

本发明公开一种适用于多谐振三端口双向DC-DC变流器的无源元件集成装置。

背景技术

相比传统的DC-DC变流器，该多谐振三端口双向DC-DC变流器通过引入谐振电流的三次谐波分量，不但可以降低峰值电流而且可以获得更高效率。然而，该多谐振三端口双向DC-DC变流器使用了大量体积庞大且重量笨重的无源元件，这无疑显著增加了装置的尺寸和体积。因此，本发明引入了柔性多层带材无源元件集成技术，将两个串联谐振电容、两个串联谐振电感、两个并联谐振电容、两个并联谐振电感和两个变压器全部集成在一组E-I-E型磁芯中，可以显著提高该谐振变流器的功率密度，其在分布式发电领域得到了广泛重视和研究。

本发明面向一种适用于多谐振三端口双向DC-DC变流器的无源元件集成装置，具有以下优点：(1) 通过削减峰值电流，有效降低对电流应力的要求，从而实现减少磁芯损耗的目的；(2) 该谐振变流器性能优异，在宽负载范围内效率仍超过96%。

发明内容

本发明解决上述问题的技术方案是：一种适用于多谐振三端口双向DC-DC变流器的无源元件集成装置包括第一柔性多层带材集成绕组、第二柔性多层带材集成绕组、第三柔性多层带材集成绕组和第四柔性多层带材集成绕组、第一I型磁芯、第一E型磁芯和第二E型磁芯；第一E型磁芯位于第一I型磁芯上方且与第一I型磁芯相对接触设置、第二E型磁芯位于第一I型磁芯下方且与第一I型磁芯相对接触设置，第一E型磁芯左右边柱和第二E型磁芯左右边柱分别与第一I型磁芯之间设有气隙；第一柔性多层带材集成绕组和第二柔性多层带材集成绕组分别绕制在第一E型磁芯的左右磁柱上，第三柔性多层带材集成绕组和第四柔性多层带材集成绕组分别绕制在第二E型磁芯的左右磁柱上；所述的第一柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第一绝缘带材、第一导体带材、第一电介质带材、第二导体带材、第一漏感带材、第二绝缘带材和第三导体带材；所述的第二柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第三绝缘带材、第四导体带材、第二电介质带材和第五导体带材；所述的第三柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第四绝缘带材、第六导体带材、第三电介质带材、第七导体带材、第二漏感带材、第五绝缘带材和第八导体带材；所述的第四柔性多层带材集成绕组由里到外依次排列为第六绝缘带材、第九导体带材、第四电介质带材和第十导体带材。

所述的第一导体带材左端口分别与第一开关管源极和第二开关管漏极共同连接在一起，其右端口悬空不接入电路；所述的第二导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第四导体带材左端口相连；所述的第三导体带材左端口与第八导体带材左端口相连，其右端口分别与第九开关管源极和第十开关管漏极共同连接在一起；所述的第四导体带材右端口与第五导体带材左端口相连；所述的第五导体带材右端口分别与第三开关管源极和第四开关管漏极共同连接在一起；所述的第六导体带材左端口分别与第五开关管源极和第六开关管漏极共同连接在一起，其右端口悬空不接入电路；所述的第七导体带材左端口悬空不接入电路，其右端口与第九导体带材左端口相连；所述的第八导体带材右端口分别与第十一开关管源极和第十二开关管漏极共同连接在一起；所述的第九导体带材右端口与第十导体带材左端口相连；所述的第十导体带材右端口分别与第七开关管源极和第八开关管漏极共同连接在一起。