[发明专利]一种分布式气隙结构、方法及高频变压器

说明书

本发明提供一种分布式气隙结构、方法及高频变压器，其中，所述气隙结构包括用于提升变压器漏感的附加铁芯，所述附加铁芯上设有x个气隙分布区域，每个所述气隙分布区域均分布有m个气隙，每个所述气隙的宽度以及长度均相等。本发明减小损耗和缓解变压器局部发热。

技术领域

本发明属于变压器技术领域，特别涉及一种分布式气隙结构、方法及高频变压器。

背景技术

在双向主动全桥变换器（dual active bridge,DAB）的原边全桥和副边全桥的中间布置有高频变压器和附加电感，附加电感的作用是瞬时功率的缓冲，且附加电感是实现控制功率的传输的必要部件，然而附加电感会带来额外的损耗，降低系统的传输效率，并且附加电感占据较大体积，导致DAB系统所占的空间体积较大，功率密度降低，为此，通常会采用在高频变压器中设计附加铁芯的方案来集成漏感，此时相当于将附加铁芯的励磁电感作为变压器漏感的一部分，但由于附加铁芯整体的磁导率极大，造成附加铁芯上产生的电感值极大，同时附加铁芯上的磁导率变化较大，从而难以完成对准确电感数值的设计控制，由此可知，如何在高频变压器中设计通过附加铁芯的方案来集成漏感，避免附加铁芯上产生的电感值过大，降低附加铁芯上的磁导率变化就变得尤为重要。

因此，需要设计一种分布式气隙结构、方法及高频变压器，以解决上述技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种分布式气隙结构，其中，所述气隙结构包括用于提升变压器漏感的附加铁芯，所述附加铁芯上设有x个气隙分布区域，每个所述气隙分布区域均分布有m个气隙，每个所述气隙的宽度以及长度均相等。

进一步地，单个所述气隙与所述变压器的绕组之间的距离大于3～5个气隙长度。

进一步地，单个所述气隙的长度通过如下公式确定：

其中，l₁表示气隙的长度，n表示单个所述气隙与所述变压器的绕组之间的距离，l_iso表示单个所述气隙与所述变压器的绕组之间的距离。

进一步地，所述附加铁芯包括两个铁芯柱和两个铁轭，其中，

两个所述铁芯柱连接在两个铁轭之间；

两个所述铁芯柱相互平行，两个所述铁轭相互平行。

进一步地，当x=2时，2个所述气隙分布区域分别设在附加铁芯的两个铁芯柱上。

进一步地，当x=2时，2个所述气隙分布区域分别设在附加铁芯的两个铁轭上。

进一步地，当x=4时，其中2个所述气隙分布区域分别设在附加铁芯的两个铁芯柱上，另外2个所述气隙分布区域分别设在两个铁轭上。

进一步地，单个所述铁轭上气隙的数量小于单个铁芯柱上气隙的数量。

进一步地，所述铁芯柱与铁轭之间的连接面为斜面或平面。

一方面，本发明提供一种分布式气隙结构的气隙分布方法，其中，所述气隙结构包括用于提升变压器漏感的附加铁芯；

所述方法包括：

在所述附加铁芯上设置x个气隙分布区域；

在每个所述气隙分布区域均分布m个气隙，其中，每个所述气隙的宽度以及长度均相等。

另一方面，本发明还提供一种高频变压器，其中，所述变压器包括原边绕组、副边绕组、附加铁芯，所述附加铁芯采用如上述的附加铁芯；

所述附加铁芯设于原边绕组和副边绕组之间，其中，

所述附加铁芯与原边绕组耦合，与副边绕组不耦合。

进一步地，所述变压器还包括主铁芯，所述副边绕组绕制在主铁芯的外周围。