一种用于LLC的分布式磁柱的磁集成变压器及其标定方法与流程

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器及其标定方法。

背景技术：

1、提升功率密度一直是电力电子技术的致力追求之一，更加小型化的磁性元件，对提升功率密度有明显的帮助；传统的磁性元件设计绕组与磁芯常常需要分别占据空间，存在空间利用率不足，造成磁性元件小型化不理想的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器及其标定方法，用于解决传统的磁性元件空间利用率不足的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，包括沿上表面对称拼接的两个磁性件，所述磁性件包括：

4、磁盖，上表面中部具有向上延伸的平台；

5、第一磁柱，设置于所述磁盖上表面，且与所述平台具有重合区域；

6、第一绕组，绕制于所述第一磁柱外壁；

7、第二磁柱，设置于所述磁盖上表面，且与所述平台具有重合区域，与所述第一磁柱间隔设置；

8、第二绕组，绕制于所述第二磁柱外壁，且与所述第一绕组的绕制方向相反；

9、公共磁柱，设置于所述平台上表面，且位于所述第一磁柱和所述第二磁柱之间；

10、边磁柱，包括第一边磁柱、第二边磁柱、第三边磁柱以及第四边磁柱；所述第一边磁柱和所述第二边磁柱设置于靠近所述第一磁柱的所述磁盖上表面端角，所述第三边磁柱和所述第四边磁柱设置于靠近所述第二磁柱的所述磁盖上表面端角；

11、其中，所述公共磁柱和所述边磁柱的高度相等，且所述公共磁柱和所述边磁柱的高度大于所述第一磁柱和所述第二磁柱的高度。

12、可选的，所述第一磁柱的外壁采用第一弧面结构，且所述第一弧面结构与所述第一绕组内圈相匹配；

13、所述第二磁柱的外壁采用第二弧面结构，且所述第二弧面结构与所述第二绕组内圈相匹配。

14、可选的，所述公共磁柱包括间隔设置的第一公共磁柱和第二公共磁柱；

15、所述第一公共磁柱朝向所述第一磁柱的外壁采用第三弧面结构，且所述第三弧面结构与所述第一绕组外圈相匹配；

16、所述第一公共磁柱朝向所述第二磁柱的外壁采用第四弧面结构，且所述第四弧面结构与所述第二绕组外圈相匹配；

17、所述第二公共磁柱朝向所述第一磁柱的外壁采用第五弧面结构，且所述第五弧面结构与所述第一绕组外圈相匹配；

18、所述第二公共磁柱朝向所述第二磁柱的外壁采用第六弧面结构，且所述第六弧面结构与所述第二绕组外圈相匹配。

19、可选的，所述公共磁柱朝向所述第一磁柱的外壁采用第七弧面结构，且所述第七弧面结构与所述第一绕组外圈相匹配；

20、所述公共磁柱朝向所述第二磁柱的外壁采用第八弧面结构，且所述第八弧面结构与所述第二绕组外圈相匹配。

21、可选的，所述第一边磁柱朝向所述第一磁柱的外壁采用第九弧面结构，且所述第九弧面结构与所述第一绕组外圈相匹配；

22、所述第二边磁柱朝向所述第一磁柱的外壁采用第十弧面结构，且所述第十弧面结构与所述第一绕组外圈相匹配；

23、所述第三边磁柱朝向所述第二磁柱的外壁采用第十一弧面结构，且所述第十一弧面结构与所述第二绕组外圈相匹配；

24、所述第四边磁柱朝向所述第二磁柱的外壁采用第十二弧面结构，且所述第十二弧面结构与所述第二绕组外圈相匹配。

25、可选的，所述磁盖、所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述公共磁柱以及所述边磁柱为一体成型结构。

26、第二方面，本发明提供了一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器的标定方法，采用如上述的磁集成变压器；所述标定方法包括：

27、构建所述磁集成变压器的等效电路；

28、以磁盖、公共磁柱、第一边磁柱、第二边磁柱、第三边磁柱以及第四边磁柱上的磁密均相等为目标，计算所述等效电路中各电阻的阻值；

29、根据各所述电阻的阻值计算磁盖、公共磁柱、第一边磁柱、第二边磁柱、第三边磁柱以及第四边磁柱的截面积。

30、可选的，所述构建所述磁集成变压器的等效电路包括：

31、将两个磁性件的第一绕组产生的磁势等效为电源e1，将两个磁性件的第二绕组产生的磁势等效为电源e2；

32、将两个磁性件的第一磁柱产生的磁阻等效为电阻r1，将两个磁性件的第二磁柱产生的磁阻等效为电阻r2，将两个磁性件的公共磁柱产生的磁阻等效为电阻r3，将两个磁性件的第一边磁柱、第二边磁柱产生的磁阻等效为电阻r4，将两个磁性件的第三边磁柱、第四边磁柱产生的磁阻等效为电阻r5；

33、将一个磁性件的磁盖的平台靠近第一磁柱和第二磁柱两侧产生的磁阻等效为电阻r′01和电阻r′02，将所述磁性件的平台两侧所述磁盖产生的磁阻等效为电阻r′03和电阻r′04；

34、将另一个磁性件的平台靠近第一磁柱和第二磁柱两侧产生的磁阻等效为电阻r″01和电阻r″02，将所述磁性件的平台两侧所述磁盖产生的磁阻等效为电阻r″03和电阻r″04；

35、所述电源e1的正极通过电阻r1分别连接至电阻r″03和电阻r″01的一端，所述电阻r″03的另一端依次通过电阻r4和电阻r′03连接至电源e1的负极，所述电阻r″01的另一端依次通过电阻r3、电阻r′01连接至电源e1的负极；所述电源e1、电阻r1、电阻r″03、电阻r4以及电阻r′03构成第一支路，所述电源e1、电阻r1、电阻r″01、电阻r3、电阻r′01构成第二支路；

36、所述电源e2的负极通过电阻r2分别连接至电阻r″04和电阻r″02的一端，所述电阻r″04的另一端依次通过电阻r5和电阻r′04连接至电源e1的正极，所述电阻r″02的另一端依次通过电阻r3、电阻r′02连接至电源e1的正极。

37、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

38、本发明提供了一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器及其标定方法，将llc谐振变换器的谐振电感与变压器集成在一起，采用分布式的磁柱，能够精确控制各磁路的磁通分配；并根据标定方法精确标定各磁柱和磁盖的面积，在满足设计要求的同时，最大程度提升空间利用率，减小磁芯体积。

技术特征：

1.一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，包括沿上表面对称拼接的两个磁性件，其特征在于，所述磁性件包括：

2.根据权利要求1所述的用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，其特征在于，所述公共磁柱包括间隔设置的第一公共磁柱和第二公共磁柱；

4.根据权利要求1所述的用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器，其特征在于，所述磁盖、所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述公共磁柱以及所述边磁柱为一体成型结构。

7.一种用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器的标定方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一项所述的磁集成变压器；所述标定方法包括：

8.根据权利要求7所述的用于llc的分布式磁柱的磁集成变压器的标定方法，其特征在于，所述构建所述磁集成变压器的等效电路包括：

技术总结
本发明公开了一种用于LLC的分布式磁柱的磁集成变压器及其标定方法，结构包括沿上表面对称拼接的两个磁性件，磁性件包括：磁盖，上表面中部具有向上延伸的平台；第一磁柱，设置于磁盖上表面；第一绕组，绕制于第一磁柱外壁；第二磁柱，设置于磁盖上表面；第二绕组，绕制于第二磁柱外壁，且与第一绕组的绕制方向相反；公共磁柱，设置于平台上表面，且位于第一磁柱和第二磁柱之间；边磁柱，设置于磁盖上表面端角；其中，公共磁柱和边磁柱的高度相等，且公共磁柱和边磁柱的高度大于第一磁柱和第二磁柱的高度；本发明采用分布式的磁柱，能够精确控制各磁路；在满足设计要求的同时，最大程度提升空间利用率，减小磁芯体积。

技术研发人员：吴方捷,陈磊,周建伟
受保护的技术使用者：南京康尼新能源汽车零部件有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17