一種新型變壓器及移相全橋dc-dc變換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型變壓器及移相全橋DC-DC變換器，尤其涉及一種用于實(shí)現(xiàn)低壓大電流變換輸出的新型變壓器，及應(yīng)用該新型變壓器移相全橋DC-DC變換器。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀(jì)90年代以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，移相全橋軟開關(guān)DC/DC變換電路逐步趨向成熟，日益發(fā)展成為中-大功率直流變換器的主流。與其他DC/DC相比，移相全橋軟開關(guān)具有以下優(yōu)點(diǎn):變換器充分利用了電路本身的寄生參數(shù)，電路結(jié)構(gòu)簡單；開關(guān)管工作在軟開關(guān)狀態(tài)，降低了開關(guān)損耗，故變換器具有很高的效率；零電壓開關(guān)的工作模式使得變換器中MOSFET工作在很高的開關(guān)頻率，從而提高了功率密度；全橋臂上主功率管的電壓、電流應(yīng)力低。
[0003]在移相全橋DC/DC變換器中，變壓器二次側(cè)的整流電路是變換器的重要組成部分，它很大程度上決定著變換器的性能。然而，在大部分的低壓大電流輸出應(yīng)用場(chǎng)合中，二次側(cè)的整流電路損耗通常在整機(jī)總損耗中占有相當(dāng)大的比重，傳統(tǒng)開關(guān)變換器的整機(jī)總損耗比重分布開始明顯地向DC/DC變換器的二次側(cè)傾斜。變換器二次側(cè)損耗產(chǎn)生的大量熱量嚴(yán)重影響到變換器的安全性和穩(wěn)定性，因此變換器二次側(cè)的散熱是一個(gè)不容忽視的問題。其次，變壓器的二次側(cè)繞組的感應(yīng)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其一次側(cè)輸入電壓，忽略變壓器自身的損耗，其輸入功率基本等于輸出功率，故變壓器二次側(cè)流過的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其一次側(cè)流過的電流。因此如圖1所示，在傳統(tǒng)移相全橋DC/DC變換器中，高頻變壓器副邊繞組的繞制導(dǎo)線100要非常粗且匝數(shù)很少，以有足夠截面積承載大電流，繞制過程中導(dǎo)線不能緊貼磁芯繞制，導(dǎo)致產(chǎn)生漏感、增加電磁干擾、產(chǎn)生諧波，增加變壓器的能量損耗等，同時(shí)在磁電轉(zhuǎn)換過程中，此種繞制方式容易使導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量不易散出去，造成溫度升高，影響變壓器的工作特性和穩(wěn)定性。
[0004]在傳統(tǒng)移相全橋DC/DC變換器的高頻變壓器二次側(cè)，當(dāng)輸出端負(fù)載發(fā)生變化，甚至突然短路時(shí)，由于大輸出濾波電感的存在，使得流經(jīng)副邊的電流是緩慢建立的，造成系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度相對(duì)較慢，不能及時(shí)采取有效的調(diào)節(jié)保護(hù)措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種新型變壓器及移相全橋DC-DC變換器，其克服了【背景技術(shù)】中所述的傳統(tǒng)移相全橋變換器以及傳統(tǒng)低壓大電流輸出用變壓器的不足。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之一是:
[0007]一種新型變壓器，用于實(shí)現(xiàn)低壓大電流變換輸出，它包括磁芯、初級(jí)線圈和次級(jí)板圈，所述次級(jí)板圈由金屬板包繞磁芯形成，所述金屬板包繞的起始端和終止端為次級(jí)板圈的兩輸出端。
[0008]一實(shí)施例之中:所述次級(jí)板圈為單匝金屬板圈。
[0009]一實(shí)施例之中:具有一個(gè)初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)板圈。
[0010]一實(shí)施例之中:所述磁芯為EE型磁芯或UU型磁芯。
[0011]一實(shí)施例之中:還包括公共端金屬板，所述兩次級(jí)板圈中的其一次級(jí)板圈的高壓輸出端與另一次級(jí)板圈的低壓輸出端通過該公共端金屬板連接并引出形成所述兩次級(jí)板圈的公共輸出端。
[0012]一實(shí)施例之中:所述次級(jí)板圈上設(shè)有散熱片。
[0013]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之二是:
[0014]—種移相全橋DC-DC變換器，它包括由第一 MOSFET管和第二 MOSFET管形成的超前橋臂、由第三MOSFET管和第四MOSFET管形成的滯后橋臂、高頻變壓器和整流電路，所述超前橋臂和滯后橋臂的中點(diǎn)連接到高頻變壓器的原邊，所述高頻變壓器的副邊連接到整流電路，所述高頻變壓器采用權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種新型變壓器。
[0015]一實(shí)施例之中:所述整流電路包括第一硅控整流管和第二硅控整流管，通過該第一硅控整流管和第二硅控整流管形成具有軟開關(guān)控制的所述整流電路，所述兩次級(jí)板圈分別向外延伸有連接部，所述第一硅控整流管和第二硅控整流管設(shè)于并電連接該連接部。
[0016]一實(shí)施例之中:所述超前橋臂和滯后橋臂的中點(diǎn)分別通過諧振電感和隔直電容連接到高頻變壓器的原邊。
[0017]一實(shí)施例之中:所述高頻變壓器的副邊經(jīng)整流電路后連接負(fù)載電路，所述負(fù)載電路不具有輸出濾波電感。
[0018]本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0019]1、一種新型變壓器，用于實(shí)現(xiàn)低壓大電流變換輸出，它包括磁芯、初級(jí)線圈和次級(jí)板圈，次級(jí)板圈由金屬板包繞磁芯形成，金屬板包繞的起始端和終止端為次級(jí)板圈的兩輸出端，采用金屬板包繞磁芯形成次級(jí)輸出，包繞更緊密、簡單，減小變壓器體積，不易出現(xiàn)漏磁、電磁干擾等情況，降低變壓器損耗，且金屬板的散熱效果好，降低變壓器工作溫度對(duì)變壓器工作特性和穩(wěn)定性的影響。
[0020]2、所述次級(jí)板圈上設(shè)有散熱片，進(jìn)一步起到散熱作用。
[0021]3、一種移相全橋DC-DC變換器中的高頻變壓器采用本發(fā)明方案之一所述的一種新型變壓器，使該變換器的整體體積減小，從而大大提高了變換器的功率密度，同時(shí)散熱效果更佳。
[0022]4、所述兩次級(jí)板圈分別向外延伸有連接部，第一硅控整流管和第二硅控整流管與該兩次級(jí)板圈的連接部連接，使次級(jí)板圈、連接部與散熱片同時(shí)作為該整流電路的散熱通道，提高了變換器的散熱性，降低變換器的工作溫度，改善變換器的安全性和穩(wěn)定性；同時(shí)，還避免了在變換器PCB板上為匹配大電流經(jīng)過而大面積敷銅，節(jié)省了布板空間。
[0023]5、所述高頻變壓器的副邊經(jīng)整流電路后連接負(fù)載電路，所述負(fù)載電路不具有輸出濾波電感，提高變換器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。
【附圖說明】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0025]圖1繪示了【背景技術(shù)】中所述的傳統(tǒng)高頻變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2繪示了實(shí)施例一所述的一種新型變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0027]圖3繪示了實(shí)施例一所述的一種新型變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0028]圖4繪示了實(shí)施例一所述的一種新型變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖之三。
[0029]圖5繪示了實(shí)施例二所述的一種移相全橋DC-DC變換器的電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]實(shí)施例一:請(qǐng)查閱圖2至圖4，
[0031]一種新型變壓器，用于實(shí)現(xiàn)高壓轉(zhuǎn)低壓的大電流變換輸出，它包括磁芯10、初級(jí)線圈20和次級(jí)板圈30，次級(jí)板圈30由金屬板包繞磁芯形成，金屬板包繞的起始端和終止端形成次級(jí)板圈的兩高低壓輸出端，初級(jí)線圈20為現(xiàn)有變壓器常用的金屬絲包繞磁芯形成。根據(jù)變壓器的變比，設(shè)計(jì)次級(jí)板圈