專利名稱：一種電動汽車充電機大功率磁集成變壓器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變壓器，具體涉及一種電動汽車充電機大功率磁集成變器。
背景技術：
電動汽車充電的研究是以電力電子學為基礎，通過控制半導體器件開通與關斷的電能轉換，得到所需要的高質量電源。隨著工業(yè)化程度的不斷提高，開關電源的發(fā)展也以高頻化、高效率、高可靠性、高功率密度等為首要目標。磁性元件是電力電子設備中重要部分，主要實現能量儲存、轉換、濾波和電氣隔離的功能，其體積、重量在總裝置中也占有相當比例。高頻化發(fā)展有助于減小磁元件的重量與體積，但效果不明顯。另外，開關電源的高度小型化發(fā)展會產生嚴重的電磁兼容問題，不利 于電力電子設備與周邊設備可靠工作，電流、電壓紋波產生EMI，也無法保證高質量的電能供應。

實用新型內容本實用新型提供了一種減小磁性元件體積和損耗、減少電源輸出波紋的電動汽車充電機大功率磁集成變壓器。本實用新型的方案如下一種電動汽車充電機大功率磁集成變壓器，包括磁芯，所述磁芯的中心柱上柱繞制電感線圈，所述磁芯的中心柱下柱繞制變壓器線圈，所述的電感線圈為原邊繞組16匝線圈，所述的變壓器線圈為副邊繞組10匝線圈，所述的磁芯左柱和右柱上設有氣隙。所述的線圈采用兩匝并聯的纏繞方式。所述的磁心先用UU80-160軟磁鐵氧體鐵芯，所述的線圈為銅線圈。本實用新型的有益效果I、將傳統LLC電路的分立諧振電感與分立隔離變壓器通過一定的耦合方式，采用一定繞制工藝使電力電子裝置中的磁性元件(變壓器、電感等)集成在一個磁芯上，變成一個集成磁元件，有效減小磁性元件的體積、重量、損耗以及電源輸出紋波，提高開關變換器的整體性能。2、提高生產效率，保證了磁性元件寄生參數的一致性，增強其實用價值。

圖I為本實用新型的結構示意圖。圖2為本實用新型應用于電動汽車充電的全橋拓撲圖。
具體實施方式
下面結合圖I、圖2對本實用新型做進一步說明。本實用新型集成磁件設計方法的結構如附圖I所示，磁心I選用UU80-160軟磁鐵氧體鐵芯，線圈采用圓導線繞制原邊繞組為16匝，由于副邊電流較大，特選用AWG18導線繞制10匝。磁芯中心柱上柱2繞制電感線圈，中心柱下柱3繞制變壓器線圈。所述的磁芯左柱和右柱上設有氣隙4。
本實用新型線圈采用兩匝并聯纏繞方式把集成磁件設計成平面集成磁件。首先把圓型導體轉換為平面型導體，轉換時應保證導體截面積不變，先把圓導線轉換成等截面積的正方形導線，然后再把正方形導線轉換成相應的銅箔導線，考慮到銅導線通過的最大電流密度一般為3 5A/mm2，平面導線銅箔為10 20A/mm2，轉換后相應銅箔的截面積僅為圓導線截面積的1/3 1/4，銅箔非常薄。如果把一個圓導體轉換成一個銅箔導體，那么銅箔將是非常寬，這顯然不適合磁件的寬度要求，因此可以把它分成幾個等寬度的銅箔，再把這幾個銅箔并聯就可以了，這樣得到的集成磁件原邊每根導線變成兩個平面導體并聯，每個銅箔寬O. 6mm厚O. 2mm,對于副邊每根圓導線可轉換成5個平面導體并聯，導體寬2_厚O. 2_。由于轉換后繞組所占總體積減小，而且平面導體布置結構更緊湊，每根平面導體厚O. 2mm，16層平面導體的厚度為3mm，即使加上絕緣層厚度與UU80-160磁芯的窗高高42. 2mm寬23. 4mm相比也是很小的。這使得UU磁芯的窗口利用率明顯提高，保證了磁件鐵芯的最大工作磁通密度小于其飽和磁通密度，有效磁路長度減少較大，對集成磁件的電感量會產生影響，但由于鐵芯的三個磁柱都有氣隙，所以電感量的大小主要由氣隙的磁路決定，受磁芯磁路的影響可以忽略。采用這種制作工藝比傳統磁件體系統性能提高了很多，平面集成后磁芯的磁通密度減小，因此集成后磁芯損耗也將相應小。這種大功率磁集成變壓器應用于電動汽車充電的全橋拓撲見附圖2所示，原邊是一個全橋式電路，副邊連接的是帶中心抽頭的整流電路。這種變換器具有如下優(yōu)點，在零到全負載范圍內具有ZVS功能，IGBT關斷電壓低，因此變換器的關斷損耗非常低，高輸入電壓下具有高效率。變換器副邊沒有濾波電感，副邊整流管的電壓應力低，充分利用了磁芯上變壓器的漏感Ls和勵磁電感Lm等。本實用新型采用把諧振電感與隔離變壓器集成起來的技術，不僅減小了磁件的體積、損耗，而且還可以實現電流零紋波，大大減小EMI，應用于電動汽車充電機中，不僅安全可靠，而且又提高了系統的整體性能。盡管上文對本實用新型的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但是應該指明的是，我們可以依據本實用新型的構想對上述實施方式進行各種等效改變和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，均應在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種電動汽車充電機大功率磁集成變壓器，包括磁芯，其特征是所述磁芯的中心柱上柱繞制電感線圈，所述磁芯的中心柱下柱繞制變壓器線圈，所述的電感線圈為原邊繞組16匝線圈，所述的變壓器線圈為副邊繞組10匝線圈，所述的磁芯左柱和右柱上設有氣隙。
2.根據權利要求I所述的一種電動汽車充電機大功率磁集成變壓器，其特征是所述的線圈采用兩匝并聯的纏繞方式。
3.根據權利要求I所述的一種電動汽車充電機大功率磁集成變壓器，其特征是所述的磁心先用UU80-160軟磁鐵氧體鐵芯，所述的線圈為銅線圈。
專利摘要本實用新型公開了一種電動汽車充電機大功率磁集成變壓器，包括磁芯，所述磁芯的中心柱上柱繞制電感線圈，所述磁芯的中心柱下柱繞制變壓器線圈，所述的電感線圈為原邊繞組16匝線圈，所述的變壓器線圈為副邊繞組10匝線圈，所述的磁芯左柱和右柱上設有氣隙，所述的線圈采用兩匝并聯的纏繞方式，所述的磁心先用UU80-160軟磁鐵氧體鐵芯，所述的線圈為銅線圈。本實用新型采用把諧振電感與隔離變壓器集成起來的技術，不僅減小了磁件的體積、損耗，而且還可以實現電流零紋波，大大減小EMI，應用于電動汽車充電機中，不僅安全可靠，而且又提高了系統的整體性能。
文檔編號H02J7/14GK202585081SQ20122017150
公開日2012年12月5日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權日2012年4月23日
發(fā)明者周君 申請人:合肥海奧電氣科技有限公司