【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高频电源，尤其涉及磁性组件、功率变换电路及其功率变换装置。
技术介绍
1、随着人工智能的发展，人工智能数据处理芯片，如cpu、gpu、tpu等等(统称xpu)的功率要求越来越高，使得服务器功率大增，使得服务器系统板的供电电压从12v上升到48v。在服务器系统板供电电压为48v的应用场合，两级降压电路架构逐步变成主流。
2、两级降压电路架构中的中间母线变换装置是用来实现输入母线与输出母线之间电压变换的变换装置，包含输入电压和输出电压之比为固定增益比或不固定增益比两种。不固定增益比的中间母线变换装置，将服务器主板的40～60v范围的输入电压，稳定在12v输出电压，供给服务器主板上的内存条负载，给人工智能芯片供电的电压调节器负载，风扇负载等。随着服务器主板上的耗电越来越大了，该12v稳压输出的中间母线变换装置需要提供的功率也越来越大了，功率密度及散热要求越来越高。
3、针对上述应用，本专利技术提出了一系列手段，包括1)通过两个及以上电路单元并联及错相控制策略减小输入电容的容值；2)通过磁集成技术减小磁性组件的体积；3)通过器件的布局减小寄生参数，提升电源模块的开关频率；4)通过在绕组基板表面上设置表贴绕组，减小绕组的寄生电阻。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种功率变换电路及功率变换装置，通过两个及以上电路单元并联及错相控制策略减小输入电容的容值；同时通过磁集成技术减小磁性组件的体积；通过器件的布局减小寄生参数，提升电源模块
2、本专利技术一方面提供了一种磁性组件，包括一个磁芯和两个绕组组合；
3、所述磁芯包括一个中柱、两个边柱和两个磁基板，所述一个中柱和两个边柱设置于两个磁基板之间，所述中柱设置于两个边柱之间；
4、所述两个绕组组合分别绕制在一个边柱上，每个所述绕组组合包括两个相互连接的绕组，绕制在一个边柱上的一个绕组的两端电压与绕制在另一个边柱上的一个绕组的两端电压错相90度。
5、优选的，所述中柱与任一边柱之间的通道定义为绕线通道，每一所述绕组组合包括两个绕组，同一所述绕组组合中的一个绕组沿第一方向穿过一个所述绕线通道，同一所述绕组组合中的另一个绕组沿第二方向穿过同一所述绕线通道。
6、优选的，流经所述两个边柱的交流磁通随时间变化的趋势错相90度，流经所述两个边柱的交流磁通在所述中柱上按相位叠加或相减。
7、本专利技术另一方面提供了一种磁性组件，包括一个磁芯和至少两个绕组组合；
8、所述磁芯包括一个中柱、两个边柱和两个磁基板，所述一个中柱和两个边柱设置于两个磁基板之间，所述中柱设置于两个边柱之间；
9、所述至少两个绕组组合分别绕制在一个边柱上，每个所述绕组组合都包括两个电连接的绕组，所述每个绕组都包括第一端和第二端，且每个所述绕组的第一端和第二端分别位于磁芯相对的两侧。
10、优选的，所述中柱与任一边柱之间的通道定义为绕线通道，每一所述绕组组合包括两个绕组，同一所述绕组组合中的一个绕组沿第一方向穿过一个所述绕线通道，同一所述绕组组合中的另一个绕组沿第二方向穿过同一所述绕线通道。
11、优选的，流经所述两个边柱的交流磁通随时间变化的趋势错相90度，流经所述两个边柱的交流磁通在所述中柱上按相位叠加或相减。
12、本专利技术另一方面提供了一种磁性组件，包括一个磁芯、一个绕组基板、第一表贴绕组、第二表贴绕组和内部绕组；
13、所述磁芯包括至少一个边柱；
14、所述绕组基板包括至少一个磁芯孔槽、至少两个过孔以及相对的第一表面和第二表面，至少一个所述磁芯孔槽贯穿所述第一表面和第二表面，供至少一个所述边柱穿过；
15、所述第一表贴绕组设置于第一表面，所述第二表贴绕组设置于第二表面，所述内部绕组设置于绕组基板内，所述第一表贴绕组、第二表贴绕组和内部绕组通过所述过孔电连接。
16、优选的，所述第一表贴绕组围绕磁芯孔槽绕制一圈，所述第二表贴绕组围绕磁芯孔槽绕制一圈。
17、优选的，所述内部绕组围绕磁芯孔槽绕制两圈。
18、优选的，所述内部绕组包括第一内部绕组和第二内部绕组，所述第一内部绕组和第二内部绕组位于同一布线层，所述第一内部绕组和第二内部绕组的连接点与所述过孔设置于所述磁芯相对的两侧。
19、本专利技术另一方面提供了一种功率变换电路，包括一个输入正端、一个输入负端、一个输出正端和两个开关桥臂；
20、每个所述开关桥臂都包括一个上开关、一个中开关和一个下开关，所述上开关、中开关和下开关依次串联电连接，所述上开关和中开关的连接点为上节点，所述中开关和下开关的连接点为下节点；
21、每个所述开关桥臂的上开关都电连接于输入正端，每个所述开关桥臂的下开关都电连接于输入负端；
22、所述功率变换电路还包括一个开关频率，所述开关频率在一个输入电压范围内跟随输入电压线性变化，所述开关频率在另一个输入电压范围内恒定。
23、优选的，所述输入电压小于一个预设值时，所述开关频率跟随输入电压的降低而降低。
24、优选的，还包括两个飞跨电容，一个变压器和一个电感，每个所述飞跨电容分别跨接在一个开关桥臂的上节点和另一个开关桥臂的下节点之间；
25、所述变压器包括两个变压器绕组，所述电感包括一个电感绕组，所述两个变压器绕组的第二端电连接，并于所述电感绕组的第一端电连接，所述两个变压器绕组的第一端分别电连接两个下节点，所述电感绕组的第二端电连接于输出负端；
26、当所述上开关的占空比d≤50％，一个所述开关桥臂的中开关与另一个开关桥臂的上开关同开同关；
27、当所述上开关的占空比d>50％，一个所述开关桥臂的中开关与另一个开关桥臂的下开关同开同关。
28、优选的，所述输入电压大于一个预设值时，所述开关频率跟随输入电压的升高而升高。
29、优选的，还包括一个变压器，一个谐振电容；所述变压器包括一个高压绕组和两个低压绕组；所述高压绕组与所述谐振电容串联跨接于两个上节点之间；所述两个低压绕组的第二端电连接于输出正端，所述两个低压绕组的第一端分别电连接两个下节点。
30、本专利技术另一方面提供了一种功率变换电路，包括一个输入端、一个输出端、两个电路单元和一个钳位电路；
31、所述两个电路单元的并联电连接于输入端和输出端；每个所述电路单元都包括至少一个开关和至少一个电容；
32、所述钳位电路包括一个吸收电路和一个放电电路，所述吸收电路跨接在至少一个所述开关的两端；所述放电电路的一端电连接所述吸收电路，另一端电连接所述另一电路单元中的所述至少一个电容。
33、优选的，所述吸收电路包括一个吸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁性组件，其特征在于，包括一个磁芯和两个绕组组合；
2.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述中柱与任一边柱之间的通道定义为绕线通道，每一所述绕组组合包括两个绕组，同一所述绕组组合中的一个绕组沿第一方向穿过一个所述绕线通道，同一所述绕组组合中的另一个绕组沿第二方向穿过同一所述绕线通道。
3.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，流经所述两个边柱的交流磁通随时间变化的趋势错相90度，流经所述两个边柱的交流磁通在所述中柱上按相位叠加或相减。
4.一种磁性组件，其特征在于，包括一个磁芯和至少两个绕组组合；
5.根据权利要求4所述的磁性组件，其特征在于，所述中柱与任一边柱之间的通道定义为绕线通道，每一所述绕组组合包括两个绕组，同一所述绕组组合中的一个绕组沿第一方向穿过一个所述绕线通道，同一所述绕组组合中的另一个绕组沿第二方向穿过同一所述绕线通道。
6.根据权利要求4所述的磁性组件，其特征在于，流经所述两个边柱的交流磁通随时间变化的趋势错相90度，流经所述两个边柱的交流磁通在所述中柱上按相位叠加或相减。
...【技术特征摘要】
1.一种磁性组件，其特征在于，包括一个磁芯和两个绕组组合；
2.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，所述中柱与任一边柱之间的通道定义为绕线通道，每一所述绕组组合包括两个绕组，同一所述绕组组合中的一个绕组沿第一方向穿过一个所述绕线通道，同一所述绕组组合中的另一个绕组沿第二方向穿过同一所述绕线通道。
3.根据权利要求1所述的磁性组件，其特征在于，流经所述两个边柱的交流磁通随时间变化的趋势错相90度，流经所述两个边柱的交流磁通在所述中柱上按相位叠加或相减。
4.一种磁性组件，其特征在于，包括一个磁芯和至少两个绕组组合；
5.根据权利要求4所述的磁性组件，其特征在于，所述中柱与任一边柱之间的通道定义为绕线通道，每一所述绕组组合包括两个绕组，同一所述绕组组合中的一个绕组沿第一方向穿过一个所述绕线通道，同一所述绕组组合中的另一个绕组沿第二方向穿过同一所述绕线通道。
6.根据权利要求4所述的磁性组件，其特征在于，流经所述两个边柱的交流磁通随时间变化的趋势错相90度，流经所述两个边柱的交流磁通在所述中柱上按相位叠加或相减。
7.一种磁性组件，其特征在于，包括一个磁芯、一个绕组基板、第一表贴绕组、第二表贴绕组和内部绕组；
8.根据权利要求7所述的磁性组件，其特征在于，所述第一表贴绕组围绕磁芯孔槽绕制一圈，所述第二表贴绕组围绕磁芯孔槽绕制一圈。
9.根据权利要求8所述的磁性组件，其特征在于，所述内部绕组围绕磁芯孔槽绕制两圈。
10.根据权利要求9所述的磁性组件，其特征在于，所述内部绕组包括第一内部绕组和第二内部绕组，所述第一内部绕组和第二内部绕组位于同一布线层，所述第一内部绕组和第二内部绕组的连接点与所述过孔设置于所述磁芯相对的两侧。
11.一种功率变换电路，其特征在于，包括一个输入正端、一个输入负端、一个输出正端和两个开关桥臂；
12.根据权利要求11所述的功率变换电路，其特征在于，所述输入电压小于一个预设值时，所述开关频率跟随输入电压的降低而降低。
13.根据权利要求12所述的功率变换电路，其特征在于，还包括两个飞跨电容，一个变压器和一个电感，每个所述飞跨电容分别跨接在一个开关桥臂的上节点和另一个开关桥臂的下节点之间；
14.根据权利要求11所述的功率变换电路，其特征在于，所述输入电压大于一个预设值时，所述开关频率跟随输入电压的升高而升高。
15.根据权利要求14所述的功率变换电路，其特征在于，还包括一个变压器，一个谐振电容；所述变压器包括一个高压绕组和两个低压绕组；所述高压绕组与所述谐振电容串联跨接于两个上节点之间；所述两个低压绕组的第二端电连接于输出正端，所述两个低压绕组的第一端分别电连接两个下节点。
16.一种功率变换电路，其特征在于，包括一个输入端、一个输出端、两个电路单元和一个钳位电路；
17.根据权利要求16所述的功率变换电路，其特征在于，所述吸收电路包括一个吸收二极管和一个吸收电容，所述放电电路包括一个放电二极管，所述放电二极管的一端与吸收电容和吸收二极管电连接，所述放电二极管的另一端与另一电路单元中的至少一个所述电容电连接。
18.根据权利要求17所述的功率变换电路，其特征在于，每个所述电路单元都包括一个上开关、一个中开关和一个下开关以及两个开关电容，所述上开关、中开关和下开关依次串联电连接，所述上开关和中开关的连接点为上节点，所述中开关和下开关的连接点为下节点；所述输入端包括一个输入正端和一个输入负端，每个所述开关桥臂的上开关都电连接于输入正端，每个所述开关桥臂的下开关都电连接于输入负端；每个所述飞跨电容分别跨接在一个开关桥臂的上节点和另一个开关桥臂的下节点之间。
19.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾剑鸿，
申请(专利权)人：上海沛塬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。