一种PCB结构的三相OBC集成变压器及电源变换器的制作方法

本技术涉及磁集成变压器，特别是涉及一种pcb结构的三相obc集成变压器及电源变换器。

背景技术：

1、传统的磁性元器件设计已经难以满足现代电子设备对性能、尺寸和成本的综合要求，尤其在新能源汽车市场竞争愈发严峻的情况下，车的体积、效率也达到了新高度。器件小体积、高功率、高频率、集成化、智能化、高性价比成为汽车厂商的要求。

2、obc（车载充电机）变压器是用于将电网交流电转换为直流电，并作为电动汽车电池充电的设备核心部件，其工作原理是基于电力电子技术，通过ac-dc转换实现电能传输。

3、现有的obc变压器主要包括多个磁芯、多组绕组线圈以及骨架，将多个磁芯、多组绕组线圈依据组装顺序叠层安装于骨架上，由此会导致该变压器的整体体积大、制作成本高、制作一致性差，且加工步骤较为繁琐，功率损耗大，产品能量转换密度低。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本实用新型提出了一种pcb结构的三相obc集成变压器及电源变换器，由三组具有双磁柱的第二磁芯和顶部共用的第一磁芯构成磁芯结构，将三个单相变压器的磁路物理集成在紧凑的磁芯组件内，减少整体体积，降低生产成本，简化装配工艺。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、第一方面，本实用新型提供一种pcb结构的三相obc集成变压器，包括：第一磁芯、三个拼接构成的第二磁芯以及设于第一磁芯和第二磁芯之间的pcb板；

4、第一磁芯设置有若干第一中柱，pcb板上设置有若干穿孔，三个第二磁芯设置有与第一中柱一一对应的第二中柱，第一中柱穿过对应的穿孔与对应的第二中柱抵触配合；

5、pcb板上依次设置有第一绕组、第二绕组以及第三绕组，且第一绕组、第二绕组以及第三绕组分别与穿孔相对应且同轴设置，第一绕组与第二绕组之间以及第二绕组与第三绕组之间串联连接。

6、作为可选择的实施方式，pcb板上具有若干布铜层，第一绕组、第二绕组以及第三绕组均包括若干层初级绕组和次级绕组，且若干层初级绕组和次级绕组依次布设于每一层布铜层上。

7、作为可选择的实施方式，在上下两层相邻的布铜层之间，同一绕组的初级绕组串联连接，同一绕组的次级绕组串联连接。

8、作为可选择的实施方式，每层布铜层上，第一绕组、第二绕组以及第三绕组均设置有若干用于串联连接的引脚，若干引脚之间错位设置。

9、作为可选择的实施方式，在第一层布铜层上，第一绕组的初级绕组与第二绕组的初级绕组串联，第二绕组的次级绕组与第三绕组的次级绕组串联；在最后一层布铜层上，第二绕组的初级绕组与第三绕组的初级绕组串联，第一绕组的次级绕组串联与第二绕组的次级绕组串联。

10、作为可选择的实施方式，各初级绕组和次级绕组均采用布铜片布设于每层布铜层上。

11、作为可选择的实施方式，pcb板与第一磁芯之间设置有用于填充胶水的间隙。

12、作为可选择的实施方式，第二磁芯的第二中柱的端部抵触第一磁芯，构成磁通回路，中间相磁通与两侧相磁通方向相反。

13、作为可选择的实施方式，pcb板的顶部和底部均设有用于隔离第一磁芯和第二磁芯的膜片。

14、第二方面，本实用新型提供一种电源变换器，采用第一方面提出的一种pcb结构的三相obc集成变压器。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

16、本实用新型提出了一种pcb结构的三相obc集成变压器，并以此设计电源变换器，整体由第一磁芯、三个拼接构成的第二磁芯以及设于第一磁芯和第二磁芯之间的pcb板构成，pcb板上依次设置有三组绕组，三组绕组以及三组第二磁芯形成三相串联集成；由三组双磁柱的第二磁芯和顶部共用的第一磁芯构成该变压器的磁芯结构，将三个单相变压器的磁路物理集成在紧凑的磁芯组件内，减少三个独立磁芯之间的冗余空间和材料，极大减少了整体体积和重量，符合车载obc对高功率的要求。

17、本实用新型提出的pcb结构的三相obc集成变压器，通过独特的磁芯设计，第二磁芯的第二中柱的端部抵触第一磁芯，构成磁通回路，中间绕组与两侧绕组为反相关系，流经共用磁扼的中间相磁通与两侧相磁通方向相反，部分磁通得以相互抵消，不仅能够降低共用磁扼的磁通密度，减少磁芯损耗，还可以实现更小截面积的磁扼，进一步促进小型化和成本降低，保证三相磁路的对称性和独立性。

18、本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

1.一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，包括：第一磁芯、三个拼接构成的第二磁芯以及设于所述第一磁芯和所述第二磁芯之间的pcb板；

2.如权利要求1所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，所述pcb板上具有若干布铜层，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组均包括若干层初级绕组和次级绕组，且若干层初级绕组和次级绕组依次布设于每一层布铜层上。

3.如权利要求2所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，在上下两层相邻的所述布铜层之间，同一绕组的初级绕组串联连接，同一绕组的次级绕组串联连接。

4.如权利要求3所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，每层布铜层上，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组均设置有若干用于串联连接的引脚，若干所述引脚之间错位设置。

5.如权利要求2所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，在第一层所述布铜层上，所述第一绕组的初级绕组与所述第二绕组的初级绕组串联，所述第二绕组的次级绕组与所述第三绕组的次级绕组串联；在最后一层所述布铜层上，所述第二绕组的初级绕组与所述第三绕组的初级绕组串联，所述第一绕组的次级绕组串联与所述第二绕组的次级绕组串联。

6.如权利要求2所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，各所述初级绕组和次级绕组均采用布铜片布设于每层所述布铜层上。

7.如权利要求1所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，所述pcb板与所述第一磁芯之间设置有用于填充胶水的间隙。

8.如权利要求1所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，所述第二磁芯的所述第二中柱的端部抵触所述第一磁芯，构成磁通回路，中间相磁通与两侧相磁通方向相反。

9.如权利要求1所述的一种pcb结构的三相obc集成变压器，其特征在于，所述pcb板的顶部和底部均设有用于隔离所述第一磁芯和所述第二磁芯的膜片。

10.一种电源变换器，采用权利要求1-9任一项所述的pcb结构的三相obc集成变压器。