本技術(shù)涉及電力的，尤其涉及一種磁集成矩陣變壓器的制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著數(shù)據(jù)中心的計算量增大，應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心的開關(guān)電源需求也隨之增加，提高開關(guān)電源的功率密度將成為滿足數(shù)據(jù)中心用電量的不二法門。

2、開關(guān)電源的核心部件中，變壓器占據(jù)了整個開關(guān)電源的絕對體積，所以，在功率變換器中有效地減少變壓器尺寸可以最大限度地提高開關(guān)電源地功率密度，而提高開關(guān)頻率是減少變壓器體積及重量提供其功率密度地有效手段之一。但是，提高頻率一方面將增加額外的損耗，另一方面降低了磁芯的利用率，還有若變換器工作在較寬的頻率范圍內(nèi)，又會帶來變壓器尺寸較大的問題。因此目前的變壓器設(shè)計往往不能兼顧變換器高頻小尺寸與高效率的需求。

3、磁集成矩陣變壓器技術(shù)，如:pranav?raj?prakash,ahmed?nabih?and?qiang?li,“design?optimization?of?pcb?winding?matrix?transformer?for?400v/12vunregulated?llc?converter”2021ieee?energy?conversion?congress?andexposition(ecce)將多個分離的磁芯集成為單個集成磁芯，充分利用變壓器的磁芯結(jié)構(gòu)和繞組結(jié)構(gòu)，基于定制化的磁芯對磁芯結(jié)構(gòu)進行重構(gòu)與優(yōu)化，實現(xiàn)在一個磁芯中集成變壓器。目前的磁集成矩陣變壓器，大多采用印制電路板內(nèi)緊湊的銅箔代替?zhèn)鹘y(tǒng)功率變壓器的圓銅線，這可以減少功率變壓器的的體積，同時減少高頻下繞組的交流損耗，有效降低磁件損耗，減小變換器體積重量，尤其針對向服務(wù)器電源之類的低電壓大電流應(yīng)用，例如，在400v輸入、12v輸出的3kw服務(wù)器電源中，llc諧振電路的變壓器原邊與副邊匝數(shù)比np:ns1:ns2為16:1:1，可以采用輸入繞組串聯(lián)、輸出繞組并聯(lián)的磁集成矩陣變壓器設(shè)計將原本的單個變壓器分為幾個子變壓器分別承擔(dān)副邊的大電流，可有效降低副邊繞組損耗以及副邊繞組與整流電路的連接阻抗，減少接觸阻抗的損耗。

4、然而，現(xiàn)有的磁集成矩陣變壓器設(shè)計多為定制化產(chǎn)品，按照某種增益和頻率范圍指標(biāo)設(shè)計完成后便不能進行變動，靈活度不夠，通用性不強。當(dāng)變壓器應(yīng)用在不同的工作場合，變壓器設(shè)計指標(biāo)如變壓器匝數(shù)比或副邊路數(shù)發(fā)生改變時，則需要重新設(shè)計并定制新的磁件，同時，當(dāng)變壓器副邊繞組有多路輸出時，無論是磁路不對稱、繞組參數(shù)不一致還是副邊多并聯(lián)情況，均會給變壓器帶來均流問題，如此，不但設(shè)計流程復(fù)雜，且時間耗費較多。

5、因此，現(xiàn)有技術(shù)確實有待進一步提供更加改良方案的必要性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)主要目的在于提供一種磁集成矩陣變壓器的制備方法，根據(jù)定制參數(shù)，簡化設(shè)計磁集成矩陣變壓器的流程，實現(xiàn)矩陣變壓器繞組損耗最小并達到提升制備效率的目的。

2、為達上述目的，本技術(shù)所采取的主要技術(shù)手段是令磁集成矩陣變壓器的制備方法，包括以下步驟:

3、取得欲制備的磁集成矩陣變壓器的輸入電源以及輸出電源，計算所述磁集成矩陣變壓器的變壓器匝數(shù)比；

4、根據(jù)所述輸出電源，決定副邊繞組的匝數(shù)；

5、根據(jù)所述變壓器匝數(shù)比與所述副邊繞組的匝數(shù)，計算原邊繞組匝數(shù)；

6、根據(jù)電源架構(gòu)以及所述輸出電源，決定所述磁集成矩陣變壓器中磁芯的可用設(shè)置空間；

7、根據(jù)所述可用設(shè)置空間以及具有繞組層的印制電路板的厚度，計算所述具有繞組層的印制電路板的可設(shè)置層數(shù)；

8、根據(jù)所述具有繞組層的印制電路板的可設(shè)置層數(shù)設(shè)計子變壓器的繞制結(jié)構(gòu)；其中，各所述具有繞組層的印制電路板的設(shè)置所述原邊繞組或所述副邊繞組的其中一個且所述原邊繞組或所述副邊繞組的寬度是相同，且每個子變壓器的所述原邊繞組以及所述副邊繞組以三明治結(jié)構(gòu)構(gòu)成；

9、根據(jù)所述子變壓器的繞制結(jié)構(gòu)，得到所述子變壓器的原邊繞組的匝數(shù)；以及

10、根據(jù)所述子變壓器的所述原邊繞組的匝數(shù)以及總原邊繞組的匝數(shù)確定所述子變壓器的個數(shù)。

11、較佳的，前述方法執(zhí)行到「取得欲制備的磁集成矩陣變壓器的輸入電源以及輸出電源，計算所述磁集成矩陣變壓器的變壓器匝數(shù)比」的步驟，還包括以下子步驟:

12、根據(jù)所述輸入電源的輸入電壓以及所述輸出電源的輸出電壓，計算所述變壓器匝數(shù)比。

13、較佳的，前述方法執(zhí)行到「根據(jù)所述輸出電源，決定副邊繞組的匝數(shù)」的步驟，還包括以下子步驟:

14、根據(jù)所述輸出電源的輸出功率以及所述輸出電壓，計算輸出電流；

15、根據(jù)所述輸出電流，決定所述副邊繞組的匝數(shù)。

16、通過上述制備方法，根據(jù)欲制備的所述磁集成矩陣變壓器的所述輸入電源以及所述輸出電源，取得所述原邊繞組的匝數(shù)與所述副邊繞組的匝數(shù)，并根據(jù)電路架構(gòu)以及所述輸出電源，取得所述磁芯在所述磁集成矩陣變壓器中可用設(shè)置空間，根據(jù)所述可用設(shè)置空間與所述具有繞組層的印制電路板的厚度，計算所述具有繞組層的印制電路板的可設(shè)置層數(shù)，以根據(jù)所述可設(shè)置層數(shù)設(shè)計子變壓器的繞制結(jié)構(gòu)，其中，各所述具有繞組層的印制電路板的設(shè)置所述原邊繞組或所述副邊繞組的其中一個且所述原邊繞組或所述副邊繞組的寬度是相同，且每個子變壓器的所述原邊繞組以及所述副邊繞組是以三明治結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如此，可根據(jù)欲制備的磁集成矩陣變壓器的電路架構(gòu)、欲制備的的輸入?yún)?shù)、欲制備的的輸出參數(shù)、磁芯的可用設(shè)置空間以及印制電路板的可設(shè)置層數(shù)，制備所述磁集成矩陣變壓器，靈活且簡化設(shè)計磁集成矩陣變壓器的流程，實現(xiàn)矩陣變壓器繞組損耗最小并達到提升制備效率的目的。

17、為達上述目的，本技術(shù)采取的又一主要技術(shù)手段是令磁集成矩陣變壓器的制備方法，包括以下步驟:

18、取得欲制備的磁集成矩陣變壓器的輸入電源以及輸出電源，計算所述磁集成矩陣變壓器的變壓器匝數(shù)比；

19、根據(jù)所述輸出電源，決定副邊繞組的匝數(shù)；

20、根據(jù)所述變壓器匝數(shù)比與所述副邊繞組的匝數(shù)，計算原邊繞組的匝數(shù)；其中，所述原邊繞組和所述副邊繞組是布設(shè)在印制電路板，以構(gòu)成具有繞組層的印制電路板；

21、根據(jù)所述輸出電源、所述原邊繞組的匝數(shù)及所述副邊繞組的匝數(shù)，決定所述印制電路板的數(shù)量；

22、根據(jù)所述輸出電源的輸出功率，決定子變壓器的數(shù)量；以及

23、其中，每個所述子變壓器的所述原邊繞組及所述副邊繞組的堆疊為所述原邊繞組在外且所述副邊繞組在內(nèi)，或所述副邊繞組在外且所述原邊繞組在內(nèi)的三明治結(jié)構(gòu)。

24、通過上述制備方法，根據(jù)欲制備的所述磁集成矩陣變壓器的所述輸入電源以及所述輸出電源，取得所述原邊繞組的匝數(shù)與所述副邊繞組的匝數(shù)，并根據(jù)電路架構(gòu)以及所述輸出電源，取得所述磁芯在所述磁集成矩陣變壓器中可用設(shè)置空間，根據(jù)所述可用設(shè)置空間與所述具有繞組層的印制電路板的厚度，計算所述具有繞組層的印制電路板的可設(shè)置層數(shù)，以根據(jù)所述可設(shè)置層數(shù)設(shè)計子變壓器的繞制結(jié)構(gòu)，其中，各所述具有繞組層的印制電路板的設(shè)置所述原邊繞組或所述副邊繞組的其中一個且所述原邊繞組或所述副邊繞組的寬度是相同，且每個子變壓器的所述原邊繞組以及所述副邊繞組是以三明治結(jié)構(gòu)構(gòu)成，如此，可根據(jù)欲制備的磁集成矩陣變壓器的電路架構(gòu)、欲制備的的輸入?yún)?shù)、欲制備的的輸出參數(shù)、磁芯的可用設(shè)置空間以及印制電路板的可設(shè)置層數(shù)，制備所述磁集成矩陣變壓器，靈活且簡化設(shè)計磁集成矩陣變壓器的流程，實現(xiàn)矩陣變壓器繞組損耗最小并達到提升制備效率的目的。