出电感器绕组的第一半绕 组和第二半绕组包括相同的匝数，并且第二输出电感器绕组的第一半绕组和第二半绕组包 括相同的匝数。技术人员将理解，第一输出电感器绕组的第一半绕组和第二半绕组的绕组 数目在替选实施方式中可以不同，并且第二输出电感器绕组的第一半绕组和第二半绕组的 绕组数目也可以不同。然而，第一输出电感器绕组和第二输出电感器绕组的第二半绕组的 匝数优选地是相同的，以便于在第二芯中的良好的磁通抵消。
[0014] 本发明的第二方面涉及一种单输入或多输入隔离式电力转换器，该单输入或多输 入隔离式电力转换器包括根据其上述实施方式中的任一实施方式的集成式磁性变压器组 件。单输入或多输入隔离式电力转换器包括能够连接至第一DC或AC输入电压源的第一输 入端。第一输入驱动器在操作上親合至第一DC或AC输入电压和第一输入电感器绕组以向 其提供第一驱动信号。单输入或多输入隔离式电力转换器还包括能够连接至第一DC或AC 输入电压或第二DC或AC输入电压源的第二输入端。第二输入驱动器在操作上耦合至第一 DC或AC输入电压或第二DC或AC输入电压和第二输入电感器绕组以向其提供第二驱动信 号。第一整流器或第一逆变器元件在操作上耦合在第一转换器输出与所述第一输出电感器 绕组的串联耦合的第一半绕组和第二半绕组的一对绕组端子之间，并且第二整流器或第二 逆变器元件在操作上耦合在第二转换器输出与第二输出电感器绕组的串联耦合的第一半 绕组和第二半绕组的一对绕组端子之间。
[0015] 本单输入或多输入隔离式电力转换器可以包含在宽范围的有用的DC-DC或DC-AC 电力转换器拓扑中。DC-DC隔离式电力转换器拓扑包括第一整流器和第二整流器，以对在第 一输出电感器绕组和第二输出电感器绕组的串联耦合的第一半绕组和第二半绕组的相应 对绕组端子之间提供的第一AC电压和第二AC电压进行整流。第一整流器和第二整流器中 的每一个可以包括基于半导体二极管或半导体二极管桥或晶体管开关的同步整流器。如结 合附图在下面进一步说明的，DC-DC隔离式电力转换器拓扑包括DC-DC隔离式升压转换器、 DC-DC隔离式降压转换器、DC-DC双有源桥（DAB)转换器、隔离式双电感器一电容器（LLC) 谐振DC-DC电力转换器等。第一转换器输出和第二转换器输出可以是分开的电压节点，其 提供单输入或多输入隔离式DC-DC电力转换器的独立的或分开的两个整流DC输出电压。在 其他有用实施方式中，第一转换器输出和第二转换器输出被耦合至公共输出节点以提供电 力转换器的单个整流DC输出电压。
[0016] 通常指定为电力逆变器的DC-AC隔离式电力转换器拓扑包括第一逆变器元件和 第二逆变器元件，以在将第一转换器输出和第二转换器输出用作DC-AC隔离式电力转换器 的相应AC输出电压之前来传输第一AC电压和第二AC电压并且可能地对第一AC电压和第 二AC电压进行滤波，该第一AC电压和第二AC电压在串联耦合的第一半绕组和第二半绕组 的相应对绕组端子之间生成。因此，第一逆变器元件和第二逆变器元件可以例如包括相应 的平滑电感器。
[0017] 最终，技术人员将理解，在本电力转换器的单输入实施方式中，本隔离式电力转换 器的第一输入端和第二输入端可以親合至单个公共DC或AC输入电压。在后者实施方式中， 第一输入驱动器和第二输入驱动器有效地并联耦合至第一DC或AC输入电压源。
[0018] 技术人员将意识到，第一输入电感器绕组和第二输入电感器绕组的名称"输入"以 及第一输出电感器绕组和第二输出电感器绕组的名称"输出"均是任意性的，并且可以根据 集成式磁性变压器组件如何以特定隔离式电力转换器设计来电互联或电耦合而进行互换。 该特征是所有变压器功能的相互性的固有结果。
[0019] 因而，根据本单输入或多输入隔离式电力转换器的替选组的实施方式，第一输出 电感器绕组和第二输出电感器绕组在操作上连接至电力转换器的初级侧的相应输入，而第 一输入电感器绕组和第二输入电感器绕组在操作上耦合至电力转换器的次级侧的公共输 出或分开的输出。根据这些所谓的侧变换绕组实施方式，单输入或多输入隔离式电力转换 器包括根据其上述实施方式中的任一实施方式的集成式磁性变压器组件。多输入隔离式电 力转换器的第一输入端能够连接至第一DC或AC输入电压，并且第一输入驱动器在操作上 耦合至第一DC或AC输入电压以及第一输出电感器绕组的串联耦合的第一半绕组和第二半 绕组的绕组端子对以向其提供第一驱动信号。第二输入端能够连接至第一DC或AC输入电 压或第二DC或AC输入电压，并且第二输入驱动器在操作上耦合至第一DC或AC输入电压 或第二DC或AC输入电压以及第二输出电感器绕组的串联连接的第一半绕组和第二半绕组 的绕组端子对以向其提供第二驱动信号。第一整流器或第一逆变器元件在操作上耦合在第 一转换器输出与第一输入电感器绕组之间，并且第二整流器或第二逆变器元件在操作上耦 合在第二转换器输出与第二输入电感器绕组之间。
[0020] 单输入或多输入隔离式电力转换器的升压拓扑可以包括親合在第一DC或AC输入 电压与第一输入驱动器之间的第一升压电感器以及親合在第二DC或AC输入电压与第二输 入驱动器之间的第二升压电感器。单输入或多输入隔离式电力转换器的降压拓扑可以包括 分别耦合在第一整流器和第二整流器的输出与公共或共享转换器输出之间的分开的第一 降压电感器和第二降压电感器。本多输入隔离式电力转换器的特定的有益的降压实现包括 耦合在公共转换器输出与第一整流器和第二整流器的输出的公共节点之间的单个或第一 降压电感器。本单输入或多输入隔离式电力转换器的某些降压拓扑的共享公共降压电感器 的能力是唯一的优点。
[0021] 第一输入驱动器和第二输入驱动器中的每一个可以包括公知的驱动器拓扑，例如 配置以用于在第一输入电感器绕组和第二输入电感器绕组之间施加驱动信号的半桥式驱 动器或H桥式驱动器。根据一个这样的实施方式，第一输入驱动器包括具有连接至第一输 入电感器绕组的相应绕组端子的一对互补性输出的第一H桥。此外，第二输入驱动器包括 具有连接至第二输入电感器绕组的相应绕组端子的一对互补性输出的第二H桥。分别施加 至第一输入电感器绕组和第二输入电感器绕组的第一驱动信号和第二驱动信号优选地包 括相应的PWM调制驱动信号。可以通过多输入隔离式电力转换器的适当的反馈控制回路来 对第一PWM调制驱动信号和第二PWM调制驱动信号的占空比进行调整以提供转换器输出电 压控制或调整。每个输入驱动器可以包括用于形成公知的驱动器拓扑的单个或多个适当布 置的半导体开关，例如IGBT开关或MOSFET开关。
[0022] 技术人员将理解，第一整流器和第二整流器中的每一个可以包括多个整流元件例 如半导体二极管，例如配置为半波整流器的两个半导体二极管或配置为全波整流器的四个 半导体二极管。在替选实施方式中，第一整流器和第二整流器中的每一个可以包括配置 为相应的有源二极管以能够进行同步整流并且支持反向电力传递的多个晶体管开关例如 M0S-FET〇
[0023] 第一转换器输出和第二转换器输出可以以不同方式来配置。在多个有用实施方式 中，对第一转换器输出和第二转换器输出进行合并以形成产生多输入隔离式电力转换器的 单个DC输出电压的公共输出节点。一个或若干个输出电容器可以耦合至公共输出节点以 对由第一整流器和第二整流器的输出处的相应整流电压波形在DC输出电压中产生的纹波 电压进行抑制。根据这些实施方式，通过对来自第一整流器和第二整流器的电压或电力分 布进行合并来产生DC输出电压。单输入或多输入隔离式电力转换器的替选实施方式被配 置成在分开的输出电压端处产生分开的第一和第二DC输出电压或分开的第一和第二AC输 出电压。由于由变压器绕组的输入和输出之间的耦合所引起的交叉调节，在基于传统变压 器芯几何结构的现有技术的多输入电力转换器中，使用分开的DC输出电压已经是不可能 的。然而，由集成式磁性变压器组件实现的对第一输入变压器绕组和第二输入变压器绕组 以及第一输出变压器绕组和第二输出变压器绕组的去耦合使得分开的第一DC输出电压和 第二DC输出电压完全独立。
[0024] 因此，相同的隔离式电力转换器可以容易地适合于安装各种不同的电力转换器或 逆变器应用，并且因而可以减少特定电力转换器拓扑的所需的变型的数目。因此，本隔离式 电力转换器能够降低组件成本、部件成本、采购成本等。由本单输入或多输入隔离式电力转 换器所提供的灵活性特别适合于与通常生成针对电力转换器的宽范围的不同输入电压的 清洁能源如光伏电池有关的电力转换。
[0025] 最后，技术人员将理解，本集成式磁性变压器组件还可以集成在例如为反激式拓 扑、正激式拓扑、推挽拓扑、SEPIC拓扑、倍流整流器拓扑等的多个其他的公知DC隔离式电 力转换器拓扑中。
【附图说明】
[0026] 将结合附图来更详细地描述本发明的优选实施方式，在附图中：
[0027] 图1A是包括两个完全并行的转换器和公共转换器输出的现有技术的双输入隔离 式升压DC-DC电力转换器的示意图，
[0028] 图1B是包括耦合至单个转换器输出的串联连接的次级绕组的现有技术的双输入 隔离式升压DC-DC电力转换器的示意图，
[0029] 图2是根据本发明的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的示意图，
[0030] 图3是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的双输入隔离 式升压DC-DC电力转换器的示意图，
[0031] 图4示出了描绘针对第一输入电压波形与第二输入电压波形之间的90度相角偏 移的双输入隔离式升压DC-DC转换器的相应输入波形、绕组电压波形和输出电压波形的多 个图，
[0032] 图5A是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的第一类型的 双输入隔离式降压DC-DC电力转换器的示意图，
[0033] 图5B是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的第二类型的 双输入隔离式降压DC-DC电力转换器的示意图，
[0034] 图6是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的双输入DAB拓 扑DC-DC电力转换器的示意图，
[0035] 图7是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的双输入隔离 式LLC拓扑DC-DC电力转换器的示意图，
[0036] 图8是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的具有侧变换 绕组布置的双输入DC-DC电力转换器的示意图，
[0037] 图9是包括根据其上述的优选实施方式的集成式磁性变压器组件的双输入双输 出隔离式升压DC-DC电力转换器的示意图，
[0038] 图10A示出了现有技术的多输入DC-DC升压电力转换器的DC输入电压源的输入 电压范围；以及
[0039] 图10B示出了根据本发明的优选实施方式的图3上所描绘的多输入隔离式升压 DC-DC电力转换器的第一DC输入电压源和第二DC输入电压源的输入电压范围。
【具体实施方式】
[0040] 图1A示出了包括两个完全并行的转换器和公共转换器输出的现有技术的双输入 隔离式升压DC-DC电力转换器的示意图。电力转换器包括两个转换器级，这两个转换器级 分别绕变压器T1和变压器T2构造并且及完全并行地利用公共输出电容器C进行操作。两 个变压器T1和是完全分开的。T1的输入电感器绕组或初级绕组由包括