功率转换电路、电路板及空调器的制作方法

[0001]
本发明涉及但不限于电路技术领域，特别是涉及一种功率转换电路、电路板及空调器。


背景技术：

[0002]
目前，在电力电子功率变换、变频空调系统等应用领域中，各种变压器、电感器应用广泛。其中，功率电感是实现直流电压转换滤波的重要磁性器件。
[0003]
在相关技术中，功率转换电路会使用到功率电感和变压器两个器件，但功率电感与变压器为两个相互独立的器件，其总体占用的体积较大，从而导致整个功率转换电路在其应用的产品中需要占用较大的空间，不符合当前各类智能产品追求小型化的趋势。


技术实现要素：

[0004]
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
[0005]
本发明实施例提供了一种功率转换电路、电路板及空调器，能够节省整个功率转换电路所要占用的空间。
[0006]
第一方面，本发明实施例提供了一种功率转换电路，包括：
[0007]
变压器，包括第一绕组和第二绕组；
[0008]
升压储能电路，设置于所述变压器输入侧，所述升压储能电路包括第一功率电感和第二功率电感，所述第一功率电感包括第三绕组，所述第二功率电感包括第四绕组；
[0009]
整流滤波电路，设置于所述变压器输出侧；
[0010]
其中，所述第一绕组、所述第二绕组、所述第三绕组和所述第四绕组绕制在同一磁芯上，所述磁芯包括闭口形的第一芯体和开口形的第二芯体，所述第二芯体的开口朝向所述第一芯体，所述第一绕组和所述第二绕组绕制在所述第一芯体上，所述第三绕组和所述第四绕组绕制在所述第二芯体上。
[0011]
本发明上述第一方面的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明实施例的功率转换电路，其包括变压器、设置在变压器输入侧的升压储能电路以及设置在变压器输出侧整流滤波电路。其中，变压器包括有设置于变压器原边的第一绕组和设置于变压器副边的第二绕组，升压储能电路中的第一功率电感包括有第三绕组，第二功率电感包括有第四绕组，将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体和开口形的第二芯体，且第二芯体的开口朝向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，第三绕组和第四绕组绕制在第二芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0012]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述升压储能电路还包括整流组件和稳压组件，所述第一功率电感和所述第二功率电感分别连接于所述整流组件和所述稳压组件之间，从而将第一功率电感和第二功率电感作为双路交错的功率电感连接到电路中，所述稳压组件的输出端连接到所述变压器输入侧。其中，整流组件在电路中起到整流作用，稳压组件在电路中起到的稳压作用。
[0013]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述整流滤波电路包括第一二极管组件、第二二极管组件和滤波电容，所述第一二极管组件和所述第二二极管组件通过所述滤波电容连接到负载，其中，第一二极管组件和第二二极管组件在电路中起到整流作用，滤波电容在电路中起到滤波作用。
[0014]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第二芯体的一端与所述第一芯体连接，所述第二芯体的另一端设置有单段气隙或者多段气隙；或者，所述第二芯体的两端均设置有单段气隙；或者，所述第二芯体的两端均与所述第一芯体连接。对于磁芯的结构，第二芯体的一端与第一芯体连接在一起，或者第二芯体的两端均与第一芯体连接，以形成完整的闭合磁路。对于气隙的设置方式，可以在第二芯体的另一端设置有单段气隙，单段气隙由于混入了空气介质，改善减小了磁导率，从而更好地控制磁饱和现象，提升电感量的均匀性；也可以在第二芯体的另一端设置有多段气隙，每段气隙的宽度可以变小，可以减少漏感，降低涡流损耗，以降低对磁芯周边的磁干扰；还可以在第二芯体的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积。
[0015]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第三绕组和所述第四绕组分别绕制在所述第二芯体的两端。将第三绕组和第四绕组分别绕制在第二芯体的两端，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，即将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0016]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第三绕组和所述第四绕组绕制在所述第二芯体的两端之间。将第三绕组和第四绕组绕制在第二芯体的两端之间，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，即将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0017]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第二芯体设置有第二中柱，所述第三绕组和所述第四绕组绕制在所述第二中柱上。其中，在第二芯体设置第二中柱，将第三绕组和第四绕组绕制在第二中柱上，在实现相同的电感量的情况下，可以缩减两侧边柱的宽度，从而进一步降低磁芯体积。
[0018]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第二中柱与所述第一芯体之间设置有单段气隙，以防止磁芯饱和,同时增加磁路等效长度,进而增大储能,而且可以减小电感量。
[0019]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述升压储能电路还包括第三功率电感，所述第三功率电感包括第五绕组，所述第五绕组绕制在所述第二芯体上。其中，第一功率电感、第二功率电感和第三功率电感作为三路交错的功率电感连接到电路中。具体地，将第一绕
组和第二绕组绕制在第一芯体上，第三绕组、第四绕组和第五绕组绕制在第二芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组和第五绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0020]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第三绕组、所述第四绕组和所述第五绕组均绕制在所述第二芯体的两端之间。将第三绕组、第四绕组和第五绕组均绕制在第二芯体的两端之间，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组和第五绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0021]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第二芯体设置有第二中柱，所述第三绕组、所述第四绕组和所述第五绕组均绕制在所述第二中柱上。其中，在第二芯体设置有第二中柱，将第三绕组、第四绕组和第五绕组绕制在第二中柱上，在满足相同磁通量的情况下，可以缩减两侧边柱的宽度，从而进一步降低磁芯体积。
[0022]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第二芯体设置有第二中柱，所述第三绕组、所述第四绕组和所述第五绕组分别绕制在所述第二芯体的两端和所述第二中柱上。将第三绕组、第四绕组和第五绕组分别绕制在第二芯体的两端和第二中柱上，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组和第五绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0023]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第一绕组和所述第二绕组分别绕制在所述第一芯体的两侧。例如，在双路交错功率转换电路的情形下，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体的两侧，将第三绕组和第四绕组绕制在第二芯体上，以实现将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上；又例如，在三路交错功率转换电路的情形下，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体的两侧，将第三绕组、第四绕组和第五绕组绕制在第二芯体上，以实现将第一绕组、第二绕组、第三绕组、第四绕组和第五绕组都集成在同一磁芯上。通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0024]
可选地，在本发明的一个实施例中，所述第一芯体设置有第一中柱，所述第一绕组和所述第二绕组绕制在所述第一中柱上。通过在第一芯体设置第一中柱，并将第一绕组和第二绕组绕制在第一中柱上，在实现相同的电感量的情况下，可以缩减两侧边柱的宽度，从而进一步降低磁芯体积。
[0025]
第二方面，本发明实施例提供了一种电路板，包括如上第一方面所述的功率转换电路。
[0026]
本发明上述第二方面的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明实施例的电路板，由于电路板具有上述第一方面的功率转换电路，功率转换电路包括变压器、设
置在变压器输入侧的升压储能电路以及设置在变压器输出侧整流滤波电路。其中，变压器包括有设置于变压器原边的第一绕组和设置于变压器副边的第二绕组，升压储能电路中的第一功率电感包括有第三绕组，第二功率电感包括有第四绕组，将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体和开口形的第二芯体，且第二芯体的开口朝向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，第三绕组和第四绕组绕制在第二芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0027]
第三方面，本发明实施例提供了一种空调器，包括如上第一方面所述的功率转换电路。
[0028]
本发明上述第三方面的技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：本发明实施例的空调器，由于空调器具有上述第一方面的功率转换电路，功率转换电路包括变压器、设置在变压器输入侧的升压储能电路以及设置在变压器输出侧整流滤波电路。其中，变压器包括有设置于变压器原边的第一绕组和设置于变压器副边的第二绕组，升压储能电路中的第一功率电感包括有第三绕组，第二功率电感包括有第四绕组，将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体和开口形的第二芯体，且第二芯体的开口朝向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，第三绕组和第四绕组绕制在第二芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0029]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0030]
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
[0031]
图1是本发明一个实施例提供的双路交错功率转换电路示意图；
[0032]
图2是本发明一个实施例提供的双路功率电感和变压器磁集成结构示意图；
[0033]
图3a至图3l分别是本发明实施例提供的双路功率电感和变压器磁集成结构扩展示意图；
[0034]
图4是本发明一个实施例提供的三路交错功率转换电路示意图；
[0035]
图5是本发明一个实施例提供的三路功率电感和变压器磁集成结构示意图；
[0036]
图6a至图6l分别是本发明实施例提供的三路功率电感和变压器磁集成结构扩展示意图；
[0037]
图7为本发明一个实施例提供的两路交错功率转换电路开关管的控制时序示意图；
[0038]
图8为本发明另一个实施例提供的三路交错功率转换电路开关管的控制时序示意图。
具体实施方式
[0039]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]
应了解，在本发明实施例的描述中，多个(或多项)的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到“第一”、“第二”等只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
[0041]
目前，在电力电子功率变换、变频空调系统等应用领域中，各种变压器、电感器应用广泛。其中，功率电感是实现直流电压转换滤波的重要磁性器件。
[0042]
在相关技术中，功率转换电路会使用到功率电感和变压器两个器件，但功率电感与变压器为两个相互独立的器件，其总体占用的体积较大，从而导致整个功率转换电路在其应用的产品中需要占用较大的空间，不符合当前各类智能产品追求小型化的趋势。
[0043]
基于此，本发明实施例提供了一种功率转换电路、电路板及空调器，功率转换电路包括变压器、设置在变压器输入侧的升压储能电路以及设置在变压器输出侧整流滤波电路。其中，变压器包括有设置于变压器原边的第一绕组和设置于变压器副边的第二绕组，升压储能电路中的第一功率电感包括有第三绕组，第二功率电感包括有第四绕组，将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体和开口形的第二芯体，且第二芯体的开口朝向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组和第二绕组绕制在第一芯体上，第三绕组和第四绕组绕制在第二芯体上，从而将第一绕组、第二绕组、第三绕组和第四绕组都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0044]
下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
[0045]
如图1所示，本发明一个实施例提供了一种含双路功率电感的功率转换电路。功率转换电路包括变压器t、升压储能电路以及整流滤波电路。交流输入端通过升压储能电路连接到变压器t输入侧，变压器t输出侧通过整流滤波电路连接到负载。其中，变压器t包括有第一绕组110和第二绕组120，其中，第一绕组110设置于变压器t原边，第二绕组120设置于变压器t副边。升压储能电路中的第一功率电感l1包括有第三绕组130，第二功率电感l2包括有第四绕组140，具体地，由第一功率电感l1、第一电容c1、第一开关管q1、第五二极管d5以及第三电容c3组成第一路升压储能支路；由第二功率电感l2、第二电容c2、第二开关管q2、第六二极管d6以及第四电容c4组成第二路升压储能支路。如图2所示，第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都绕制在同一磁芯上。磁芯具有第一芯体210和第
二芯体220，第一芯体210为闭口型器件，大致呈“口”字形；第二芯体220为开口型器件，大致呈“u”字形。而且，第二芯体220的开口朝向第一芯体210以使得第二芯体220和第一芯体210可以形成完整的闭合磁路。具体地，将第一绕组110和第二绕组120绕制在第一芯体210上，第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220上，从而将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都集成在同一磁芯上。基于此，通过将第一功率电感l1、第二功率电感l2与变压器t通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器t两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0046]
在一实施例中，升压储能电路还包括整流组件和稳压组件，第一功率电感l1和第二功率电感l2分别连接于整流组件和稳压组件之间，从而将第一功率电感l1和第二功率电感l2作为双路交错的功率电感连接到电路中，稳压组件的输出端连接到变压器t输入侧。其中，整流组件在电路中起到整流作用，稳压组件在电路中起到的稳压作用。如图1所示，整流组件由第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4组成整流桥堆。稳压组件由第三开关管q3、第四开关管q4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7以及第八电容c8组成。
[0047]
在一实施例中，整流滤波电路包括第一二极管组件d7、第二二极管组件d8和滤波电容c9，第一二极管组件d7和第二二极管组件d8通过滤波电容c9连接到负载，其中，第一二极管组件d7和第二二极管组件d8在电路中起到整流作用，滤波电容c9在电路中起到滤波作用。
[0048]
在一实施例中，根据电感量和磁通密度的设计要求可以对磁芯的结构、气隙的设置方式以及绕组的绕线方式进行不同的布局。例如，对于磁芯的结构，可以采用呈“口”字形的闭口型结构，也可以在“口”字形的闭口型结构的基础上增加中柱；对于气隙的设置方式，可以在磁芯单侧的边柱设置单段气隙，也可以在磁芯两侧的边柱设置单段气隙，还可以在磁芯单侧的边柱设置多段气隙；对于绕组的绕线方式，变压器t上的第一绕组110和第二绕组120可以分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，也可以都绕制在第一芯体210中间的中柱，而第三绕组130和第四绕组140可以绕制在第二芯体220的两侧的边柱，也可以都绕制在呈“u”字形第二芯体220基础上增加的中柱。
[0049]
在一实施例中，第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有单段气隙或者多段气隙；或者，第二芯体220的两端均设置有单段气隙；或者，第二芯体220的两端均与第一芯体210连接。对于磁芯的结构，第二芯体220的一端与第一芯体210连接在一起，或者第二芯体220的两端均与第一芯体210连接，以形成完整的闭合磁路。对于气隙的设置方式，可以在第二芯体220的另一端设置有单段气隙，单段气隙由于混入了空气介质，改善减小了磁导率，从而更好地控制磁饱和现象，提升电感量的均匀性；也可以在第二芯体220的另一端设置有多段气隙，每段气隙的宽度可以变小，可以减少漏感，降低涡流损耗，以降低对磁芯周边的磁干扰；还可以在第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积。
[0050]
在一实施例中，如图3a所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有单段气隙，单段气隙由于混入了
空气介质，改善减小了磁导率，从而更好地控制磁饱和现象，提升电感量的均匀性。另外，将单段气隙设置在第二芯体220的侧边缘，便于加工。
[0051]
在一实施例中，如图3b所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0052]
在一实施例中，如图3c所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有多段气隙，相对于单段气隙，每段气隙的宽度可以变小，并减少漏感、降低涡流损耗以及降低对磁芯周边的磁干扰。
[0053]
在一实施例中，如图3d所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的第二中柱221上，由于第二中柱221的位置位于“u”字形内部，所以相对于将第三绕组130和第四绕组140分别绕制在第二芯体220“u”字形的侧边位置，可以进一步减少第二芯体220的体积。另外，第二芯体220的两端均与第一芯体210连接而不设置气隙，此情形下，第二芯体220采用铁粉芯类材料制成，从而提升电感量的均匀性。
[0054]
在一实施例中，如图3e所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的第二中柱221上，由于第二中柱221的位置位于“u”字形内部，所以相对于将第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220“u”字形的侧边位置，可以进一步减少第二芯体220的体积。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0055]
在一实施例中，如图3f所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端。第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。另外，第二中柱221与第一芯体210之间也设置有单段气隙，以防止磁芯饱和,同时增加磁路等效长度,进而增大储能,而且可以减小电感量。
[0056]
在一实施例中，如图3g所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以
进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的第二中柱221上，由于第二中柱221的位置位于“u”字形内部，所以相对于将第三绕组130和第四绕组140分别绕制在第二芯体220“u”字形的侧边位置，可以进一步减少第二芯体220的体积。另外，第二芯体220的两端均与第一芯体210连接而不设置气隙，此情形下，第二芯体220采用铁粉芯类材料制成，从而提升电感量的均匀性。
[0057]
在一实施例中，如图3h所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的第二中柱221上，由于第二中柱221的位置位于“u”字形内部，所以相对于将第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220“u”字形的侧边位置，可以进一步减少第二芯体220的体积。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0058]
在一实施例中，如图3i所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。另外，第二中柱221与第一芯体210之间也设置有单段气隙，以防止磁芯饱和,同时增加磁路等效长度,进而增大储能,而且可以减小电感量。
[0059]
在一实施例中，如图3j所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有单段气隙，单段气隙由于混入了空气介质，改善减小了磁导率，从而更好地控制磁饱和现象，提升电感量的均匀性。另外，将单段气隙设置在第二芯体220的侧边缘，便于加工。
[0060]
在一实施例中，如图3k所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙
相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0061]
在一实施例中，如图3l所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有多段气隙，相对于单段气隙，每段气隙的宽度可以变小，并减少漏感、降低涡流损耗以及降低对磁芯周边的磁干扰。
[0062]
如图4所示，本发明一个实施例还提供了一种含三路功率电感的功率转换电路。功率转换电路包括变压器t、升压储能电路以及整流滤波电路。交流输入端通过升压储能电路连接到变压器t输入侧，变压器t输出侧通过整流滤波电路连接到负载。其中，变压器t包括有第一绕组110和第二绕组120，其中，第一绕组110设置于变压器t原边，第二绕组120设置于变压器t副边。升压储能电路中的第一功率电感l1包括有第三绕组130，第二功率电感l2包括有第四绕组140，第三功率电感l3包括有第五绕组150，具体地，由第一功率电感l1、第一电容c1、第一开关管q1、第五二极管d5以及第二电容c2组成第一路升压储能支路；由第二功率电感l2、第三电容c3、第二开关管q2、第六二极管d6以及第四电容c4组成第二路升压储能支路；由第三功率电感l3、第五电容c5、第三开关管q3、第七二极管d7以及第六电容c6组成第三路升压储能支路。如图5所示，第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150都绕制在同一磁芯上。磁芯具有第一芯体210和第二芯体220，第一芯体210为闭口型器件，大致呈“口”字形；第二芯体220为开口型器件，大致呈“u”字形。而且，第二芯体220的开口朝向第一芯体210以使得第二芯体220和第一芯体210可以形成完整的闭合磁路。具体地，将第一绕组110和第二绕组120绕制在第一芯体210上，第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220上，从而将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都集成在同一磁芯上。基于此，通过将第一功率电感l1、第二功率电感l2、第三功率电感l3与变压器t通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器t两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0063]
在一实施例中，升压储能电路还包括整流组件和稳压组件，第一功率电感l1、第二功率电感l2和第三功率电感l3分别连接于整流组件和稳压组件之间，从而将第一功率电感l1、第二功率电感l2和第三功率电感l3作为三路交错的功率电感连接到电路中，稳压组件的输出端连接到变压器t输入侧。其中，整流组件在电路中起到整流作用，稳压组件在电路中起到的稳压作用。如图4所示，整流组件由第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3和第四二极管d4组成整流桥堆。稳压组件由第四开关管q4、第五开关管q5、第七电容c7、第八电容c8、第十电容c10、以及第九电容c11组成。整流滤波电路包括第三二极管组件d8、第四二极管组件d9和滤波电容c11，第一二极管组件d7和第二二极管组件d8通过滤波电容c11连接到负载，其中，第三二极管组件d8、第四二极管组件d9在电路中起到整流作用，滤波电容
c11在电路中起到滤波作用。
[0064]
在一实施例中，如图6a所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有单段气隙，单段气隙由于混入了空气介质，改善减小了磁导率，从而更好地控制磁饱和现象，提升电感量的均匀性。另外，将单段气隙设置在第二芯体220的侧边缘，便于加工。
[0065]
在一实施例中，如图6b所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0066]
在一实施例中，如图6c所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，而第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有多段气隙，相对于单段气隙，每段气隙的宽度可以变小，并减少漏感、降低涡流损耗以及降低对磁芯周边的磁干扰。
[0067]
在一实施例中，如图6d所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，而第三绕组130和第四绕组140分别绕制在第二芯体220两端的边柱，第五绕组150绕制在第二芯体220的第二中柱221上。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0068]
在一实施例中，如图6e所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱。而第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的第二中柱221上，由于第二中柱221的位置位于“u”字形内部，所以相对于将第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220“u”字形的侧边位置，可以进一步减少第二芯体220的体积。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0069]
在一实施例中，如图6f所示，第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，而第三绕组130和第四绕组140分别绕制在第二芯体220两端的边柱，第五绕组150绕制在第二芯体220的第二中柱221上。第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，
例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。另外，第二中柱221与第一芯体210之间也设置有单段气隙，以防止磁芯饱和,同时增加磁路等效长度,进而增大储能,而且可以减小电感量。
[0070]
在一实施例中，如图6g所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140分别绕制在第二芯体220两端的边柱，第五绕组150绕制在第二芯体220的第二中柱221上。另外，第二芯体220的两端均与第一芯体210连接而不设置气隙，此情形下，第二芯体220采用铁粉芯类材料制成，从而提升电感量的均匀性。
[0071]
在一实施例中，如图6h所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的第二中柱221上，由于第二中柱221的位置位于“u”字形内部，所以相对于将第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220“u”字形的侧边位置，可以进一步减少第二芯体220的体积。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0072]
在一实施例中，如图6i所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130和第四绕组140分别绕制在第二芯体220两端的边柱，第五绕组150绕制在第二芯体220的第二中柱221上。另外，第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。另外，第二中柱221与第一芯体210之间也设置有单段气隙，以防止磁芯饱和,同时增加磁路等效长度,进而增大储能,而且可以减小电感量。
[0073]
在一实施例中，如图6j所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。而第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设
置有单段气隙，单段气隙由于混入了空气介质，改善减小了磁导率，从而更好地控制磁饱和现象，提升电感量的均匀性。另外，将单段气隙设置在第二芯体220的侧边缘，便于加工。
[0074]
在一实施例中，如图6k所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的两端均设置有单段气隙，与在第二芯体220的一端设置有单段气隙相比，相同气隙宽度的情况下可以进一步降低磁芯体积，例如，假设在第二芯体220的一端需要设置的单段气隙宽度为1毫米，那么在第二芯体220的两端只需均设置宽度为0.5毫米的单段气隙，两者即可达到等效的效果，但后者相比前者第二芯体220与第一芯体210之间的气隙缩减了0.5毫米，因此，可以进一步降低磁芯的体积。
[0075]
在一实施例中，如图6l所示，“口”字形的第一芯体210内部设置有第一中柱211，且第一绕组110和第二绕组120均绕制在第一中柱211，由于第一中柱211的位置位于“口”字形内部，所以相对于将第一绕组110和第二绕组120分别绕制在第一芯体210两侧的边柱，可以进一步减少第一芯体210的体积。第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220的两端之间，且第二芯体220的一端与第一芯体210连接，第二芯体220的另一端设置有多段气隙，相对于单段气隙，每段气隙的宽度可以变小，并减少漏感、降低涡流损耗以及降低对磁芯周边的磁干扰。
[0076]
需要说明的是，当为双路交错boost升压电路时，升压储能电路中的开关管如q1至q2的开关时序可参照图7所示，开关周期为t，开关管q1至q2的开关时序相差在[0,t/n]，其中，n为2。
[0077]
当为三路交错boost升压电路时，升压储能电路中的开关管如q1至q3的开关时序可参照图8所示，开关周期为t，开关管q1至q3的开关时序相差在[0,t/n]，其中，n为3。
[0078]
图7为双路交错pfc开关时序图，q1和q2的开关时序相差为t/2，开通占空比存在三种状态；其中，图8为三路交错pfc开关时序图，q1和q2和q3的开关时序相差为t/3，开通占空比存在三种状态；其他多路依次类推，q1
…
qn的开关时序相差为t/n，n越大，t/n越接近0，所开关时序相差为[0,t/n]。
[0079]
基于上述功率转换电路，下面分别提出本发明的电路板和空调器的各个实施例。
[0080]
本发明实施例还提供了一种电路板，电路板包括有上述功率转换电路。
[0081]
在一实施例中，由于电路板具有功率转换电路，功率转换电路包括变压器t、设置在变压器t输入侧的升压储能电路以及设置在变压器t输出侧整流滤波电路。其中，变压器t包括有设置于变压器t原边的第一绕组110和设置于变压器t副边的第二绕组120，升压储能电路中的第一功率电感l1包括有第三绕组130，第二功率电感l2包括有第四绕组140，将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体210和开口形的第二芯体220，且第二芯体220的开口朝向第一芯体210使得第二芯体220和第一芯体210可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组110和第二绕组120绕制在第一芯体210上，第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220上，从而将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器t通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁
路复用实现功率电感与变压器t两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0082]
在一实施例中，由于电路板具有功率转换电路，功率转换电路包括变压器t、设置在变压器t输入侧的升压储能电路、设置在变压器t输出侧整流滤波电路以及检测电路。其中，变压器t包括有设置于变压器t原边的第一绕组110和设置于变压器t副边的第二绕组120，升压储能电路中的第一功率电感l1包括有第三绕组130，第二功率电感l2包括有第四绕组140，第三功率电感l3包括有第五绕组150，将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体210和开口形的第二芯体220，且第二芯体220的开口朝向第一芯体210使得第二芯体220和第一芯体210可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组110和第二绕组120绕制在第一芯体210上，第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220上，从而将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器t通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器t两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0083]
本发明实施例还提供了一种空调器，电路板包括有上述功率转换电路。
[0084]
在一实施例中，由于空调器具有上述的功率转换电路，功率转换电路包括变压器t、设置在变压器t输入侧的升压储能电路以及设置在变压器t输出侧整流滤波电路。其中，变压器t包括有设置于变压器t原边的第一绕组110和设置于变压器t副边的第二绕组120，升压储能电路中的第一功率电感l1包括有第三绕组130，第二功率电感l2包括有第四绕组140，将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体210和开口形的第二芯体220，且第二芯体220的开口朝向第一芯体210使得第二芯体220和第一芯体210可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组110和第二绕组120绕制在第一芯体210上，第三绕组130和第四绕组140绕制在第二芯体220上，从而将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130和第四绕组140都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器t通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方式通过磁路复用实现功率电感与变压器t两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0085]
在一实施例中，由于空调器具有功率转换电路，功率转换电路包括变压器t、设置在变压器t输入侧的升压储能电路、设置在变压器t输出侧整流滤波电路以及检测电路。其中，变压器t包括有设置于变压器t原边的第一绕组110和设置于变压器t副边的第二绕组120，升压储能电路中的第一功率电感l1包括有第三绕组130，第二功率电感l2包括有第四绕组140，第三功率电感l3包括有第五绕组150，将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150都绕制在同一磁芯上，磁芯具有闭口形的第一芯体210和开口形的第二芯体220，且第二芯体220的开口朝向第一芯体210使得第二芯体220和第一芯体210可以形成完整的闭合磁路，具体地，将第一绕组110和第二绕组120绕制在第一芯体210上，第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150绕制在第二芯体220上，从而将第一绕组110、第二绕组120、第三绕组130、第四绕组140和第五绕组150都集成在同一磁芯上。基于此，通过将功率电感与变压器t通过磁集成的方式应用在功率转换电路中，利用磁集成的方
式通过磁路复用实现功率电感与变压器t两者功能合一，从而减少磁芯体积，使得整个功率转换电路可以节省所要占用的空间。
[0086]
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的共享条件下还可作出种种等同的变形或替换，这些等同的变形或替换均包括在本发明权利要求所限定的范围内。