使用正交次级绕组的功率变换器.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103460309 A (43)申请公布日 2013.12.18 C N 1 0 3 4 6 0 3 0 9 A *CN103460309A* (21)申请号 201280016934.3 (22)申请日 2012.03.19 13/076,923 2011.03.31 US H01F 17/04(2006.01) H02M 3/158(2006.01) (71)申请人伯斯有限公司 地址美国马萨诸塞州 (72)发明人 M纽斯鲍姆 (74)专利代理机构北京市金杜律师事务所 11256 代理人王茂华 (54) 发明名称 使用正交次级绕组的功率变换器 (57) 摘要 功率变。

2、换设备包括磁芯；以及围绕磁芯的部 分的多个绕组，包括限定第一磁通量路径的第一 组绕组、限定磁性正交于第一磁通量路径的第二 磁通量路径的第二组绕组以及第三组绕组。第三 组绕组中的每个绕组被配置为经由第一通量路径 和第二通量路径两者可激励的。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.09.30 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2012/029651 2012.03.19 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/134861 EN 2012.10.04 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图8页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发。

3、明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图8页 (10)申请公布号 CN 103460309 A CN 103460309 A 1/2页 2 1.一种功率变换设备，包括： 磁芯；以及 围绕所述磁芯的部分的多个绕组，包括限定第一磁通量路径的第一组绕组、限定磁性 正交于所述第一磁通量路径的第二磁通量路径的第二组绕组以及第三组绕组； 其中所述第三组绕组中的每个绕组被配置为经由所述第一通量路径和所述第二通量 路径两者可激励的。 2.根据权利要求1所述的在多个模式中可操作的设备，包括第一模式，其中功率从所 述第一组绕组中的一个或多个绕组传递到所述第三组绕组中的绕组，以及在第二模式中， 其中功率从所述第。

4、二组绕组中的绕组传递到所述第三组绕组中的绕组。 3.根据权利要求2所述的设备，进一步包括用于使用仅在所述第一模式中可操作的所 述第一组绕组形成第一电源的电路，以及用于经由在所述第一模式和所述第二模式两者中 可操作的所述第三组绕组形成用于提供功率的第二电源的电路。 4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一模式包括基本操作模式，并且所述第二 模式包括待机操作模式。 5.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一电源具有至少大于所述第二电源十倍的 功率容量。 6.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一电源具有至少0.2kW的功率容量。 7.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一电源包括升压变换器。 8。

5、.根据权利要求7所述的设备，其中所述第一组绕组包括通过所述磁芯耦合的多个绕 组，并且其中所述升压变换器包括交错升压变换器。 9.根据权利要求3所述的设备，其中所述电路进一步包括耦合到所述第三组绕组中的 每个绕组的整流器。 10.根据权利要求3所述的设备，其中所述电路进一步包括耦合到所述第三组绕组中 的每个绕组的电荷泵。 11.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二组绕组包括串联布置的多个绕组，并且 所述第三组绕组包括多个绕组。所述第三组绕组中的每个绕组对应于所述第二组绕组中的 绕组中的不同绕组。 12.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一组磁性绕组中的每个绕组耦合到具有 第一额定电流的MOS。

6、FET，并且其中所述第二组绕组中的每个绕组耦合到具有小于所述第一 额定电流的第二额定电流的MOSFET。 13.根据权利要求1所述的设备，所述第一组绕组中的每个绕组被置于一组一个或多 个基板中的基板上，所述磁芯穿过所述基板中的开口。 14.一种用于功率变换的方法，包括： 在第一操作模式中， 激励围绕磁芯的部分的第一组绕组中的绕组以引起第一功率输出， 所述第一组绕组的所述激励经由第三组绕组引起第二功率输出，所述第三组绕组经由 所述磁芯磁性耦合到所述第一组绕组；以及 在第二操作模式中， 激励围绕所述磁芯的部分的第二组绕组中的绕组，由所述第二组绕组形成的第二磁通 权 利 要 求 书CN 103460。

7、309 A 2/2页 3 量路径磁性正交于由所述第一组绕组形成的第一磁通量路径， 所述第二组绕组的所述激励经由所述第三组绕组引起功率输出，所述第三组绕组经由 所述磁芯磁性耦合到所述第二组绕组。 15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一操作模式包括基本操作模式，并且所 述第二操作模式包括待机操作模式。 16.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一组绕组形成第一电源的一部分，并且 所述第二组绕组形成第二电源的一部分。 17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一电源具有至少大于所述第二电源十倍 的功率容量。 权 利 要 求 书CN 103460309 A 1/7页 4 使用正交次级绕组的。

8、功率变换器 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求在2011年3月31日提交的美国申请序列号13/076,923的优先权，其 通过引用并入本文。 0003 本申请与2011年3月31日提交的、题为“POWER CONVERTER USING SOFT COMPOSITE MAGNETIC STRUCTURE”的美国申请序列号13/076,860（代理人案卷号 30073-012001）有关，其通过引用并入本文。 技术领域 背景技术 0004 一些功率变换系统（例如，双交错升压功率因数变换器（PFC）系统）使用缠绕在磁 芯周围的磁性耦合电感器或线圈。例如，参考图1A，升压变换器的磁芯。

9、150包括第一组感应 器线圈152和第二组感应器线圈154。感应器线圈152设置在芯158的第一支柱156周围， 并且感应器线圈154设置在芯的第二支柱160周围。升压变换器150中的能量储存位于包 括间隙164的中央支柱162中。间隙164中的磁场（H）被定向为垂直于感应器线圈152和 154的宽轴。包括磁芯150的升压变换器一般适于大约几百瓦特的功率吞吐量。然而，在一 些系统中，试图按比例增大这样的升压变换器可能例如由于几何约束和/或当额定功率增 加到1kW的范围之上时的涡流损耗而面临效率限制。在一些示例中，功率变换系统用于专 业音响系统中。 0005 一些功率变换系统使用一个初级绕组和多。

10、个次级绕组，其中，次级绕组之一用于 向控制电路提供“管家”功率，以便不需要单独的功率变换组件来给控制电路供电。在控制 电路在待机期间需要功率的情况下，管家功率的产生可能例如由于系统的由初级线圈驱动 的开关组件中的损耗而是低效的。该低效否定了在正常操作期间针对多组次级绕组共用初 级绕组的一些优点。 0006 参考图1B，双交错升压变换器电路100的示例包括跨共同的芯102磁性耦合的电 感器L1112和L2114。电感器之间的耦合程度由将两个电感器的绕组分开的间隙的宽度来 控制。双交错升压变换器电路100的芯中的最大通量纹波大致为单升压电路的最大通量纹 波的一半，并且还减少了双交错升压电路上的AC。

11、纹波。对两个开关Q1122和Q2124（例如， 金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）进行占空比控制，并且其通常具有180的相 位差，尽管在一些情况下，90的操作可能是优选的。具有充分耦合的电感器的电路几乎不 表现出纹波电流。 发明内容 0007 在总的方面，功率变换设备包括磁芯；以及围绕磁芯的部分的多个绕组，包括限定 第一磁通量路径的第一组绕组、限定磁性正交于第一磁通量路径的第二磁通量路径的第二 组绕组以及第三组绕组。第三组绕组中的每个绕组被配置为经由第一通量路径和第二通量 说 明 书CN 103460309 A 2/7页 5 路径两者可激励的。 0008 实施例可以包括以下内容中的一。

12、个或多个内容。 0009 该设备是在多个模式中可操作的，包括第一模式，其中功率从第一组绕组中的一 个或多个绕组传递到第三组绕组中的绕组，以及在第二模式中，其中功率从第二组绕组中 的绕组传递到第三组绕组中的绕组。 0010 该设备进一步包括用于使用仅在第一模式中可操作的第一组绕组形成第一电源 的电路，以及用于经由在第一模式和第二模式两者中可操作的第三组绕组形成用于提供功 率的第二电源的电路。 0011 第一模式包括基本操作模式，并且第二模式包括待机操作模式。第一电源具有至 少大于第二电源十倍的功率容量。第一电源具有至少0.2kW的功率容量。 0012 第一电源包括升压变换器。第一组绕组包括通过磁。

13、芯耦合的多个绕组，并且其中 升压变换器包括交错升压变换器。 0013 该电路进一步包括耦合到第三组绕组中的每个绕组的整流器。该电路进一步包括 耦合到第三组绕组中的每个绕组的电荷泵（chargepump）。 0014 第二组绕组包括串联布置的多个绕组，并且第三组绕组包括多个绕组。第三组绕 组中的每个绕组对应于第二组绕组中的绕组中的不同绕组。 0015 第一组磁性绕组中的每个绕组耦合到具有第一额定电流的MOSFET，并且其中第二 组绕组中的每个绕组耦合到具有小于第一额定电流的第二额定电流的MOSFET。 0016 第一组绕组中的每个绕组被置于一组一个或多个基板中的基板上，磁芯穿过基板 中的开口。 。

14、0017 在另一总的方面，用于功率变换的方法包括：在第一操作模式中，激励围绕磁芯的 部分的第一组绕组中的绕组以引起第一功率输出。第一组绕组的激励经由第三组绕组引起 第二功率输出，该第三组绕组经由磁芯磁性耦合到第一组绕组。该方法进一步包括：在第二 操作模式中，激励围绕磁芯的部分的第二组绕组中的绕组，由第二组绕组形成的第二磁通 量路径磁性正交于由第一组绕组形成的第一磁通量路径。第二组绕组的激励经由第三组绕 组引起功率输出，该第三组绕组经由磁芯磁性耦合到第二组绕组。 0018 实施例可以包括以下内容中的一个或多个内容。 0019 第一操作模式包括基本操作模式，并且第二操作模式包括待机操作模式。 00。

15、20 第一组绕组形成第一电源的一部分，并且第二组绕组形成第二电源的一部分。第 一电源具有至少大于第二电源十倍的功率容量。 0021 在总的方面，功率变换设备包括磁芯；以及围绕磁芯的部分的多个绕组，包括通过 磁芯磁性耦合的第一绕组和第二绕组。磁芯包括由第一材料组成的第一部分和由第二材料 组成的第二部分，第一材料具有第一刚度，并且第二材料具有大幅小于第一刚度的第二刚 度。第一绕组和第二绕组通过磁芯的第一部分磁性耦合。 0022 实施例可以包括以下内容中的一个或多个内容。 0023 第一材料具有第一磁导率，并且第二磁性材料具有小于第一磁导率的第二磁导 率。 0024 第一材料包括铁氧体。 0025 。

16、第二材料包括复合材料。第二材料包括聚合物。第二材料包括铁粉末、铁氧体粉 说 明 书CN 103460309 A 3/7页 6 末、铁硅铝（Sendust）、金属玻璃（Metglass）粉末或非晶软磁合金中的至少一种。 0026 第二刚度比第一刚度大约小1000倍。第二刚度大约小于100MPa。 0027 第一绕组被布置在第一基板上，并且第二绕组被布置在第二基板上，磁芯穿过第 一基板和第二基板中的开口。 0028 磁芯的第一部分包括第一元件和第二元件。第一元件包括多个第一支柱，每个第 一支柱被配置为适合穿过第一基板中对应的开口。第二元件包括多个第二支柱，每个第二 支柱被配置为适合穿过第二基板中对。

17、应的开口。第一支柱和第二支柱紧密配合以形成磁芯 的第一部分。 0029 第一基板为第一电路板，并且第二基板为第二电路板。 0030 磁芯的第二部分包括第三元件，该第三元件与磁芯的第一部分接触耦合。第三元 件的至少一部分被布置在第一绕组和第二绕组之间。 0031 磁芯的第二部分形成环状结构。 0032 该设备进一步包括耦合到形成功率变换器的绕组的电路。第一绕组和第二绕组形 成耦合的电感器。功率变换器包括双交错升压变换器。在升压变换器的操作期间，第一绕 组和第二绕组形成耦合的电感器，并且在操作期间，磁芯中的循环能量储存基本上集中在 磁芯的第二部分中。 0033 在另一总的方面，用于组装功率变换设备。

18、的方法包括组装具有由第一材料组成的 第一部分和由第二材料组成的第二部分的磁芯，第一材料具有第一刚度，并且第二材料具 有大幅小于第一刚度的第二刚度。组装磁芯包括：在第一绕组内布置芯的第一部分的第一 元件；以及形成芯的第二部分以保持与芯的第一部分的接触，以便芯的第二部分形成由第 一绕组中的电流所感应的磁通量路径的至少一部分。 0034 实施例可以包括以下内容中的一个或多个内容。 0035 第一材料具有第一磁导率，并且第二材料具有小于第一磁导率的第二磁导率。 0036 该方法进一步包括在第二绕组内布置芯的第一部分的第二元件。芯的第二部分提 供第一绕组和第二绕组之间的磁性耦合。该方法进一步包括紧密配合。

19、芯的第一部分的第一 元件和第二元件；以及在紧密配合第一元件和第二元件之后形成第二部分以保持与第一部 分的接触。 0037 在第一基板上形成第一绕组，并且其中在第一绕组内布置芯的第一部分的第一元 件包括将第一元件穿过第一基板中的一个或多个开口。 0038 第二部分包括机械柔软的材料，并且形成用于保持与第一部分的接触的第二部分 包括使第二部分变形。 0039 形成用于保持与第一部分的接触的第二部分包括在至少部分地由芯的第一部分 所限定的区域内放置第二材料的前体（precursor）；以及引起前体材料的转化以形成第二 材料。引起转化包括固化前体材料。前体材料包括液体材料，并且其中放置前体包括将前 体。

20、倒进该区域中。 0040 除了其它优点，本文所描述的系统和方法提供了可伸缩的几何尺寸，该几何尺寸 使双交错升压变换器能够在几kW的水平操作而没有显著的AC导体损耗。一般地，具有耦 合电感器的系统由于芯中减少的AC通量分量而具有低的芯损耗，并且由于在开关中流动 的减少的RMS电流而具有开关中的更平滑的电流和更少的损耗。 说 明 书CN 103460309 A 4/7页 7 0041 升压变换器中既磁性柔软又机械柔软的材料的使用使得能够实现严格的制造公 差而在材料之间没有间隙，并且不产生热应力或裂纹。在一些情况下，升压变换器可以在室 温下进行制造，使得该制造过程能够容易地与现有制造过程进行整合。 。

21、0042 能够在不驱动耦合到主要初级感应线圈的大负载的情况下生成待机功率的升压 变换器减少了开关损耗和其它的功率低效。 0043 根据下面的描述并且根据权利要求，本发明的其它特征和优点是显而易见的。 附图说明 0044 图1A是升压变换器的侧横截面视图。 0045 图1B是双交错升压电路的电路图。 0046 图2是具有由两种材料形成的磁芯的升压变换器的侧横截面视图。 0047 图3A和图3B分别是当被分解和当被组装时，图2的升压变换器的透视图。 0048 图4是具有低功率绕组的升压电路的电路图。 0049 图5A和图5B分别是具有用于由主要功率线圈驱动的低功率和由低功率线圈驱动 的低功率的线圈。

22、的升压变换器的侧横截面视图。 0050 图6A和图6B分别是图5A和图5B中所示的升压变换器的顶横截面视图。 0051 图7是被配置用于正常操作和待机操作的升压变换器的透视图。 具体实施方式 0052 参考图2和图3A-B，在一些实施例中，使用围绕电感器的绕组112、114的磁芯来实 现图1中所示的双交错升压电路100，该磁芯由组装在一起的多个元件210、212、214组成。 围绕板的中心开口232在印刷电路板222上形成绕组112。围绕第二印刷电路板224的中 心开口235类似地形成绕组114。如图3A的分解视图中所示，磁芯部分地由第一多支柱元 件212形成，当如图3B中所示被组装时，第一多。

23、支柱元件212的支柱穿过第一电路板222 中的开口231、232、233。磁芯进一步由第二多支柱元件214形成，当被组装时，第二多支柱 元件214的支柱穿过第二电路板224中的开口234、235、236，以便元件212和214的支柱在 两个印刷电路板之间紧密配合。当被组装时，绕组112、114中的每一个绕组被有效地围绕 第一元件和第二元件212、214的紧密配合的中心支柱缠绕。如图2的横截面视图中所示， 紧密配合的第一元件和第二元件212、214未填满绕组之间的区域。 0053 一般地，元件212和214由具有高磁导率（相对磁导率）的材料（诸如铁氧体） 制成，以使能绕组之间的磁性耦合。在绕组之。

24、间的区域中，低材料考虑到能量储存，其 与-1成比例。在一些实施例中，磁芯进一步由具有不同于头两个元件的材料的第三元件 210形成。参考图3A，在一些实施例中，该第三元件210形成环形或“甜甜圈（donut）”的形 状（例如，矩形的环或基本上圆形的环），以便当被组装时，第三元件填满绕组之间原本是空 气间隙的空间。 0054 在一些情况下，第三元件210的材料具有明显低于第一元件212和第二元件214 的磁导率（即，较高的磁阻率）。再次参考图2的横截面视图，由绕组112、114中相应的 电流所感应的磁场线202、204大部分经由高磁导率元件212、214耦合，而能量储存主要集 中到低磁导率环状元件。

25、210。 说 明 书CN 103460309 A 5/7页 8 0055 在一些实施例中，第一芯元件和第二芯元件212、214由机械坚硬、磁性柔软的材 料形成，诸如铁氧体（其具有大约100GPa的弹性模量）。由于环境因素（例如温度），这些部 分可能难以以高的尺寸公差进行制造或者保持在精确的尺寸。例如，元件的支柱之间的横 向距离可能未以可预测的精确尺寸进行制造。 0056 在一些实施例中，芯的第三环状元件210由机械柔软的材料形成，该机械柔软的 材料具有比第一芯元件和第二芯元件的刚性材料的弹性模量小约1000倍的弹性模量。例 如，在一些实施例中，第三环状元件的模量被限制为不大于约100MPa。合。

26、适类型的材料的 示例是柔软的、可弯曲的复合材料，该复合材料在聚合物基体（例如，橡胶、环氧树脂或尿烷 （urethane）中合并有磁相（例如，能够提供低磁滞和涡流损耗的铁粉末、铁氧体粉末、铁硅 铝或另一细磨磁性柔软的材料）。第三环状元件具有在约8-80的范围内（或者优选地，在约 10-30的范围内）的磁导率。由Daido Steel Co.，Ltd.（Tokyo，Japan）制造的这样的材料 的一个示例是橡胶基体中的Metglas?合金（Metglas，Inc.，Conway，S.C.）的复合材料，其 表现出接近于铁粉的AC损耗（=10）并且在零场（zero field）具有磁导率=30。 00。

27、57 一般地，使用标准的制造过程来组装机械坚硬的组件（即，电路板222、224和芯的 坚硬元件212、214）。在一些实施例中，组件被组装，留下环状元件210稍后可以被插进去 的间隙，而非在初始组装期间插入该环。在一些实施例中，环状元件210的材料的未固化 的前体被硬塞进间隙中，并且在高温下进行固化以形成环状元件。在其它实施例中，环状 元件210在升压变换器之外来形成，并且随着其被推入间隙中或者随着在环状元件周围 推动升压变换器的其它元件而进行机械形变。在一些示例中，环状元件210由油灰状的 （putty-like）材料形成。为了与现有制造协议兼容，升压变换器的室温制造和组装（包括芯 的第三元。

28、件210的插入）是优选的。 0058 在一些示例中，第三元件210由在制造过程期间或之后固化的材料形成。例如， 材料在组装期间可以是柔软的，然后在固化过程中变硬。一般地，即使在其变硬的状态中， 第三元件的材料仍然比芯的机械坚硬的元件的材料在机械上更柔软（例如，柔软大约1000 倍），以便通过第三元件吸收由不相等的热膨胀系数造成的任何应变。在一些示例中，材料 是有弹性的，因此在面对元件的机械运动或热膨胀时保持与芯的其它元件的接触。在一些 示例中，在电路板之间形成室，并且通过将液体倒入或者注入室中来形成第三元件，该液体 然后可以被固化以形成柔性的或刚性的第三元件。在一些示例中，在高温下执行制造过程。

29、， 第三元件在该高温下是柔软的（例如，柔性的、有弹性的），而在操作中，设备在较低温度下 进行操作，在该较低温度下，该元件是相对较硬的（例如，较不柔性的或较没有弹性的）。 0059 在其它示例中，芯的第三环状元件210可以由刚性材料形成。然而，如果第一芯元 件和第二芯元件未被精确地标出尺寸，或者如果第三元件表现出不同于第一元件和第二元 件的热膨胀特性，则刚性第三元件可能必须充分地减小尺寸以允许组装。这样的减小尺寸 可能导致不期望的空气间隙。此外，如果环状元件210由具有基本上不同于其它元件的热 膨胀系数的刚性材料形成，则在加热升压变换器时可能发生破裂或变形。 0060 参考图3A，使用印刷电路板。

30、（例如，板222）上的印刷电路示踪（tracing）来形成升 压变换器的绕组。例如，绕组可以包括在具有围绕板中开口的路径的一层或多层板上的螺 旋路径，当被组装时，磁芯穿过开口。注意到，迹线（trace）的垂直尺寸相比于其水平尺寸非 常小，因此形成带状导体。在某些操作模式中，与磁场线的方向相结合的这样的低垂直尺寸 说 明 书CN 103460309 A 6/7页 9 相比于其它配置减少了涡流损耗。部分地，减少的损耗归因于绕组中磁场的方向：磁场（H） 向量平行于绕组的宽轴。减少的损耗还归因于绕组材料的磁导率：具有=10的材料中的 磁场（H）比空气中低大约十倍，并且涡流损耗随被平方的磁场（H2）依比。

31、例决定。 0061 在相同操作条件下，相比于具有空气间隙的升压变换器，图2和图3A-B的升压变 换器可以例如以大致为5的因数供给减少的AC导体损耗（诸如涡流损耗）。AC导体损耗的 这一减少可以使AC导体损耗更接近于DC损耗（例如，大致两倍于DC损耗）的水平，这在许 多应用中可能是期望的。 0062 在诸如上述升压变换器之类的功率因数变换器（PFC）中，PFC绕组向负载提供高 功率水平。例如，升压变换器100（图1）中的PFC绕组耦合到一对大型MOSFET开关122、 124（Q1和Q2），其使得PFC绕组能够吞吐千瓦级功率。 0063 当PFC向负载几乎不传递功率时，保持低功率水平以用于待机操。

32、作，在一些情况 下仍然可能是期望的。一组次级绕组可以被用于提供低功率，使能待机操作。然而，使用跨 较大的初级绕组（即，主要初级绕组112、114）的电压驱动较小的次级绕组可以引起由耦合 到初级绕组的大型MOSFET开关122、124（Q1和Q2）的漏极-源极电容导致的显著的开关 损耗。 0064 参考图7，PFC扼流线圈600包括三组绕组：主要初级绕组L1112和L2114，其起如 上所述的作用；次级绕组L4608和L5609；以及初级低功率绕组L3A610A和L3B610B。次级 绕组608、609和初级低功率绕组610A、610B围绕芯700的外支柱702、704缠绕。次级绕组 608、6。

33、09在正常操作模式和待机操作模式两者中提供有效的低功率输出（例如，管家功率）， 并且可以或者被主要初级绕组112、114（例如，在正常操作模式期间）中的电流或者被初级 低功率绕组610A、610B（例如，在待机操作期间）中的电流激励。在一些实施例中，主要初 级绕组112、114具有至少大于主要低功率绕组610A、610B的功率容量十倍的功率容量，例 如至少0.2kW的功率容量。 0065 参考图5A和图6A，由通过主要初级绕组112、114的电流（图6A中的箭头指示在绕 组中电流流动的方向）建立磁通线202、204。磁通线202、204能够激励次级绕组608、609， 例如在正常操作模式期间。。

34、尤其是，磁通线202、204在初级低功率绕组610A中感应电磁场， 该电磁场与在初级低功率绕组610B中感应的电磁场异相，以便整个场相互抵消，并且跨初 级低功率绕组没有感应出净电压（netvoltage）。也就是说，主要初级绕组112、114不能在 初级低功率绕组610A、610B中激励电流。 0066 现在参考图5B和图6B，由通过初级低功率绕组610A、610B的电流建立磁通量路径 602。磁通量路径602能够例如在待机操作期间激励次级绕组608、609。尤其是，没有与初 级低功率绕组610A、610B关联的磁通量连接主要初级绕组112、114。也就是说，初级低功率 绕组610A、610B。

35、不能在主要初级绕组112、114中激励电流。 0067 主要初级绕组112、114和初级低功率绕组610A、610B因此是彼此磁性正交的。也 就是说，这两组绕组之间不存在磁性耦合，并且每组绕组可以独立操作而在另一组绕组中 不感应电流。 0068 参考图4，在PFC扼流线圈600的电路中，次级绕组L4608和L5609通过整流器电 路424（例如，电压双重整流器）耦合以提供低电压输出。一般地，在正常操作模式中，如上 所述，这些低功率绕组耦合到主要初级电感器绕组L1112和L2114并且从其中接收功率。 说 明 书CN 103460309 A 7/7页 10 在待机模式中，主要绕组不通电，并且次级。

36、绕组L4608和L5609从初级低功率绕组L3A610A 和L3B610B（其串联连接并且耦合到MOSFET开关420（Q3）接收功率。也就是说，当次级 绕组608、609独立于主要初级绕组112、114以及初级低功率绕组610A、610B而被整流时， 取决于操作模式，次级绕组可以或者被主要初级绕组112、114中的电流或者被初级低功率 绕组610A、610B中的电流激励。 0069 因为Q3（耦合到初级低功率绕组610A、610B的开关）显著地小于Q1和Q2（耦合到 主要初级绕组的开关122、124），所以在待机模式期间使用初级低功率绕组驱动次级绕组， 避免了在不必要地驱动耦合到主要初级绕组。

37、的大负载（Q1和Q2）中固有的低效。 0070 柔软磁性材料（诸如磁性复合材料）的使用以及初级磁性绕组和次级磁性绕组的 正交性不限于在PFC变换器系统中使用，而可以通常在例如具有耦合的电感器绕组的任何 功率变换器系统或变压器中使用。 0071 将要理解的是，前述描述旨在说明而非限制本发明的范围，本发明的范围由所附 权利要求的范围来限定。其它实施例在下面的权利要求的范围之内。 说 明 书CN 103460309 A 10 1/8页 11 图1A 图1B 说 明 书 附 图CN 103460309 A 11 2/8页 12 图2 说 明 书 附 图CN 103460309 A 12 3/8页 13 图3A 说 明 书 附 图CN 103460309 A 13 4/8页 14 图3B 说 明 书 附 图CN 103460309 A 14 5/8页 15 图4 说 明 书 附 图CN 103460309 A 15 6/8页 16 图5A 图5B 说 明 书 附 图CN 103460309 A 16 7/8页 17 图6A 图6B 说 明 书 附 图CN 103460309 A 17 8/8页 18 图7 说 明 书 附 图CN 103460309 A 18 。