磁性元件、变换器以及电感制造技术

本公开涉及一种磁性元件、一种变换器以及一种电感，磁性元件包括：磁芯，包括第一至第三绕线窗口，其中第一绕线窗口和第二绕线窗口之间具有第一共用磁柱，第二绕线窗口和第三绕线窗口之间具有第二共用磁柱；以及绕组，包括第一至第三绕组，其中第一绕组绕设在第一绕线窗口上，第二绕组绕设在第二绕线窗口上，第三绕组绕设在第三绕线窗口上，其中，绕线窗口和绕组被配置为当在第一绕组至第三绕组中通过相同的电流时，在形成第一绕线窗口和第二绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在第一共用磁柱上相加，在形成第二绕线窗口和第三绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在第二共用磁柱上相加。

Magnetic elements, converters, and inductors

The present disclosure relates to a magnetic element, a converter and an inductor. The magnetic element comprises a magnetic core, including a first to third winding windows, wherein the first winding window and the second winding window have a first common magnetic column, and a second common magnetic column between the second winding window and the third winding window; and The first to third windings are included, in which the first winding is wound on the first winding window, the second winding is around the second winding window, and the third winding is around the third winding window, in which the winding window and the winding are configured to form first when the same current is passed in the first winding to third winding. The magnetic flux produced in the core element of the winding window and the second winding window is added to the total magnetic column, and the magnetic flux produced in the core unit of the second winding window and the third winding window is added to the second common magnetic columns.

【技术实现步骤摘要】
磁性元件、变换器以及电感
本公开涉及一种磁性元件、一种变换器以及一种电感，更具体地，涉及一种具有高功率密度的磁性元件、变换器以及电感。
技术介绍
通常，磁性元件在电源系统的整体体积和重量中占据很大的比例，因此如何减小磁性元件的体积和重量成为提高电源系统(例如三相LLC谐振变换器)功率密度的一个重要研究课题。然而在传统三相LLC谐振变换器中，三个谐振电感和三个变压器各自使用独立的磁芯且形成独立的封闭磁路，如此将使电源系统的整体体积与重量增加，且电源系统的制造成本增加。此外，电路工作时，每一个变换器的磁性元件的磁芯将会对应产生较大磁损，因此在三相LLC谐振变换器的多个磁性元件各自使用独立的磁芯及形成独立的封闭磁路下，将会导致传统电源系统具有较大磁损的问题存在。需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
本公开的各方面提供了一种具有高功率密度的磁性元件、变换器以及电感。本公开的各方面还提供了一种能够具有更小磁芯体积的磁性元件、变换器以及电感。根据本公开的一方面，一种磁性元件，包括：磁芯，包括第一绕线窗口、第二绕线窗口和第三绕线窗口，其中第一绕线窗口和第二绕线窗口之间具有第一共用磁柱，第二绕线窗口和第三绕线窗口之间具有第二共用磁柱；以及绕组，包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，其中所述第一绕组绕设在所述第一绕线窗口上，所述第二绕组绕设在所述第二绕线窗口上，所述第三绕组绕设在所述第三绕线窗口上，其中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成所述第一绕线窗口和所述第二绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述第一共用磁柱上相加，在形成所述第二绕线窗口和所述第三绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述第二共用磁柱上相加。在一个实施例中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成第一绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通与在形成第二绕线窗口中的磁芯单元产生的磁通是反方向的，且在形成第二绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通与在形成第三绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通是反方向的。在一个实施例中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成第一绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通与在形成第三绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通是同方向的。在一个实施例中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，第一共用磁柱上的磁通的方向与第二共用磁柱上的磁通的方向相反。在一个实施例中，所述第一绕组至所述第三绕组的匝数相同。在一个实施例中，所述第一绕组至所述第三绕组分别具有至少一个子绕组，所述至少一个子绕组分别缠绕在形成所述第一绕线窗口至所述第三绕线窗口的磁芯单元上的相同或不同的磁柱上，其中当所述绕组中通过相同的电流时，缠绕在同一个绕线窗口上的所述至少一个子绕组在所述同一个绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通回路具有相同的方向。在一个实施例中，所述磁芯包括第一U形磁芯单元、第二U形磁芯单元和第三U形磁芯单元和第一I形磁芯单元，其中，所述第一U形磁芯单元与第二U形磁芯单元的底部构成所述第一绕线窗口，所述第二U形磁芯单元与第三U形磁芯单元的底部构成所述第二绕线窗口，所述第三U形磁芯单元与所述第一I形磁芯单元构成所述第三绕线窗口，所述第二U形磁芯单元的底部构成所述第一共用磁柱，所述第三U形磁芯单元的底部构成所述第二共用磁柱。在一个实施例中，所述第一绕组至所述第三绕组分别设置在所述第一U形磁芯单元至所述第三U形磁芯单元的侧柱上。在一个实施例中，所述磁芯包括第一U形磁芯单元、第二U形磁芯单元、第一工形磁芯单元和第二工形磁芯单元，其中，所述第一U形磁芯单元与所述第一工形磁芯单元构成所述第一绕线窗口，第一工形磁芯单元与第二工形磁芯单元构成第二绕线窗口，第二U形磁芯单元与所述第二工形磁芯单元构成所述第三绕线窗口，所述第一工形磁芯单元的中心柱构成所述第一共用磁柱，所述第二工形磁芯单元的中心柱构成所述第二共用磁柱。在一个实施例中，所述第一绕组至所述第三绕组分别设置在所述第一U形磁芯单元和第二U形磁芯单元的侧柱上以及所述第一工形磁芯单元至第二工形磁芯单元的侧柱上。在一个实施例中，所述第一U形磁芯单元与所述第一工形磁芯单元的侧柱间包括一第一气隙，所述第一绕组绕设在所述第一U形磁芯单元与所述第一工形磁芯单元的侧柱上，并且覆盖所述第一气隙；所述第一工形磁芯单元与所述第二工形磁芯单元的侧柱间包括一第二气隙，所述第二绕组绕设在所述第一工形磁芯单元与所述第二工形磁芯单元的侧柱上，并且覆盖所述第二气隙。所述第二工形磁芯单元与所述第二U形磁芯单元的侧柱间包括一第三气隙，所述第三绕组绕设在所述第二工形磁芯单元与所述第二U形磁芯单元的侧柱上，并且覆盖所述第三气隙。在一个实施例中，所述磁芯包括第一E形磁芯单元、第二E形磁芯单元和第三E形磁芯单元和第一I形磁芯单元，其中，所述第一E形磁芯单元与第二E形磁芯单元的底部构成所述第一绕线窗口，所述第二E形磁芯单元与第三E形磁芯单元的底部构成所述第二绕线窗口，所述第三E形磁芯单元与所述第一I形磁芯单元构成所述第三绕线窗口，所述第二E形磁芯单元的底部构成所述第一共用磁柱，所述第三E形磁芯单元的底部构成所述第二共用磁柱。在一个实施例中，所述第一绕组至所述第三绕组分别设置在所述第一E形磁芯单元至所述第三E形磁芯单元的中柱上。在一个实施例中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在所述第一共用磁柱和所述第二共用磁柱上产生的磁通的幅值与在形成第一绕线窗口的磁芯单元、在形成第二绕线窗口中的磁芯单元以及在形成第三绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通的幅值相同。在一个实施例中，所述共用磁柱上无气隙。根据本公开的一方面，一种磁性元件，包括：磁芯，包括第一绕线窗口至第M绕线窗口，所述第一绕线窗口至所述第M绕线窗口中相邻的两个绕线窗口之间具有共用磁柱；绕组，包括第一绕组至第N绕组，第一绕组至第N绕组中的每一绕组分别与所述第一绕线窗口至所述第M绕线窗口中的之一对应，并绕设在其中；其中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第N绕组中通过相同的电流时，在形成所述第一绕线窗口至第M绕线窗口中相邻的两个绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述共用磁柱上相加，其中M、N是大于或等于2的正整数。在一个实施例中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第N绕组中通过相同的电流时，在形成相邻绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通是反方向的。在一个实施例中，所述第一绕组至所述第N绕组分别具有至少一个子绕组，所述至少一个子绕组分别缠绕在形成所述第一绕线窗口至所述第M绕线窗口的磁芯单元上的相同或不同的磁柱上，其中当所述绕组中通过相同的电流时，缠绕在同一个绕线窗口上的所述至少一个子绕组在形成所述同一个绕线窗口的磁芯中产生的磁通回路具有相同的方向。在一个实施例中，所述磁芯包括第一U形磁芯单元至第MU形磁芯单元和第一I形磁芯单元，其中，第iU形磁芯单元与第(i+1)U形磁芯单元的底部构成第i绕线窗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性元件，包括：磁芯，包括第一绕线窗口、第二绕线窗口和第三绕线窗口，其中第一绕线窗口和第二绕线窗口之间具有第一共用磁柱，第二绕线窗口和第三绕线窗口之间具有第二共用磁柱；以及绕组，包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，其中所述第一绕组绕设在所述第一绕线窗口上，所述第二绕组绕设在所述第二绕线窗口上，所述第三绕组绕设在所述第三绕线窗口上，其中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成所述第一绕线窗口和所述第二绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述第一共用磁柱上相加，在形成所述第二绕线窗口和所述第三绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述第二共用磁柱上相加。

【技术特征摘要】
1.一种磁性元件，包括：磁芯，包括第一绕线窗口、第二绕线窗口和第三绕线窗口，其中第一绕线窗口和第二绕线窗口之间具有第一共用磁柱，第二绕线窗口和第三绕线窗口之间具有第二共用磁柱；以及绕组，包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，其中所述第一绕组绕设在所述第一绕线窗口上，所述第二绕组绕设在所述第二绕线窗口上，所述第三绕组绕设在所述第三绕线窗口上，其中，所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成所述第一绕线窗口和所述第二绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述第一共用磁柱上相加，在形成所述第二绕线窗口和所述第三绕线窗口的磁芯单元中分别产生的磁通在所述第二共用磁柱上相加。2.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成第一绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通与在形成第二绕线窗口中的磁芯单元产生的磁通是反方向的，且在形成第二绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通与在形成第三绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通是反方向的。3.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，在形成第一绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通与在形成第三绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通是同方向的。4.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述绕线窗口和所述绕组被配置为当在所述第一绕组至所述第三绕组中通过相同的电流时，第一共用磁柱上的磁通的方向与第二共用磁柱上的磁通的方向相反。5.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述第一绕组至所述第三绕组的匝数相同。6.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述第一绕组至所述第三绕组分别具有至少一个子绕组，所述至少一个子绕组分别缠绕在形成所述第一绕线窗口至所述第三绕线窗口的磁芯单元上的相同或不同的磁柱上，其中当所述绕组中通过相同的电流时，缠绕在同一个绕线窗口上的所述至少一个子绕组在所述同一个绕线窗口的磁芯单元中产生的磁通回路具有相同的方向。7.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述磁芯包括第一U形磁芯单元、第二U形磁芯单元和第三U形磁芯单元和第一I形磁芯单元，其中，所述第一U形磁芯单元与第二U形磁芯单元的底部构成所述第一绕线窗口，所述第二U形磁芯单元与第三U形磁芯单元的底部构成所述第二绕线窗口，所述第三U形磁芯单元与所述第一I形磁芯单元构成所述第三绕线窗口，所述第二U形磁芯单元的底部构成所述第一共用磁柱，所述第三U形磁芯单元的底部构成所述第二共用磁柱。8.根据权利要求7所述的磁性元件，其中所述第一绕组至所述第三绕组分别设置在所述第一U形磁芯单元至所述第三U形磁芯单元的侧柱上。9.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述磁芯包括第一U形磁芯单元、第二U形磁芯单元、第一工形磁芯单元和第二工形磁芯单元，其中，所述第一U形磁芯单元与所述第一工形磁芯单元构成所述第一绕线窗口，第一工形磁芯单元与第二工形磁芯单元构成第二绕线窗口，第二U形磁芯单元与所述第二工形磁芯单元构成所述第三绕线窗口，所述第一工形磁芯单元的中心柱构成所述第一共用磁柱，所述第二工形磁芯单元的中心柱构成所述第二共用磁柱。10.根据权利要求9所述的磁性元件，其中所述第一绕组至所述第三绕组分别设置在所述第一U形磁芯单元和第二U形磁芯单元的侧柱上以及所述第一工形磁芯单元至第二工形磁芯单元的侧柱上。11.根据权利要求10所述的磁性元件，其中所述第一U形磁芯单元与所述第一工形磁芯单元的侧柱间包括一第一气隙，所述第一绕组绕设在所述第一U形磁芯单元与所述第一工形磁芯单元的侧柱上，并且覆盖所述第一气隙；所述第一工形磁芯单元与所述第二工形磁芯单元的侧柱间包括一第二气隙，所述第二绕组绕设在所述第一工形磁芯单元与所述第二工形磁芯单元的侧柱上，并且覆盖所述第二气隙；所述第二工形磁芯单元与所述第二U形磁芯单元的侧柱间包括一第三气隙，所述第三绕组绕设在所述第二工形磁芯单元与所述第二U形磁芯单元的侧柱上，并且覆盖所述第三气隙。12.根据权利要求1所述的磁性元件，其中所述磁芯包括第一E形磁芯单元、第二E形磁芯单元和第三E形磁芯单元和第一I形磁芯单元，其中，所述第一E形磁芯单元与第二E形磁芯单元的底部构成所述第一绕线窗口，所述第二E形磁芯单元与第三E形磁芯单元的底部构成所述第二绕线窗口，所述第三E形磁芯单元与所述第一I形磁芯单元构成所述第三绕线窗口，所述第二E形磁芯单元的底部构成所述第一共用磁柱，所述第三E形磁芯单元的底部构成所述第二共用磁柱。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢增艺，刘新伟，刘诗威，郭兴宽，章进法，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31