磁性元件及开关电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种磁性元件及一种开关电源装置。所述磁性元件包含一磁芯以及至少三个绕组，所述磁芯包含至少三个绕线柱、至少一个边柱以及相对设置的第一盖板和第二盖板，其中，所述至少三个绕线柱依次相邻设置，所述第一盖板和所述第二盖板分别设置于所述至少三个绕线柱和所述至少一个边柱的上方与下方，以形成闭合磁路；所述至少三个绕组分别绕设于所述至少三个绕线柱上；其中，在任意三个相邻的所述绕线柱中，位于中间的绕线柱的磁通与位于所述中间的绕线柱的两侧的两个绕线柱的磁通方向相反。本发明专利技术通过将多路电感或者变压器集成于同一个磁性元件，减少了磁性元件的体积、重量，降低了损耗。

Magnetic components and switching power supply devices

The embodiment of the invention discloses a magnetic element and a switching power supply device. The magnetic element comprises a magnetic core and at least three windings. The magnetic core comprises at least three winding pillars, at least one side pillar and a first cover plate and a second cover plate relatively arranged. The at least three winding pillars are arranged adjacent to each other in turn. The first cover plate and the second cover plate are respectively arranged at least three. In order to form a closed magnetic circuit, at least three winding groups are respectively wound on at least three winding columns, in which, in any three adjacent winding columns, the flux of the winding column located in the middle and the two winding of the two sides of the winding column located in the middle are respectively wound. The flux direction of the column is opposite. By integrating multiple inductors or transformers into one magnetic element, the volume and weight of the magnetic element are reduced and the loss is reduced.

【技术实现步骤摘要】
磁性元件及开关电源装置
本专利技术涉及一种磁性元件及一种开关电源装置。
技术介绍
在低压大电流输出的应用中，需要将变压器阵列化设计，分成多个子变压器单元进行组合。比如，在430V输入、12V输出的3kW服务器电源中，LLC谐振电路的变压器原副边匝比(Np:Ns1:Ns2)为18:1:1，可分成三个6:1:1的子变压器，并将原边绕组串联，以及将副边绕组并联。如此，原边绕组可流过相同的电流，而副边电流并联以形成三倍大电流输出。多个子变压器的结构能够起到并联传输功率的效果，但多个子变压器分立设计，结构复杂。如何优化磁芯形状、减小磁芯体积和损耗，一直以来都是磁性元件设计开发的重点和难点。
技术实现思路
本专利技术的一个主要方面在于克服上述现有技术的不足，提供一种体积小、损耗小的磁性元件。本专利技术的另一个主要方面在于提供一种开关电源装置，并对其中的磁性元件进行优化设计。为了实现上述目的，本专利技术提供一种磁性元件，其特点在于，包含一磁芯，所述磁芯包含第一绕线柱、第二绕线柱、第三绕线柱、第一边柱、第二边柱以及相对设置的第一盖板和第二盖板，所述第二绕线柱位于所述第一绕线柱与所述第三绕线柱之间，所述第一边柱与所述第二边柱分别位于所述第一绕线柱以及所述第三绕线柱的外侧，所述第一盖板和所述第二盖板分别设置于所述第一绕线柱、所述第二绕线柱、所述第三绕线柱、所述第一边柱和所述第二边柱的上方与下方，以形成闭合磁路；其中，所述第一绕线柱的磁通与所述第三绕线柱的磁通具有第一方向，所述第二绕线柱的磁通具有第二方向，所述第一方向与所述第二方向相反；在所述磁芯所在的平面内，存在一条直线同时接触或贯穿所述第一绕线柱、所述第二绕线柱以及所述第三绕线柱。在本专利技术的一实施例中，所述的磁性元件还包含第一绕组、第二绕组以及第三绕组，所述第一绕组绕设于所述第一绕线柱，所述第二绕组绕设于所述第二绕线柱，所述第三绕组绕设于所述第三绕线柱。在本专利技术的一实施例中，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组电性串联耦接。在本专利技术的一实施例中，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组电性并联耦接。在本专利技术的一实施例中，流经所述第一绕组的电流与流经所述第三绕组的电流方向相同，流经所述第二绕组的电流与流经所述第一绕组的电流以及流经所述第三绕组的电流方向相反。在本专利技术的一实施例中，流经所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组的电流相位相同。在本专利技术的一实施例中，所述第一绕线柱、所述第二绕线柱以及所述第三绕线柱沿一水平线依序排列。在本专利技术的一实施例中，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的两端。在本专利技术的一实施例中，所述第一边柱和所述第二边柱设置于所述水平线的同一侧。在本专利技术的一实施例中，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的不同侧。在本专利技术的一实施例中，所述磁芯还包含电感绕线柱，所述电感绕线柱上绕设有电感绕组。在本专利技术的一实施例中，所述电感绕组与所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组中的至少一个串联。在本专利技术的一实施例中，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组均为PCB绕组或三层绝缘线绕组。在本专利技术的一实施例中，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组的匝数相同。在本专利技术的一实施例中，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组均为原边绕组，且所述第一绕线柱、所述第二绕线柱与所述第三绕线柱上均绕设有至少一个副边绕组。在本专利技术的一实施例中，所述副边绕组的匝数均为1匝。在本专利技术的一实施例中，所述副边绕组为PCB绕组或铜片绕组。为了实现上述目的，本专利技术另提供一种磁性元件，其特点在于，包含一磁芯，所述磁芯包含至少三个绕线柱、至少一个边柱以及相对设置的第一盖板和第二盖板，其中，所述至少三个绕线柱依次相邻设置，所述第一盖板和所述第二盖板分别设置于所述至少三个绕线柱和所述至少一个边柱的上方与下方，以形成闭合磁路；以及至少三个绕组，所述至少三个绕组分别绕设于所述至少三个绕线柱上；其中，在任意三个相邻的所述绕线柱中，位于中间的绕线柱的磁通与位于所述中间的绕线柱的两侧的两个绕线柱的磁通方向相反。在本专利技术的另一实施例中，在所述磁芯所在的平面内，存在一条直线同时接触或贯穿所述至少三个绕线柱。在本专利技术的另一实施例中，所述至少三个绕线柱沿一水平线依序排列。在本专利技术的另一实施例中，所述至少一个边柱包括第一边柱和第二边柱，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的两端。在本专利技术的另一实施例中，所述至少一个边柱包括第一边柱和第二边柱，所述第一边柱和所述第二边柱设置于所述水平线的同一侧，且所述第一边柱对应于靠近所述至少三个绕线柱的一端的绕线柱，所述第二边柱对应于靠近所述至少三个绕线柱的另一端的绕线柱。在本专利技术的另一实施例中，所述至少一个边柱包括第一边柱和第二边柱，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的不同侧，且所述第一边柱对应于靠近所述至少三个绕线柱的一端的绕线柱，所述第二边柱对应于靠近所述至少三个绕线柱的另一端的绕线柱。在本专利技术的另一实施例中，所述至少一个边柱为单个边柱，所述边柱位于所述水平线的一侧。在本专利技术的另一实施例中，所述磁芯还包含电感绕线柱，所述电感绕线柱上绕设有电感绕组。在本专利技术的另一实施例中，所述磁性元件为变压器，所述至少三个绕组均为原边绕组，所述至少三个绕线柱中的每一绕线柱上还绕设有至少一个副边绕组。为了实现上述目的，本专利技术又提供一种开关电源装置，其特点在于，所述开关电源装置包括：原边电路，用于接收输入电压，并将所述输入电压转换为原边电压；隔离变换模组，用于将所述原边电压转换为副边电压，且所述隔离变换模组包括：第一变压器，包括第一原边绕组、第一副边绕组以及第二副边绕组；第二变压器，包括第二原边绕组、第三副边绕组以及第四副边绕组；以及第三变压器，包括第三原边绕组、第五副边绕组以及第六副边绕组；副边电路，用于将所述副边电压转换为输出电压；其中，所述第一副边绕组与所述第二副边绕组串联连接，所述第一副边绕组的第一端经由第一开关管电性耦接至第一输出端子，所述第二副边绕组的第二端经由第二开关管电性耦接至所述第一输出端子，所述第一副边绕组的第二端与所述第二副边绕组的第一端相连且电性耦接至第二输出端子；所述第三副边绕组与所述第四副边绕组串联连接，所述第三副边绕组的第一端经由第三开关管电性耦接至所述第一输出端子，所述第四副边绕组的第二端经由第四开关管电性耦接至所述第一输出端子，所述第三副边绕组的第二端与所述第四副边绕组的第一端相连且电性耦接至所述第二输出端子；所述第五副边绕组与所述第六副边绕组串联连接，所述第五副边绕组的第一端经由第五开关管电性耦接至所述第一输出端子，所述第六副边绕组的第二端经由第六开关管电性耦接至所述第一输出端子，所述第五副边绕组的第二端与所述第六副边绕组的第一端相连且电性耦接至所述第二输出端子；其中，所述第一原边绕组、所述第一副边绕组、所述第二副边绕组绕设于如上所述的磁性元件中的第一绕线柱，所述第二原边绕组、所述第三副边绕组、所述第四副边绕组绕设于如上所述的磁性元件中的第二绕线柱，所述第三原边绕组、所述第五副边绕组、所述第六副边绕组绕设于如权利要求1所述的磁性元件中的第三绕线柱。在本专利技术的又一实施例中，其中，所述第一原边绕组的第一端电性耦接至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性元件，其特征在于，包含一磁芯，所述磁芯包含第一绕线柱、第二绕线柱、第三绕线柱、第一边柱、第二边柱以及相对设置的第一盖板和第二盖板，所述第二绕线柱位于所述第一绕线柱与所述第三绕线柱之间，所述第一边柱与所述第二边柱分别位于所述第一绕线柱以及所述第三绕线柱的外侧，所述第一盖板和所述第二盖板分别设置于所述第一绕线柱、所述第二绕线柱、所述第三绕线柱、所述第一边柱和所述第二边柱的上方与下方，以形成闭合磁路；其中，所述第一绕线柱的磁通与所述第三绕线柱的磁通具有第一方向，所述第二绕线柱的磁通具有第二方向，所述第一方向与所述第二方向相反；在所述磁芯所在的平面内，存在一条直线同时接触或贯穿所述第一绕线柱、所述第二绕线柱以及所述第三绕线柱。

【技术特征摘要】
1.一种磁性元件，其特征在于，包含一磁芯，所述磁芯包含第一绕线柱、第二绕线柱、第三绕线柱、第一边柱、第二边柱以及相对设置的第一盖板和第二盖板，所述第二绕线柱位于所述第一绕线柱与所述第三绕线柱之间，所述第一边柱与所述第二边柱分别位于所述第一绕线柱以及所述第三绕线柱的外侧，所述第一盖板和所述第二盖板分别设置于所述第一绕线柱、所述第二绕线柱、所述第三绕线柱、所述第一边柱和所述第二边柱的上方与下方，以形成闭合磁路；其中，所述第一绕线柱的磁通与所述第三绕线柱的磁通具有第一方向，所述第二绕线柱的磁通具有第二方向，所述第一方向与所述第二方向相反；在所述磁芯所在的平面内，存在一条直线同时接触或贯穿所述第一绕线柱、所述第二绕线柱以及所述第三绕线柱。2.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，还包含第一绕组、第二绕组以及第三绕组，所述第一绕组绕设于所述第一绕线柱，所述第二绕组绕设于所述第二绕线柱，所述第三绕组绕设于所述第三绕线柱。3.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组电性串联耦接。4.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组电性并联耦接。5.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，流经所述第一绕组的电流与流经所述第三绕组的电流方向相同，流经所述第二绕组的电流与流经所述第一绕组的电流以及流经所述第三绕组的电流方向相反。6.根据权利要求5所述的磁性元件，其特征在于，流经所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组的电流相位相同。7.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述第一绕线柱、所述第二绕线柱以及所述第三绕线柱沿一水平线依序排列。8.根据权利要求7所述的磁性元件，其特征在于，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的两端。9.根据权利要求7所述的磁性元件，其特征在于，所述第一边柱和所述第二边柱设置于所述水平线的同一侧。10.根据权利要求7所述的磁性元件，其特征在于，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的不同侧。11.根据权利要求1所述的磁性元件，其特征在于，所述磁芯还包含电感绕线柱，所述电感绕线柱上绕设有电感绕组。12.根据权利要求11所述的磁性元件，其特征在于，所述电感绕组与所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组中的至少一个串联。13.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组均为PCB绕组或三层绝缘线绕组。14.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组的匝数相同。15.根据权利要求2所述的磁性元件，其特征在于，所述第一绕组、所述第二绕组以及所述第三绕组均为原边绕组，且所述第一绕线柱、所述第二绕线柱与所述第三绕线柱上均绕设有至少一个副边绕组。16.根据权利要求15所述的磁性元件，其特征在于，所述副边绕组的匝数均为1匝。17.根据权利要求15或16所述的磁性元件，其特征在于，所述副边绕组为PCB绕组或铜片绕组。18.一种磁性元件，其特征在于，包含：一磁芯，所述磁芯包含至少三个绕线柱、至少一个边柱以及相对设置的第一盖板和第二盖板，其中，所述至少三个绕线柱依次相邻设置，所述第一盖板和所述第二盖板分别设置于所述至少三个绕线柱和所述至少一个边柱的上方与下方，以形成闭合磁路；以及至少三个绕组，所述至少三个绕组分别绕设于所述至少三个绕线柱上；其中，在任意三个相邻的所述绕线柱中，位于中间的绕线柱的磁通与位于所述中间的绕线柱的两侧的两个绕线柱的磁通方向相反。19.根据权利要求18所述的磁性元件，其特征在于，在所述磁芯所在的平面内，存在一条直线同时接触或贯穿所述至少三个绕线柱。20.根据权利要求18所述的磁性元件，其特征在于，所述至少三个绕线柱沿一水平线依序排列。21.根据权利要求20所述的磁性元件，其特征在于，所述至少一个边柱包括第一边柱和第二边柱，所述第一边柱和所述第二边柱分别设置于所述水平线的两端。22.根据权利要求20所...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢增艺，洪添丁，杨海军，章进法，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71