集成磁性组件与应用其的全波整流变换器制造技术

本发明专利技术揭露一种集成磁性组件与应用其的全波整流变换器。集成磁性组件包含一磁芯和多个绕组。磁芯包含至少四个磁柱，多个绕组绕设在磁芯上，包含有一原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组以及一电感绕组。原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组绕设于其中一个磁柱上。电感绕组绕设于另一磁柱上，电感绕组还连接至第一副边绕组和第二副边绕组的连接处。本发明专利技术通过将变压器以及滤波电感整合在集成磁性组件中，可以减少磁性组件的数量、整体体积以及重量，并改善组件连接的损耗和机械性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种磁性组件,特别是关于变压器和电感集成的磁集成组件。
技术介绍
在车用电源中，由于其跟随整车行驶，面临着各种恶劣的环境，如高温、高湿、强震动、环境温度剧烈变化等场合。电源中的功率隔离变压器和输出滤波电感往往是所有电力转换器件中体积最大、重量最重，更是影响电源转换效率、电气性能、以及机械性能的主要器件。面对复杂恶劣的应用环境，减小电源中磁性组件的体积和数量，提高电源的整体可靠性，一直是车用电源开发的重点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种集成磁性组件与应用其的全波整流变换器，将具有副边中心抽头变压器以及输出滤波电感整合于同一磁性组件中，用以节省磁性组件的数量以及所占的体积与重量，改善副边绕组和电感绕组的连接工艺和损耗，提高电源转换效率。本专利技术的一实施方式提供了一种集成磁性组件，包含一磁芯和多个绕组。磁芯包含至少四个磁柱，多个绕组绕设在所述磁芯上，包含一原边绕组、一第一副边绕组、一第二副边绕组以及一电感绕组。其中原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组绕设于其中一个磁柱上，第一副边绕组的一端与第二副边绕组的一端连接。电感绕组绕设于另一个磁柱上，其中电感绕组的一端连接至第一副边绕组与第二副边绕组的连接处。于一或多个实施例中，第一副边绕组、第二副边绕组与电感绕组为一体成形的一整合绕组。于一或多个实施例中，整合绕组由同一金属板制作而成。于一或多个实施例中，整合绕组包含两个穿孔，用于分别组配第一副边绕组、第二副边绕组以及电感绕组所在的磁柱。于一或多个实施例中，原边绕组还包含一中空绕线骨架和绕设在中空绕线骨架上的一线圈。于一或多个实施例中，中空绕线骨架与第一副边绕组和第二副边绕组套设于同一磁柱上。于一或多个实施例中，第一副边绕组与第二副边绕组分别包含一出线端与一连接端，其中电感绕组的一端连接至第一副边绕组和第二副边绕组的连接端，连接端的位置不与第一副边绕组和第二副边绕组的出线端同侧。于一或多个实施例中，磁柱包含依序排列的一第一磁柱、一第二磁柱、一第三磁柱以及一第四磁柱，原边绕组、第一和第二副边绕组绕设于第二磁柱上，电感绕组绕设于第三磁柱。于一或多个实施例中，第二磁柱或第三磁柱具有气隙。于一或多个实施例中，磁柱还选择性地包含一第五磁柱。于一或多个实施例中，磁芯还包含一上磁盖与一下磁盖，与该些磁柱形成闭合磁路。于一或多个实施例中，第二或三磁柱选择性地具有气隙。本专利技术的又一实施方式提供了一种全波整流变换器，包含一原边开关单元、一副边整流单元、一滤波元件、以及连接原边开关单元和副边整流单元的一集成磁性组件，其中集成磁性组件的原边绕组接受来自所述原边开关单元的对称信号。集成磁性组件包含一磁芯和多个绕组。磁芯包含至少四个磁柱，多个绕组绕设在所述磁芯上，包含一原边绕组、一第一副边绕组、一第二副边绕组以及一电感绕组。其中原边绕组、第一副边绕组和第二副边绕组绕设于其中一个磁柱上，第一副边绕组的一端与第二副边绕组的一端连接。电感绕组绕设于另一个磁柱上，其中电感绕组的一端连接至第一副边绕组与第二副边绕组的连接处。于一或多个实施例中，第一副边绕组、第二副边绕组与电感绕组为一体成形的一整合绕组。于一或多个实施例中，整合绕组由同一金属板制作而成。于一或多个实施例中，整合绕组包含两个穿孔，用于分别组配第一副边绕组、第二副边绕组以及电感绕组所在的磁柱。于一或多个实施例中，原边绕组还包含一中空绕线骨架和绕设在中空绕线骨架上的一线圈。于一或多个实施例中，中空绕线骨架与第一副边绕组和第二副边绕组套设于同一磁柱上。于一或多个实施例中，第一副边绕组与第二副边绕组分别包含一出线端与一连接端，其中电感绕组的一端连接至第一副边绕组和第二副边绕组的连接端，连接端的位置不与第一副边绕组和第二副边绕组的出线端同侧。于一或多个实施例中，磁柱包含依序排列的一第一磁柱、一第二磁柱、一第三磁柱以及一第四磁柱，原边绕组、第一和第二副边绕组绕设于第二磁柱上，电感绕组绕设于第三磁柱。于一或多个实施例中，第二磁柱或第三磁柱具有气隙。于一或多个实施例中，磁柱还选择性地包含一第五磁柱。于一或多个实施例中，磁芯还包含一上磁盖与一下磁盖，与该些磁柱形成闭合磁路。于一或多个实施例中，第二或三磁柱选择性地具有气隙。于一或多个实施例中，集成磁性组件的原边绕组连接原边开关单元，集成磁性组件的第一副边绕组与第二副边绕组连接副边整流单元，所述集成磁性组件的电感绕组一端连接第一副边绕组和第二副边绕组的连接处，另一端连接滤波元件。于一或多个实施例中，原边开关单元可以为全桥式变换电路、半桥式变换电路、推挽式变换电路。于一或多个实施例中，副边整流单元包含多个二极管或多个同步整流器件。于一或多个实施例中，电感绕组与滤波元件组成一输出滤波单元。于一或多个实施例中，所述对称信号的一个周期包含四个阶段，于阶段1中，所述集成磁性组件的原边绕组出线端接收的电压等于输入电压，于阶段2中，所述集成磁性组件的出线端接收的电压等于零，于阶段3中，所述集成磁性组件的出线端接收的电压等于负的输入电压，于阶段4中，所述集成磁性组件的出线端接收的电压等于零。本专利技术通过将变压器以及滤波电感整合在集成磁性组件中，可以减少磁性组件的数量、整体体积以及重量，并改善组件连接的损耗和机械性能。除此之外，还可进一步将第一副边绕组、第二副边绕组以及电感绕组一体成形于同一整合绕组上，借以减少磁性组件连接点以及损耗，并降低气隙扩散磁通带来的交流绕组损耗，结构上更为稳健可靠。附图说明图1为本专利技术的集成磁性组件一实施例的示意图；图2为沿图1中的线段A-A的剖面上视图；图3A至图5为本专利技术的集成磁性组件不同实施例的剖面上视图；图6A为对应于图4中的副边绕组以及电感绕组的集成组件一实施例的立体视图；图6B为图6A中的整合绕组的展开图；图7A至图7C分别为图6A的集成组件应用于集成磁性组件时不同组装阶段的立体视图；图8为本专利技术的另一实施方式的全波整流变换器一实施例的电路示意图；图9为图8中的集成磁性组件的原边绕组出线端a、b接收对称电信号的一个开关周期。具体实施方式以下将以附图及详细说明表达本专利技术的精神，任何所属
中具有通常知识者在了解本专利技术的较佳实施例后，当可由本专利技术所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成磁性组件，其特征在于，包含一磁芯和多个绕组，所述磁芯包含至少四个磁柱；所述多个绕组绕设在所述磁芯上，包含一原边绕组、一第一副边绕组、一第二副边绕组以及一电感绕组，其中：所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组绕设于所述一磁柱上，其中所述第一副边绕组与该第二副边绕组连接；以及所述电感绕组，绕设于所述另一磁柱上，其中所述电感绕组的一端连接至所述第一副边绕组与所述第二副边绕组的连接处。

【技术特征摘要】
1.一种集成磁性组件，其特征在于，包含一磁芯和多个绕组，所述磁芯包含至少
四个磁柱；所述多个绕组绕设在所述磁芯上，包含一原边绕组、一第一副边绕组、一
第二副边绕组以及一电感绕组，其中：
所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组绕设于所述一磁柱上，其
中所述第一副边绕组与该第二副边绕组连接；以及
所述电感绕组，绕设于所述另一磁柱上，其中所述电感绕组的一端连接至所述第
一副边绕组与所述第二副边绕组的连接处。
2.如权利要求1所述的集成磁性组件，其特征在于：所述第一副边绕组、所述第
二副边绕组与所述电感绕组为一体成形的一整合绕组。
3.如权利要求2所述的集成磁性组件，其特征在于：所述整合绕组由同一金属板
制作而成。
4.如权利要求2所述的集成磁性组件，其特征在于：所述整合绕组包含两个穿孔，
用于分别组配所述第一副边绕组、所述第二副边绕组以及所述电感绕组所在的所述磁
柱。
5.如权利要求1所述的集成磁性组件，其特征在于：所述原边绕组还包含一中空
绕线骨架和绕设在所述中空绕线骨架上的一线圈。
6.如权利要求5所述的集成磁性组件，其特征在于：所述中空绕线骨架与所述第
一副边绕组和所述第二副边绕组套设于同一磁柱上。
7.如权利要求1所述的集成磁性组件，其特征在于：所述第一副边绕组与所述第
二副边绕组分别包含一出线端与一连接端，其中所述电感绕组的一端连接至所述第一
副边绕组和所述第二副边绕组的所述连接端，所述连接端的位置不与所述第一副边绕
组和所述第二副边绕组的出线端同侧。
8.如权利要求1所述的集成磁性组件，其特征在于：所述磁柱包含依序排列的一
第一磁柱、一第二磁柱、一第三磁柱以及一第四磁柱；所述原边绕组、所述第一和第
二副边绕组绕设于所述第二磁柱上，所述电感绕组绕设于所述第三磁柱。
9.如权利要求8所述的集成磁性组件，其特征在于：所述磁柱还包含一第五磁柱。
10.如权利要求8或9所述的集成磁性组件，其特征在于：所述第二磁柱或所述第
三磁柱具有气隙。
11.如权利要求1所述的集成磁性组件，其特征在于：所述磁芯还包含一上磁盖与
一下磁盖，与所述至少四个磁柱形成闭合磁路。
12.如权利要求1所述的集成磁性组件，其特征在于：所述第一副边绕组和所述第
二副边绕组匝数为一匝，所述电感绕组匝数为两匝。
13.一种全波整流变换器，其特征在于，包含一原边开关单元、一副边整流单元、
一滤波元件以及连接所述原边开关单元和所述副边整流单元的一集成磁性组件，所述
集成磁性组件接受来自所述原边开关单元的对称信号，所述集成磁性组件包含一磁芯
和多个绕组，所述磁芯包含至少四个磁柱；所述多个绕组绕设在所述磁芯上，包含一
原边绕组、一第一副边绕组、一第二副边绕组以及一电感绕组，其中：
所述原边绕组、所述第一副边绕组和所述第二副边绕组绕设于所述一磁柱上，其
中所述第一副边绕组与该第二副边绕组连接；以及
所述电感绕组，绕设于所述另一磁柱上，其中所述电感绕组的一端连接至所述第
一副边绕组与所述第二副边绕组的连接处。
14.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢增艺，杨海军，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