本发明专利技术公开了一种磁性元件及其磁芯，磁芯包括至少两个磁芯单元，每个所述磁芯单元包括至少一个与其他磁芯共用的共用部分和至少一个不与其他磁芯共用的非共用部分，且所述共用部分的磁阻小于所述非共用部分的磁阻，两个所述磁芯单元在其共用部分的直流磁通方向相反。本发明专利技术实施例的技术方案可有效缩减多个并联的单颗电感所占用的体积。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电源技术，且特别涉及一种磁性元件及其磁芯。
技术介绍
近年来，电源转换器的小型化是一个重要的发展趋势。在电源转换器中，磁性元件在体积和损耗中都占据了一定的比例，因而磁性元件的设计和优化就显得至关重要。在某些应用场合，如大电流的应用场合，电路通常会选用多路交错并联的方式来减小纹波。而每路中的磁性器件都会优化到各自的最优点。通常的磁性器件设计中，为了保证磁材料不饱和以及低损耗，一般需要通过增加磁性器件的体积以降低磁芯中的磁感应强度。因此追求高效率和高功率密度往往成为一对矛盾。因此，如何设计一种磁性元件及其磁芯，以解决上述的问题，乃为此一业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的至少一缺陷，提供一种在保持高效率和高功率密度基础上体积更小的磁性元件及其磁芯。根据本专利技术的一个方面，一种磁芯，包括多个磁芯单元，每个所述磁芯单元包括至少一个与相邻磁芯单元共用的共用部分和至少一个不与相邻磁芯单元共用的非共用部分，其中，所述共用部分的磁阻小于所述非共用部分的磁阻，且相邻的两个所述磁芯单元在所述共用部分的直流磁通方向相反。本专利技术的另一个方面，一种磁性元件，包括本专利技术所述的磁芯以及多个绕组，所述多个绕组分别绕设于对应磁芯单元的所述非共用部分。应用本专利技术的优点在于：通过磁性元件中磁芯的设计，可有效缩减磁
性元件的体积，使磁性元件的体积小于传统的多个并联的单颗磁芯所占用的总体积；使用本专利技术磁芯可以简化多路并联电感的制作，同时也利于减小整个并联电感的损耗。附图说明图1为本专利技术一实施例中，多路并联电源转换器的电路图；图2为本专利技术一实施例中，应用于图1所示多路并联电源转换器中的多路电感的结构原理示意图；图3A为本专利技术一实施例中，图2的多路电感及其部分磁通的示意图；图3B为本专利技术一实施例中，图2的多路电感的等效磁路模型；图4为本专利技术一实施例中，应用于多路并联电源转换器中的磁性元件的示意图；图5为本专利技术一实施例中，应用于多路并联电源转换器中的磁性元件的示意图；图6A-6G分别为本专利技术一实施例中，单一个磁芯单元的示意图；图7A-7B分别为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图8为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图9为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图10为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图11为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图12为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图13为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图14A为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图14B为图14A的磁芯制作结构的一示意图；图15A为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图15B为图15A的磁芯的制作结构的一实施例示意图；图15C为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图15D为本专利技术一实施例中，磁芯的示意图；图15E为本专利技术一实施例中，盖板的示意图；图15F为本专利技术一实施例中，磁芯单元的磁路模型；图15G为本专利技术一实施例中，磁芯单元的磁路模型；图15H为本专利技术一实施例中，磁芯单元的磁路模型；图15I为本专利技术一实施例中，磁芯单元的磁路模型；图16为本专利技术一实施例中，六相集成电感的结构示意图；图17为本专利技术一实施例中，另一六相集成电感的结构示意图；图18为图16所示的六相集成电感中的部分磁通分布图；图19示出图16所示的六相集成电感中，一种电感绕组与磁芯单元关系的结构示意图；图20示出图16所示的六相集成电感中，另一种电感绕组与磁芯单元关系的结构示意图；图21示出图20中的电感绕组的立体图；图22示出图21中的电感绕组的展开图；图23为本专利技术一实施例中，两相集成电感的结构示意图；其中，附图标记说明如下：1：电源转换器100a-100c：电感16：负载2：磁性元件22：磁芯220a-220c：磁芯单元24a-24c：窗口300a-300c：磁通4：磁性元件400a-400c：磁芯单元44a-44b：共用部分50：磁芯52a-52c：窗口6：磁芯单元600、602、604、606：低磁导率结构700a-700f：磁芯单元72a-72f：窗口722：第一低磁导率结构8：磁芯82a-82f：窗口9：磁芯900a-900f：磁芯单元920：第一低磁导率结构1000a-1000f：磁芯单元1020：第一低磁导率结构1100：磁芯1102：窗口1200：磁芯1202：窗口1300：第二低磁导率结构1400a-1400b：磁芯单元1422a-1422b：第一低磁导率结构1500、1500’、1500”：磁芯1522a-1522f：第一低磁导率结构1541、1542、1543：磁芯10：电感模块12a-12c、14a-14c：开关管18：电容20a-20c：绕组22’：部分磁芯222a-222c：第一低磁导率结构26a-26b：共用部分302：磁通40：磁芯42a-42c：窗口5：磁性元件500a-500c：磁芯单元54a-54b：共用部分60a-60d：磁柱610a-610c：气隙7、7’、7”：磁芯704：共用部分720a-720b：第一低磁导率结构800a-800f：磁芯单元820a-820b：第一低磁导率结构92：窗口1000：磁芯1002：窗口1100a-1100c：磁芯单元1104a-1104b：共用部分1200a-1200c：磁芯单元1204a-1204b：共用部分1400：磁芯1420a-1420b：电感绕组1430：磁芯底座1440：磁芯盖板1500a-1500f：磁芯单元1520a-1520f：电感绕组1530：磁芯底座1540：磁芯盖板具体实施方式本专利技术中的磁性元件包括本专利技术的磁芯以及绕组。本专利技术的磁芯包括多个磁芯单元，通过使相邻的磁芯单元共用同一个共用部分，达到磁性元件直流磁通抵消的效果，减小磁芯中的直流磁感应强度，从而减小磁芯的
饱和压力和直流偏置对磁芯损耗的影响，最终达到减小磁芯体积以及磁性元件整体体积的目的。本专利技术中的磁性元件，通过使用不同类型的绕组即可成为具有不同功能的磁性器件。例如当绕组为变压器绕组时，则本专利技术磁性元件即可用作变压器；当绕组为电感绕组时，则本专利技术磁性元件即可用作电感。下面以三路交错并联Buck电路中电感为例详细说明本专利技术的磁性元件。请参照图1。图1为本专利技术一实施例中，电源转换器的电路图。直流/直流电源转换器包括一电感模块10、多个开关管12a、12b、12c、14a、14b和14c以及负载16。电感模块10包括多个单相电感100a、100b和100c。各路电感100a-100c的一端直接连接之后作为直流/直流电源转换器中的多路并联输出端Out。因此，电感模块10为直流/直流电源转换器中，对应多路并联输出端Out的输出电感。开关管12a-12c与对应的开关管14a-14c形成多路并联连接的功率转换电路。上述的多路并联输出端Out为功率转换电路的输出端。于本实施例中，如图1所示，各路电感100a-100c的另一端分别电性连接于对应的开关管12a-12c及14a-14c。以电感100a为例，其电性连接于开关管12a及14a。其中，电感100a-100c更通过开关管12a-12c连接至多路并联输入端In。于本实施例中，多路并联输入端In接收输入电压Vin。负载16与电感模块10在多路并联输本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁芯，其特征在于，包括：多个磁芯单元，每个所述磁芯单元包括至少一个与相邻磁芯单元共用的共用部分和至少一个不与相邻磁芯单元共用的非共用部分，其中，所述共用部分的磁阻小于所述非共用部分的磁阻，且相邻的两个所述磁芯单元在所述共用部分的直流磁通方向相反。
【技术特征摘要】
2015.04.10 CN 2015101693685;2015.07.27 CN 201510441.一种磁芯，其特征在于，包括：多个磁芯单元，每个所述磁芯单元包括至少一个与相邻磁芯单元共用的共用部分和至少一个不与相邻磁芯单元共用的非共用部分，其中，所述共用部分的磁阻小于所述非共用部分的磁阻，且相邻的两个所述磁芯单元在所述共用部分的直流磁通方向相反。2.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，所述共用部分包括一公共磁柱，所述非共用部分包括一第一磁柱以及一第二磁柱，其中，所述第一磁柱与所述第二磁柱均垂直于所述公共磁柱。3.如权利要求2所述的磁芯，其特征在于，所述第一磁柱或所述第二磁柱包括至少一磁性部件，且所述磁性部件的磁导率介于1～50。4.如权利要求3所述的磁芯，其特征在于，所述磁性部件为一段或多段气隙。5.如权利要求4所述的磁芯，其特征在于，所述磁性部件为多段气隙，所述多段气隙分布于同一磁柱上或分别分布于不同的磁柱。6.如权利要求3所述的磁芯，其特征在于，在所述第一磁柱或所述第二磁柱中，所述磁性部件之外的其余部分与所述公共磁柱采用相同磁导率的材料制成。7.如权利要求2所述的磁芯，其特征在于，所述第一磁柱和所述第二磁柱具有一第一磁导率，所述公共磁柱具有一第二磁导率，且所述第二磁导率大于所述第一磁导率。8.如权利要求7所述的磁芯，其特征在于，所述第一磁柱和所述第二磁柱由粉芯类材料制成。9.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，每个所述磁芯单元包括至少一个磁柱，所述共用部分与所述非共用部分位于同一磁柱的不同位置。10.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，每个所述磁芯单元包括至少两个磁柱，所述共用部分所在的磁柱数量大于或等于2。11.如权利要求3所述的磁芯，其特征在于，所述磁芯单元还包括一磁芯盖板以及一磁芯底座，该磁芯盖板覆盖于该磁芯底座以形成一几何结
\t构，其中，所述磁芯盖板形成所述第一磁柱与所述第二磁柱，所述磁性部件设置于该磁芯盖板。12.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，所述磁芯为集成式电感磁芯。13.一种磁性元件，包括：磁芯，其是如权利要求1所述的磁芯；以及多个绕组，所述多个绕组分别绕设于对应磁芯单元的所述非共用部分。14.如权利要求13所述的磁性元件，其特征在于，所述非共用部...
【专利技术属性】
技术研发人员：周锦平，吴睿，曾剑鸿，张钰，周敏，
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
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