集成磁组合件和将其组装的方法技术

集成磁组合件包括具有第一部件和第二部件的磁芯。第一部件包括第一面和从第一面延伸的绕组支腿。绕组支腿包括与第一面间隔开并且大致平行于第一面来定向的顶面。第二部件耦合到第一部件并且具有面向第一面的第二面。第二部件还包括从第二面内凹并且大致平行于第二面来定向的第三面和在第二面和第三面之间延伸的内凹侧壁。集成磁组合件还包括输入绕组和输出绕组，各自电感地耦合到磁芯。第三面和内凹侧壁限定了第二面内的凹槽。另外，在顶面和第三面之间限定了间隙。

Integration and assembly of magnetic components

【技术实现步骤摘要】
集成磁组合件和将其组装的方法
技术介绍
本专利技术一般涉及功率电子器件，并且更具体地涉及供在功率电子器件中使用的集成磁组合件。高密度功率电子电路通常需要为了多种目的而使用多个磁电子部件，所述多种目的包括能量存储、信号隔离、信号滤波、能量转移和功率分配。具体地，这些磁电子部件通常包括沿磁电子部件的磁通路径所定位的空隙。然而，在至少一些已知的集成磁组合件中，由一个部件所产生的磁通量可能不会对集成结构中的其它部件的操作产生零净影响（zeroneteffect）。结果，集成部件的有效性和/或效率可能会降低。另外，在至少一些已知的集成磁组合件中，边缘通量可能对集成磁组合件的操作具有若干有害影响。边缘通量是偏离主磁通量路径的磁通量的分量。边缘通量通常经过电子电路中的其它非有源部件，在此类部件的绕组中感生涡流。这导致绕组中增加的功率损耗和降低的效率。具体地，竖直经过此类部件的绕组层的边缘通量导致绕组中特别大的功率损耗。另外，边缘通量减小了集成磁组合件的电感。因此，当此类集成磁组合件用于功率转换器中时，边缘通量增加纹波电流的幅度，导致更高的功率损耗和降低的效率。
技术实现思路
在一个方面中，提供了一种集成磁组合件。集成磁组合件包括具有第一部件和第二部件的磁芯。第一部件包括第一面和从第一面延伸的绕组支腿。绕组支腿包括与第一面间隔开并且大致平行于第一面来定向的顶面。第二部件耦合到第一部件并且具有面向第一面的第二面。第二部件还包括从第二面内凹并且大致平行于第二面来定向的第三面和在第二面和第三面之间延伸的内凹侧壁。集成磁组合件还包括输入绕组和输出绕组，各自电感地耦合到磁芯。第三面和内凹侧壁限定了第二面内的凹槽。另外，在顶面和第三面之间限定了间隙。另一方面，提供了一种用于集成磁组合件的磁芯。磁芯包括第一部件，第一部件包括第一面和从第一面延伸的绕组支腿，绕组支腿包括与第一面间隔开并且大致平行于第一面来定向的顶面。磁芯进一步包括耦合到第一部件的第二部件。第二部件具有面向第一面的第二面。第二部件还包括从第二面内凹并且大致平行于第二面来定向的第三面和在第二面和第三面之间延伸的内凹侧壁。第三面和内凹侧壁限定了第二面内的凹槽。另外，在顶面和第三面之间限定了间隙。在仍有的另一方面，提供了一种组装集成磁组合件的方法。所述方法包括提供第一部件，第一部件包括第一面和从第一面延伸的绕组支腿。绕组支腿具有与第一面间隔开并且大致平行于第一面来定向的顶面。所述方法还包括将输入绕组电感地耦合到第一部件，使得输入绕组缠绕在绕组支腿周围。所述方法还包括将输出绕组电感地耦合到第一部件，使得输出绕组缠绕在绕组支腿周围。所述方法进一步包括将第二部件耦合到第一部件。第二部件包括第二面和第三面，第三面从第二面内凹并大致平行于第二面来定向。第二部件还具有在第二面和第三面之间延伸的内凹侧壁。第三面和内凹侧壁限定了第二面内的凹槽。附图说明图1是包括集成磁组合件的示例性功率转换器的示意图;图2是适合于在图1的功率转换器中使用的示例性集成磁组合件的分解图;图3是图2中所示的集成磁组合件的另一分解图，包括具有第一部件和第二部件的磁芯，其中第二部件旋转以展现下侧构造;图4是图2中所示的集成磁组合件的横截面侧视图;图5A是图2中所示的第一部件的俯视图;图5B是图2中所示的第二部件的仰视图;图6是图2中所示的集成磁组合件的横截面侧视图，包括示意性表示在操作期间集成磁组合件内的通量流的线;图7A是输入绕组的示意性透视图，其中边缘通量流大致垂直于输入绕组的宽度。图7B是输入绕组在耦合到图6中所示的磁芯时的示意性透视图，其中边缘通量流大致平行于输入绕组的宽度;图8是适合于在图1的功率转换器中使用的示例性磁芯的分解图，具有第一部件和第二部件，其中第二部件旋转以展现下侧构造;图9是图7中所示的磁芯的横截面侧视图;图10是适合于在图1的功率转换器中使用的示例性磁芯的分解图，包括第一部件和第二部件，其中第二部件旋转以展现下侧构造;图11是图9中所示的磁芯的横截面侧视图;以及图12是适合于在图1的功率转换器中使用的示例性集成磁组合件的透视图。具体实施方式在随附说明书和权利要求中，将对多个术语进行引用，其应被定义为具有以下含义。除非上下文以其它方式明确规定，否则单数形式“一（a/an）”和“所述”包括复数引用。“可选”或“可选地”意味着随后描述的事件或情境可能或可能不发生，并且描述包括其中事件发生的情形和事件不发生的情形。如本文在说明书和权利要求中所通篇使用的，“大致平行”意味着在十度或更小范围内平行地定向。例如，大致平行于第二表面来定向的第一表面意味着第一表面具有在十度或更小范围内与第二表面的定向平行的定向。如本文在说明书和权利要求中所通篇使用的，“大致垂直”意味着在十度或更小范围内垂直地定向。例如，大致垂直于第二表面来定向的第一表面意味着第一表面具有在十度或更小范围内与第二表面的定向垂直的定向。如本文在说明书和权利要求中所通篇使用的近似语言可以应用于修饰能得到许可地变化而不会导致与其相关的基本功能中的改变的任何定量表示。因此，被一个或多个术语（诸如“约”，“近似”和“基本上”）修饰的值不限于所指定的精确值。在至少一些情形下，近似语言可以对应于用于测量所述值的仪器的精度。这里以及贯穿说明书和权利要求，范围限制可以被组合和/或互换，此类范围被识别并且包括其中所包含的所有子范围，除非上下文或语言以其它方式指示。集成磁组合件包括具有第一部件和第二部件的磁芯。第一部件包括第一面和从第一面延伸的绕组支腿。绕组支腿包括与第一面间隔开并且大致平行于第一面来定向的顶面。第二部件耦合到第一部件并且具有面向第一面的第二面。第二部件还包括从第二面内凹并且大致平行于第二面来定向的第三面和在第二面和第三面之间延伸的内凹侧壁。集成磁组合件还包括输入绕组和输出绕组，各自电感地耦合到磁芯。第三面和内凹侧壁限定了第二面内的凹槽。另外，在顶面和第三面之间限定了间隙。图1是以功率转换器100的形式示出的示例性电子电路的示意图，功率转换器100被配置成将输入电压V输入转换为输出电压V输出。功率转换器100包括经由集成磁组合件106而彼此电耦合的输入侧102和输出侧104。输入侧102包括第一开关装置108、第二开关装置110、第三开关装置112和第四开关装置114。集成磁组合件106的输入绕组115被电耦合在第一开关装置108和第二开关装置110之间，以及在第三开关装置112和第四开关装置114之间。输出侧104包括第五开关装置116和第六开关装置118。集成磁组合件106的输出绕组117被分别电耦合到第五开关装置116和第六开关装置118。在操作中，第一开关装置108和第四开关装置114在打开和闭合位置之间被共同切换，并且第二开关装置110和第三开关装置112在相对于第一开关装置108和第四开关装置114的相反相位中的打开和闭合位置之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成磁组合件，包括：/n磁芯，包括：/n第一部件，包括第一面和从所述第一面延伸的绕组支腿，所述绕组支腿包括与所述第一面间隔开并且大致平行于所述第一面来定向的顶面;以及/n耦合到所述第一部件的第二部件，所述第二部件包括面向所述第一面的第二面，所述第二部件还包括从所述第二面内凹并且大致平行于所述第二面来定向的第三面和在所述第二面和所述第三面之间延伸的内凹侧壁;/n电感地耦合到所述磁芯的输入绕组，所述输入绕组缠绕在所述绕组支腿周围;以及/n电感地耦合到所述磁芯的输出绕组，所述输出绕组缠绕在所述绕组支腿周围，/n其中所述第三面和所述内凹侧壁限定了所述第二面内的凹槽，并且其中在所述顶面和所述第三面之间限定了间隙。/n

【技术特征摘要】
1.一种集成磁组合件，包括：
磁芯，包括：
第一部件，包括第一面和从所述第一面延伸的绕组支腿，所述绕组支腿包括与所述第一面间隔开并且大致平行于所述第一面来定向的顶面;以及
耦合到所述第一部件的第二部件，所述第二部件包括面向所述第一面的第二面，所述第二部件还包括从所述第二面内凹并且大致平行于所述第二面来定向的第三面和在所述第二面和所述第三面之间延伸的内凹侧壁;
电感地耦合到所述磁芯的输入绕组，所述输入绕组缠绕在所述绕组支腿周围;以及
电感地耦合到所述磁芯的输出绕组，所述输出绕组缠绕在所述绕组支腿周围，
其中所述第三面和所述内凹侧壁限定了所述第二面内的凹槽，并且其中在所述顶面和所述第三面之间限定了间隙。


2.根据权利要求1所述的集成磁组合件，其中所述顶面位于所述第二面和所述第三面之间。


3.根据权利要求1所述的集成磁组合件，其中所述第二面从所述第一面偏移第一距离，其中所述顶面从所述第一面偏移第二距离，并且其中所述第一距离小于所述第二距离。


4.根据权利要求1所述的集成磁组合件，其中所述内凹侧壁是环形侧壁。


5.根据权利要求1所述的集成磁组合件，其中所述第一部件还包括从所述第一面延伸的第一非绕组支腿，所述第一非绕组支腿包括与所述第一面间隔开并且大致平行于所述第一面来定向的第一远端面。


6.根据权利要求5所述的集成磁组合件，其中所述第一部件还包括从所述第一面朝向所述第二面延伸的第二非绕组支腿，所述第二非绕组支腿包括与所述第一远端面共平面的第二远端面。


7.根据权利要求5所述的集成磁组合件，还包括在所述第一面和所述第一远端面之间延伸的非绕组支腿侧壁，其中所述第三面的中心点和所述内凹侧壁之间的径向距离小于所述绕组支腿的中心点与所述非绕组支腿侧壁之间的径向距离。


8.根据权利要求7所述的集成磁组合件，其中，所述输入绕组和所述输出绕组限定了外部绕组周边，其中所述绕组支腿的所述中心点与所述外部绕组周边之间的径向距离小于所述第三面的所述中心点和所述内凹侧壁之间的所述径向距离。


9.根据权利要求1所述的集成磁组合件，还包括从所述第一面延伸的第二绕组支腿。


10.如权利要求9所述的集成磁组合件，其中所述第二部件还包括与所述第三面共平面的附加第三面。


11.根据权利要求1所述的集成磁组合件，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：代克，孙宜峰，殷兰兰，
申请(专利权)人：工业连结与解决方案有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US