一种低高度高空间利用率的绕组结构及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种低高度高空间利用率的绕组结构，包括：一绕组，绕组由多匝绕线单元绕制而成；一窗口，窗口形成于绕组的中心；绕线单元的横截面的包络外形具有包络外形长边及包络外形短边，包络外形长边与包络外形短边的比值为n；其中，n≥2；绕线单元包括竖直绕线单元和水平绕线单元；竖直绕线单元为紧邻窗口的一匝绕线单元，竖直绕线单元的包络外形长边沿窗口的轴线方向设置；绕组中的其他匝绕线单元均为水平绕线单元，水平绕线单元的包络外形长边方向沿窗口的径向方向设置。本发明专利技术在保证绕组具有较低绕组阻抗的同时，还可以实现较低的绕组厚度，以及较高的磁芯窗口填充率，为进一步降低电源转换器的空间尤其是高度提供了有力支撑。支撑。支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种低高度高空间利用率的绕组结构及其应用


[0001]本专利技术属于绕组线圈
，尤其涉及一种低高度高空间利用率的绕组结构及其应用。

技术介绍

[0002]随着便携式设备对空间尤其是高度的要求越来越高，与之相对应的供电电源模块亦面对同样的迫切的需求。随着现代电力电子技术的发展，当前主要的电源转换器为开关电源，其中磁芯元件(电感、变压器等)的空间及高度通常占电源转换器的较大比重。
[0003]一个典型的磁芯元件通常包含两个部分，磁芯及设置于磁芯窗口内的绕组。为了获得较低的绕组阻抗，通常不得不使用截面积较大的线材(利兹线或者单股线)，而线径的增加会直接增加绕组的厚度，且在同样绕组结构下产生较大的空间体积浪费。
[0004]因此，如何降低绕组的厚度，增加绕组在磁芯窗口内的填充率是一个亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种低高度高空间利用率的绕组结构，保证绕组在较低绕组阻抗的同时，可以实现较低的绕组厚度，及较高的磁芯窗口填充率，为进一步降低电源转换器的空间尤其是高度提供了有力支撑。
[0006]本专利技术第一方面提供了一种低高度高空间利用率的绕组结构，其特征在于，包括：
[0007]一绕组，所述绕组由多匝绕线单元绕制而成；
[0008]一窗口，所述窗口形成于绕组的中心；
[0009]所述绕线单元的横截面的包络外形具有包络外形长边及包络外形短边，所述包络外形长边与包络外形短边的比值为n；其中，n≥2，在实际应用中，由于绕线截面变形等因素，此处n仅需接近整数即可；
[0010]所述绕线单元包括竖直绕线单元和水平绕线单元；
[0011]所述竖直绕线单元为紧邻窗口的一匝绕线单元，所述竖直绕线单元的包络外形长边沿窗口的轴线方向设置；
[0012]所述绕组中的其他匝绕线单元均为水平绕线单元，所述水平绕线单元的包络外形长边方向沿窗口的径向方向设置。
[0013]优选的，还包括一换成过渡区，所述平行绕线单元经过换成过渡区后形成垂直绕线单元。
[0014]优选的，相邻两匝所述绕线单元在换层过渡区中过渡，第k匝所述绕线单元过渡至第(k
‑
1)匝时，沿第一方向扭转90
°
；第k匝所述绕线单元从另一绕线走向过渡至第(k+1)匝时，沿第二方向扭转90
°
；所述第一方向为顺时针或逆时针，所述第二方向与第一方向相反。
[0015]优选的，n为整数。
[0016]优选的，所述绕线单元的总匝数P为(n
×
m+1)；其中，m≥1，m为整数。
[0017]优选的，所述绕线单元包括至少两股绕线。
[0018]优选的，所述绕组中，至少两股所述绕线交替相邻设置。
[0019]优选的，至少两股所述绕线在沿窗口的轴线方向和窗口的径向方向上分别交替相邻设置。
[0020]优选的，所述绕线为利兹线。
[0021]优选的，所述绕线单元为一股绕线。
[0022]优选的，所述绕线为扁平线，所述扁平线的横截面的长宽比为整数或简单整数比，同样的，此处数值仅需接近即可。
[0023]优选的，所述绕线单元包括至少两股子绕组。
[0024]优选的，所述绕组具有两个引出端子，两个所述引出端子与窗口中心形成的夹角为0
°
～360
°
。
[0025]本专利技术第二方面还提供了一种低高度高空间利用率的绕组结构的应用，在软开关电路中，采用至少两股绕线的绕线单元，且采用以利兹线作为绕线的低高度高空间利用率的绕组结构。
[0026]本专利技术第三方面提供了一种低高度高空间利用率的绕组结构的应用，在频率为500kHz以上的变压器中，采用变压器的至少两组不同绕组作为绕线单元。
[0027]本专利技术具有以下有益效果：
[0028](1)保证较低绕组阻抗的同时，可以大大减小绕组的厚度、降低绕组的损耗、和提高电源转换的效率；
[0029](2)本专利技术具备极高的空间利用率，可以减小磁芯元件的尺寸，从而实现减小电源转换器尺寸。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本专利技术实施例一所公开的低高度高空间利用率的绕组结构的示意图；
[0032]图2为本专利技术实施例一所公开的低高度高空间利用率的绕组结构的B
‑
B方向的截面图；
[0033]图3A、图3B为本专利技术实施例一所公开的低高度高空间利用率的绕组结构的A
‑
A方向的截面图；
[0034]图4为本专利技术实施例二所公开的低高度高空间利用率的绕组结构的A
‑
A方向的截面图；
[0035]图5为本专利技术实施例三所公开的低高度高空间利用率的绕组结构的A
‑
A方向的截面图；
[0036]图6为本专利技术实施例四所公开的低高度高空间利用率的绕组结构的A
‑
A方向的截面图。
[0037]其中：1竖直绕线单元；2水平绕线单元；3窗口；4引出端子；5换层过渡区。
具体实施方式
[0038]本专利技术的目的在于提供一种低高度高空间利用率的绕组结构，可以保证绕组在较低绕组阻抗的同时，可以实现较低的绕组厚度，及较高的磁芯窗口填充率，为进一步降低电源转换器的空间尤其是高度提供了有力支撑。
[0039]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]实施例一
[0041]如图1和图2所示，本专利技术实施例所公开了一种低高度高空间利用率的绕组结构，包括：
[0042]一绕组，绕组由多匝绕线单元绕制而成；
[0043]一窗口3，窗口形成于绕组的中心；
[0044]绕线单元的横截面的包络外形具有包络外形长边及包络外形短边，包络外形长边与包络外形短边的比值为n；其中，n≥2；在实际应用中，由于绕线截面变形等因素，此处n仅需接近整数即可；
[0045]绕线单元包括竖直绕线单元1和水平绕线单元2，竖直绕线单元1为紧邻窗口3的一匝绕线单元，竖直绕线单元1的包络外形长边沿窗口3的轴线方向设置；绕组中的其他匝绕线单元均为水平绕线单元2，水平绕线单元的包络外形长边方向沿窗口3的径向方向设置。
[0046]绕组具有换层过渡区5，相邻两匝绕线单元在换层过渡区5中过渡，第(k
‑
1)匝绕线单元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低高度高空间利用率的绕组结构，其特征在于，包括：一绕组，所述绕组由多匝绕线单元绕制而成；一窗口，所述窗口形成于绕组的中心；所述绕线单元的横截面的包络外形具有包络外形长边及包络外形短边，所述包络外形长边与包络外形短边的比值为n；其中，n≥2；所述绕线单元包括竖直绕线单元和水平绕线单元；所述竖直绕线单元为紧邻窗口的一匝绕线单元，所述竖直绕线单元的包络外形长边沿窗口的轴线方向设置；所述绕组中的其余匝绕线单元均为水平绕线单元，所述水平绕线单元的包络外形长边方向沿窗口的径向方向设置。2.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，还包括一换成过渡区，所述平行绕线单元经过换成过渡区后形成垂直绕线单元。3.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，n为整数。4.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述绕线单元的总匝数P为(n
×
m+1)；其中，m≥1，m为整数。5.根据权利要求1所述的绕组结构，其特征在于，所述绕线单元包括至少两股绕线。6.根据权利要求5所述的绕组结构，其特征在于，所述绕组中，至少两...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾剑鸿，陈庆东，黄娇平，辛晓妮，
申请(专利权)人：上海沛塬电子有限公司，
类型：发明
国别省市：