一种电源、磁集成变压器及磁芯结构制造技术

本申请实施例公开了电源、磁集成变压器及磁芯结构。该磁芯结构包括主磁芯和副磁芯，主磁芯由第一磁材制成，副磁芯由第二磁材制成，第二磁材的磁导率低于第一磁材；主磁芯的两个绕线柱沿第一方向间隔设置在顶部结构和底部结构之间；副磁芯包括两个接合面，两个接合面中的一者与顶部结构连接、另一者与底部结构连接；主磁芯用于获得励磁电感，副磁芯用于获得漏感。通过副磁芯的磁阻控制电感量，基于低磁导率材料的磁通特性，副磁芯具备的通磁能力可有效减少产生发散漏磁的可能性，有效降低干扰和不必要的涡流损耗及其他空间干扰。应用本方案，在实现较小磁器件体积的基础上，获得优良的电磁性能，可广泛应用于高效、高功率密度场景下。景下。景下。

【技术实现步骤摘要】
一种电源、磁集成变压器及磁芯结构


[0001]本申请实施例涉及电源变换器
，尤其涉及一种电源、磁集成变压器及磁芯结构。

技术介绍

[0002]作为功率转换电路的关键部件，电源变换器的磁器件损耗对电源效率有着直接的影响，且组装空间占用较大。基于应用场景的需求提升，对电源变换器进一步提出了高效、高功率密度及小型化需求，功率磁器件的技术实现随之演进。
[0003]目前，一种实现方向是借助空间漏磁实现部分电感功能，可在一定程度上实现集成小型化；另一种是通过磁集成共用磁路，通过解耦或耦合磁路集成实现磁芯小型化；再者是分别集成磁路与线路，通过磁芯集成与线圈共用实现小型化。
[0004]现有一种典型的磁集成变压器，利用原副边的漏感作为谐振电感，具体在变压器磁芯分磁路侧开有气隙，通过调整磁阻获得所需的漏感。然而，基于空气磁导率较低的特点，在气隙所在位置处会有部分磁通向外发散，导致周围线圈产生较大涡流损耗，且该气隙越大涡流损耗越大。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种电源、磁集成变压器及磁芯结构，在获得良好集成度的基础上，通过结构优化可有效规避气隙过大产生发散漏磁通，避免周围器件的涡流损耗等干扰。
[0006]本申请实施例第一方面提供了一种磁芯结构，包括主磁芯和副磁芯，该主磁芯由第一磁材制成，副磁芯由第二磁材制成；主磁芯包括顶部结构、底部结构和两个绕线柱，顶部结构和底部结构相对设置，两个绕线柱沿第一方向间隔设置在顶部结构和底部结构之间；副磁芯包括两个接合面，两个接合面中的一者与顶部结构连接，两个接合面中的另一者与底部结构连接；其中，第一磁材具有第一磁导率，第二磁材具有第二磁导率，第二磁导率低于第一磁导率，主磁芯用于获得励磁电感，副磁芯用于获得漏感。通过副磁芯的磁阻控制电感量，替代既有方式采用气隙形成的等效磁阻。本方案，基于低磁导率材料的磁通特性，副磁芯具备的通磁能力可有效减少产生发散漏磁的可能性，有效降低干扰和不必要的涡流损耗及其他空间干扰。如此设置，在实现较小磁器件体积的基础上，获得优良的电磁性能。
[0007]基于第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种实施方式：副磁芯为两个，两个副磁芯分别设置在主磁芯两侧；每个副磁芯的两个接合面分别与顶部结构和底部结构连接。在实际应用中，可通过副磁芯尺寸参数的选择，例如但不限于基于副磁芯的不同截面积和/或长度，调节获得所需要的变压器励磁电感及漏感。
[0008]基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第二种实施方式：两个副磁芯沿第二方向设置在主磁芯的两侧，其中，第二方向与第一方向不同。如此设置，两侧边柱与两个绕线柱间的磁路较对称且等距，整体磁通分布较均匀，
磁芯损耗分布均匀，热应力风险较小。
[0009]示例性的，两个副磁芯还可沿第一方向设置在主磁芯的两侧。
[0010]基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，或第一方面的第二种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第三种实施方式：副磁芯包括两个“L”型的副磁芯段，两个副磁芯段的一端沿第三方向连接；两个副磁芯段的另一端形成接合面，且分别与顶部结构和底部结构连接，其中，第三方向与第一方向和第二方向不同。同样可为原副边漏磁提供低于空气的磁阻回路。这样，能够根据不同应用场景的需要布置边柱，具有较好的可适应性。
[0011]基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，或第一方面的第二种实施方式，或第一方面的第三种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第四种实施方式：副磁芯包括第一本体段和两个第二本体段，第一本体段沿第三方向设置，且两个第二本体段分别设置于第一本体段的两端；每个第二本体段与第一本体段成“L”型；两个第二本体段背离第一本体段的端侧分别形成接合面，且与顶部结构和底部结构接合。
[0012]在实际应用中，该副磁芯可以包括两个“L”字型的副磁芯段，两个副磁芯段的沿第三方向的本体部分相对接合，以形成相应侧的边柱，两个副磁芯段的另一本体部分分别与主磁芯接合。
[0013]在其他实际应用中，副磁芯为直板状，且该副磁芯的沿第三方向的两端分别与主磁芯接合。也即副磁芯为“I”型，“I”型的副磁芯的两端形成接合面，分别与顶部结构和底部结构连接
[0014]在另外的应用中，副磁芯可以为一个，该副磁芯设置在主磁芯的一侧。
[0015]基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，或第一方面的第二种实施方式，或第一方面的第三种实施方式，或第一方面的第四种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第五种实施方式：磁芯结构包括中柱，该中柱设置在主磁芯的顶板结构和底板结构之间，且该中柱位于两个绕线柱之间，该中柱的至少部分由副磁芯形成。同样地，可为原副边漏磁提供低于空气的磁阻回路以形成漏感(电感)。
[0016]本申请实施例第二方面提供了一种磁集成变压器，包括磁芯结构、初级线圈和次级线圈，该磁芯结构采用如前所述的磁芯结构，其中，初级线圈和次级线圈绕制于磁芯结构的两个绕线柱上。基于该磁芯结构，可为原副边漏磁提供低于空气的磁阻回路以形成漏感(电感)，有效减小周围器件涡流损耗，可广泛应用于高效、高功率密度的场景。
[0017]基于第二方面，本申请实施例还提供了第二方面的第一种实施方式：初级线圈包括依次串接的第一初级线圈和第二初级线圈，次级线圈包括依次串接的第一次级线圈和第二次级线圈；第一初级线圈和第一次级线圈绕制于两个绕线柱中的第一绕线柱上，第二初级线圈和第二次级线圈绕制于两个绕线柱中的第二绕线柱上；其中，Np1/Ns1≠Np2/Ns2，式中，Np1为第一初级线圈的匝数，Np2为第二初级线圈的匝数，Ns1为第一次级线圈的匝数，Ns2为第二次级线圈的匝数。
[0018]在实际应用中，该第一绕线柱上的第一初级线圈和第一次级线圈，以及第二绕线柱上的第二初级线圈和第二次级线圈，均紧耦合绕制于相应的绕线柱；示例性的，可以采用夹绕方式实现线圈紧耦合绕制，线圈接近相应绕线柱的部分形成的磁通，主要通过磁芯形成磁回路，同时，基于交错绕制的初、次线圈实现紧耦合。这样，每个绕线柱上的线圈均各自耦合良好，漏磁少。
[0019]本申请实施例第三方面提供了一种电源，包括如前所述的磁集成变压器。应用该磁集成变压器的电源，基于较小的磁器件体积及优良的电磁性能，在实现产品小型化的基础上，有效减小发散漏磁对变压器外部电源器件产生的干扰影响。
[0020]在实际应用中，该电源可以为电源
的不同产品类型。示例性的，该电源可以为开关电源。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种磁芯结构的示意图；
[0022]图2为沿图1中所示磁芯结构的第一方向形成的剖切示意图；
[0023]图3为沿图1中所示磁芯结构的第二方向形成的剖切示意图；
[0024]图4为沿图1中所示磁芯结构的第三方向形成的剖切示意图；
[0025]图5为本专利技术实施例提供的一种磁集成变压器的线圈绕制示意图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁芯结构，其特征在于，包括主磁芯和副磁芯，所述主磁芯由第一磁材制成，所述副磁芯由第二磁材制成；所述主磁芯包括顶部结构、底部结构和两个绕线柱，所述顶部结构和所述底部结构相对设置，所述两个绕线柱沿第一方向间隔设置在所述顶部结构和所述底部结构之间；所述副磁芯包括两个接合面，所述两个接合面中的一者与所述顶部结构连接，所述两个接合面中的另一者与所述底部结构连接；其中，所述第一磁材具有第一磁导率，所述第二磁材具有第二磁导率，所述第二磁导率低于所述第一磁导率，所述主磁芯用于获得励磁电感，所述副磁芯用于获得漏感。2.根据权利要求1所述的磁芯结构，其特征在于，所述副磁芯为两个，两个所述副磁芯分别设置在所述主磁芯两侧；每个所述副磁芯的两个接合面分别与所述顶部结构和所述底部结构连接。3.根据权利要求1或2所述的磁芯结构，其特征在于，两个所述副磁芯沿所述第一方向设置在所述主磁芯的两侧。4.根据权利要求1或2所述的磁芯结构，其特征在于，两个所述副磁芯沿第二方向设置在所述主磁芯的两侧，其中，所述第二方向与所述第一方向不同。5.根据权利要求2所述的磁芯结构，其特征在于，所述副磁芯为一个，所述副磁芯设置在所述主磁芯的一侧。6.根据权利要求3
‑
5任一项所述的磁芯结构，其特征在于，所述副磁芯包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张群友，方芳，
申请(专利权)人：超聚变数字技术有限公司，
类型：发明
国别省市：