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CN105869856A - 一种“πI”结构的平面变压器磁芯 - Google Patents

一种“πI”结构的平面变压器磁芯 Download PDF

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Publication number
CN105869856A
CN105869856A CN201610342076.1A CN201610342076A CN105869856A CN 105869856 A CN105869856 A CN 105869856A CN 201610342076 A CN201610342076 A CN 201610342076A CN 105869856 A CN105869856 A CN 105869856A
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CN
China
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magnetic core
magnetic
flat board
core
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
CN201610342076.1A
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English (en)
Inventor
舒靖文
宋衡
王连根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Qiuque Technology Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Qiuque Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Qiuque Technology Co Ltd filed Critical Zhejiang Qiuque Technology Co Ltd
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Publication of CN105869856A publication Critical patent/CN105869856A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种“πI”结构的平面变压器磁芯，本发明包括上磁芯和下磁芯；所述的上磁芯包括一个平板和两根磁柱，所述的两根磁柱设置在平板上，两根磁柱的截面相等，形状相同，平行排列；所述的下磁芯为一个矩形平板；上磁芯和下磁芯之间黏接。本发明既降低了磁芯的整体厚度又保证了整个磁路磁通密度的均衡，同时，有效的解决了平面线圈漏磁的屏蔽，它突破了平板式变压器结构的诸多技术制约，实现了板卡式电源对通用绕线式变压器电源的替换。

Description

一种“πI”结构的平面变压器磁芯
技术领域
本发明涉及一种平面变压器磁芯，尤其一种“πI”结构的平面变压器磁芯。
背景技术
传统的高频变压器通常由高频磁芯及电磁导线绕组构成，尤其是以铁氧体高频磁芯组配的：有骨架漆包圆铜线绕组的变压器，已成为了当今一种主流结构。就铁氧体磁芯而言，现今已形成了几十种不同结构型式的系列。然而，传统高频变压器一直就是电源变换器中的庞然大物；同时，它又是导致高频电磁辐射干扰的主要发生源。如何缩小变压器的体积实现高频电源变换器的功率密度，一直是业界的重点研究课题。从电磁学的基本理论可以得知，提高变换器的工作频率即可大大提高同一变压器所能传递的功率。无疑，这是高频电源变换器今后发展的必然方向。同时，也必须清楚地看到变换器是一个系统，变压器只不过是整个系统中的一个部件，在整个系统所有部件都尚未解决高频化适用技术的现今，一味追求变换器的高频化，其结果是：变换器效率降低、电路结构繁杂、成本高昂、电磁污染加剧等诸多后果。这种状况随着变换器功率的增大越为突出。为了缩小高频变压器的尺寸，近年间变压器行业都在关注一种新结构的平面变压器，它将传统变压器绕组从骨架由里到外布置绕制绕组的方法改变为预先制作好片状平面绕组，选配不同的平面绕组叠片组装变压器；板式平面绕组则是：使用现有印刷电路板制作技术，实现变压器平面绕组甚至线包总成的新工艺。平面变压器与传统变压器相比具有绕组间耦合性能好、效率高、漏磁小。同时，也是实现变压器薄型化、高频化的创新结构。近年间，这种平面结构的高频变压器已在中小功率DC/DC板卡式电源中得到了广泛的运用，以印刷板制作的板式平面变压器在中、小功率DC/DC变换器中已成为了工业化应用的一项成熟技术。纵观现今国际上技术顶级的电源公司，最新推出的AC/DC板卡电源总是无法实现DC/DC板卡电源相同功率条件下的模块厚度，首要原因就是AC/DC变压器薄型化的困难；就连最广泛使用并争相拼比微型化结构手机充电器，也未见采用平板变压器。这种奇怪的现象在非专业人员看来的确不可思议。其实，几乎所有的中、小功率AC/DC电源,尤其是被最普遍、最广泛使用的单端反激电源也无缘使用性能优越的平板变压器。其实，电源设计师都知道现有的平面变压器结构并不适合有较多绕组匝数和工作于较低开关频率要求的AC/DC变换器，尤其是单端反激拓扑的变换器。这还不仅仅是变压器绕组设计困难的问题，还会导致比传统绕线变压器更多的缺陷。为了使平面变压器能够适用于各种电源变换器的拓扑的条件下仍旧保持它所特有技术性能，正是本项技术研发的动力和目标。“πI”结构的铁氧体磁芯系列的发明为上述目标的实现推出了一种基础部件。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种“πI”结构的铁氧体平板变压器磁芯。
本发明一种“πI”结构的铁氧体平板变压器磁芯，包括上磁芯和下磁芯；所述的上磁芯包括一个平板和两根磁柱，所述的两根磁柱设置在平板上，两根磁柱的截面相等，形状相同，平行排列；所述的下磁芯为一个与上磁芯平板形状和大小相同的平板；在上磁芯和下磁芯之组合的完整磁路间跟据需要可设置磁路气隙垫层或不留气隙。
所述的两根磁柱之间的距离大于等于两倍磁柱的顶端与磁芯的平板的顶端的距离；其中磁柱的顶端到磁芯的平板的顶端的距离与磁柱的底端到磁芯的平板的底端的距离相同，磁柱的侧边与磁芯的平板的侧边的距离等于磁柱的顶端与磁芯的平板的顶端的距离；磁芯的平板在两磁柱间截面面积大于等于单根磁柱平行于磁芯平板的截面面积。
所述的上磁芯和下磁芯的材料为铁氧体。
有益效果：
1、本发明既降低了磁芯的整体厚度又保证了整个磁路磁通密度的均衡，同时，有效的解决了平面线圈漏磁的屏蔽；
2、它可将磁路气隙设置在所有平面线圈绕组之外，避开了处于气隙平面绕组受气隙效应造成的影响；
3、由该结构系列磁性构成的平板式变压器，通用于现今的各种电源变换的类型与拓扑，尤其适合制作隔离型AC/DC，单端，双端，正激，反激的适用型电源；
4、它特别适合应用于印刷电路板作为平面线圈的超薄型板卡式电源，是现今平板变压器制作板卡式AC/DC电源的一项关键技术；
5、用它设计的平板式变压器符合电磁学理论及相关计算公式，使平板式变压器不再因受线圈匝数限制，而一味追求工作频率的提高，从而导致电源效率降低、电磁兼容很难达标等诸多技术瓶颈。
6、用它设计的平板式变压器与常规绕线式变压器有着几乎完全相同的设计与计算方法，具有良好的替换性，它突破了平板式变压器结构的诸多技术制约，实现了板卡式电源对通用绕线式变压器电源的替换。
附图说明
图1为上磁芯的结构示意图；
图2为上磁芯的侧视图；
图3为下磁芯的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，一种“πI”结构的铁氧体平面变压器磁芯，包括上磁芯和下磁芯；所述的上磁芯包括一个平板1和两根磁柱2，所述的两根磁柱设置在平板上；两根磁柱的截面相等，形状相同，平行排列；其中两根磁柱之间的距离A大于等于两倍磁柱的顶端或底端与磁芯的平板的顶端或底端的距离B；磁柱的侧边与磁芯的平板的侧边的距离C等于磁柱的顶端或底端与磁芯的平板的顶端或底端的距离B；磁芯的平板在两磁柱间截面大于等于单根磁柱的截面。
如图3所示，所述的下磁芯3为一个平板；上磁芯的平板与下磁芯结构和大小相同；上磁芯和下磁芯之间黏接，方法与传统变压器磁芯的黏接方法相同。
所述的上磁芯和下磁芯的材料为铁氧体。磁芯材料的参数与传统变压器磁芯材料参数计算方法一致。
磁芯气隙的添加，方法是在上磁芯的一个或两个磁柱与下磁芯平板间加入气隙垫层。
磁芯黏接后上下磁芯的平面必须平行，上下磁芯平面必须覆盖所有平面线圈绕组。

Claims (6)

1.一种“πI”结构的平面变压器磁芯，包括上磁芯和下磁芯；所述的上磁芯包括一个平板和两根磁柱，所述的两根磁柱设置在平板上，两根磁柱的截面相等，形状相同，平行排列；所述的下磁芯为一个矩形平板；上磁芯和下磁芯之间黏接，所述的上磁芯的一个或两个磁柱与下磁芯平板间加入气隙垫层。
2.根据权利要求1所述的一种“πI”结构的平面变压器磁芯，其特征在于：所述的两根磁柱之间的距离大于等于两倍磁柱的顶端与磁芯的平板的顶端的距离。
3.根据权利要求1所述的一种“πI”结构的平面变压器磁芯，其特征在于：其中磁柱的顶端到磁芯的平板的顶端的距离与磁柱的底端到磁芯的平板的底端的距离相同，磁柱的侧边与磁芯的平板的侧边的距离等于磁柱的顶端与磁芯的平板的顶端的距离。
4.根据权利要求1所述的一种“πI”结构的平面变压器磁芯，其特征在于：磁芯的平板在两磁柱间截面面积大于等于单根磁柱平行于磁芯平板的截面面积。
5.根据权利要求1所述的一种“πI”结构的平面变压器磁芯，其特征在于：所述的上磁芯的矩形平板与下磁芯结构和大小相同。
6.根据权利要求1所述的一种“πI”结构的平面变压器磁芯，其特征在于：所述的上磁芯和下磁芯的材料为铁氧体。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5940512A (ja) * 1982-08-27 1984-03-06 Mitsubishi Electric Corp 電磁誘導機器
CN103515073A (zh) * 2013-08-09 2014-01-15 西南应用磁学研究所 高功率密度磁集成平面变压器及制作方法
CN104471654A (zh) * 2012-07-13 2015-03-25 Abb技术有限公司 混合变压器芯

Patent Citations (3)

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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160817

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