CN104252951A

CN104252951A - 磁芯及其适用的磁性元件

Info

Publication number: CN104252951A
Application number: CN201310272517.1A
Authority: CN
Inventors: 林汉星; 赖育骏; 陈义霖; 刘家铭; 陈志明; 刘建宏
Original assignee: Delta Optoelectronics Inc
Current assignee: Delta Electronics Inc; Delta Optoelectronics Inc
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-12-31

Abstract

本发明公开了一种磁芯及其适用的磁性元件，该磁芯至少包括椭圆形中柱及二侧柱。椭圆形中柱具有长轴及短轴，且长轴的长度大于短轴的长度。二侧柱相对设置于椭圆形中柱的两侧，并与椭圆形中柱相连接，且与椭圆形中柱共同定义至少一绕线空间。通过椭圆形中柱的设置，可达到使绕线空间增加、绕线线圈线径增加且利于降低绕线线包温度，以及避免绕线线包过大并增加与绕线架间的安全距离以符合安全规范等功效。

Description

磁芯及其适用的磁性元件

技术领域

本发明关于一种磁芯，尤指一种中柱结构呈椭圆形的磁芯及其适用的磁性元件。

背景技术

磁性元件为电子装置运作时不可或缺的基本构件，可广泛运用于各式电子装置。随着电子装置小型化、高功率、多功能及普及化的发展趋势，磁性元件亦须朝扁平化设计，并提高整体效能、提升结构的多样性及降低成本，以配合电子装置的需求。

请参阅图1A，其为现有磁性元件应用的磁芯结构示意图。一般而言，磁芯1具有中柱11及两侧柱12，且中柱11及两侧柱12定义出绕线空间13以供线圈绕设。请同时参阅图1B，其为图1A所示的磁芯俯视图。由于中柱11的形状呈圆形，故其与侧柱12所定义的绕线空间13于线圈绕设时，绕线线包几乎占满整个绕线空间13，且每一圈绕线与中柱11实质上可为同心圆，以使绕线空间13被完整应用。

然而，上述的磁芯1及其绕线方式，仍具有以下缺点：由于绕线空间13由中柱11及两侧柱12共同定义，故其侧边绕线空间较小，且无法随需求扩增；此外，于现今磁芯及磁性元件必须符合应用于高效率及高功率变压器的趋势下，线圈绕设圈数通常较多，往往造成绕线线包过大，甚至造成与绕线架之间空间不足或绕线线包温度高且散热不易等问题，例如绕线线包与绕线架间的距离，不符合安全规范的至少0.2公厘(mm)等；同时，受限于圆形中柱12的形状因素，使得绕线线圈的线径较小且不易依需求增加线径，难以提升效率。此外，众所周知圆形中柱12的磁感应强度（即ΔB）及磁芯耗损的表现皆尚待改进。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种磁芯及其适用的磁性元件，以解决现有的磁芯采用圆形中柱结构，所导致的绕线空间较小、绕线线圈线径较小、绕线线包过大且温度高不易散热，绕线线包与绕线架间的距离不足造成的安全问题，以及磁感应强度及磁芯耗损表现不佳等缺点。

本发明的另一目的为提供一种磁芯及其适用的磁性元件，通过椭圆形中柱的设置，可达到使绕线空间增加、绕线线圈线径增加且利于降低绕线线包温度，以及避免绕线线包过大并增加与绕线架间的安全距离以符合安全规范等功效。

本发明的另一目的为提供一种磁芯及其适用的磁性元件，由于二侧柱设置于椭圆形中柱的短轴延伸线上，且长轴及短轴的长度可依绕线空间的需求大小进行设计、调整，可达到加强磁感应强度以及提升磁芯损耗表现等功效。

本发明的另一目的为提供一种磁芯及其适用的磁性元件，通过二侧柱的导角结构，可使绕线线圈更易绕设，且增加组装时的安全性。

为达上述目的，本发明的一较广实施态样为提供一种磁芯，至少包括：一椭圆形中柱，具有一长轴及一短轴，且该长轴的长度大于该短轴的长度；以及二侧柱，相对设置于该椭圆形中柱的两侧，并与该椭圆形中柱相连接，且与该椭圆形中柱共同定义至少一绕线空间。

为达上述目的，本发明的另一较广实施态样为提供一种磁性元件，至少包括：一磁芯组，包括一第一磁芯及一第二磁芯，且该第一磁芯及该第二磁芯具有相匹配的外观及结构，该第一磁芯及该第二磁芯各自包括：一椭圆形中柱，具有一长轴及一短轴，且该长轴的长度大于该短轴的长度；以及二侧柱，相对设置于该椭圆形中柱的两侧，并与该椭圆形中柱相连接，且与该椭圆形中柱共同定义至少一绕线空间；以及至少一线圈，至少部分地容设于该第一磁芯的该绕线空间以及该第二磁芯的该绕线空间。

附图说明

图1A为现有磁性元件应用的磁芯结构示意图。

图1B为图1A所示的磁芯俯视图。

图2A为本发明较佳实施例的磁芯的结构示意图。

图2B为图2A所示的磁芯的俯视图。

图3为本发明较佳实施例的磁芯及与该磁芯相匹配的另一磁芯的结构示意图。

图4为本发明另一较佳实施例的磁芯及与该磁芯相匹配的另一磁芯的结构示意图。

图5为本发明较佳实施例的磁性元件组装后的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1：磁芯

11：中柱

12：侧柱

13：绕线空间

2：磁芯

21：椭圆形中柱

22：侧柱

221：导角

23：绕线空间

24：连接部

3：磁芯组

31：第一磁芯

32：第二磁芯

4：线圈

5：磁性元件

A：长轴

B：短轴

具体实施方式

体现本发明特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非架构于限制本发明。

请参阅图2A及图2B，其中图2A为本发明较佳实施例的磁芯的结构示意图，图2B为图2A所示的磁芯的俯视图。如图2A及图2B所示，本发明的磁芯2至少包括椭圆形中柱21以及二侧柱22。其中椭圆形中柱21具有长轴A及短轴B，且长轴A的长度大于短轴B的长度。二侧柱22相对设置于椭圆形中柱21的两侧，并与椭圆形中柱21相连接，且与椭圆形中柱21共同定义至少一绕线空间23。通过椭圆形中柱21的设置，可达到使绕线空间23空间/体积增加，进而使绕线线圈线径增加且利于降低绕线线包温度，以及避免绕线线包过大并增加与绕线架间的安全距离以符合安全规范等功效。

根据本发明的构想，磁芯2还包括二连接部24，二侧柱22设置于短轴B的延伸线上，且通过该二连接部24与椭圆形中柱21相连接。于一些实施例中，磁芯2的椭圆形中柱21、二侧柱22及二连接部24为一体成型，但不以此为限。且于另一些实施例中，磁芯2的椭圆形中柱、二侧柱22及二连接部24为金属导磁材料，例如铁或铁氧体等，然亦不以此为限。

于较佳实施例中，本发明的磁芯2的二侧柱22更具有导角221，以使绕线线圈更易绕设，且增加组装时的安全性，且导角221以钝角为佳，但不以此为限，亦即导角221的角度大于90度角。

请参阅图3及图4，其分别为本发明较佳实施例的磁芯及与该磁芯相匹配的另一磁芯的结构示意图，以及本发明另一较佳实施例的磁芯及与该磁芯相匹配的另一磁芯的结构示意图。如图3及图4所示，本发明的磁芯2及与磁芯2相匹配的另一磁芯具有相匹配的外观及结构，亦即另一磁芯可视为与磁芯2具有相同的外观及结构，惟其为倒置排列，以下皆称为磁芯2。于此实施例中，由于磁芯2的元件、结构与连接关系皆与前述实施例相同，故于此不多为赘述，惟差异点在于图4所示的磁芯2的长轴A的长度大于图3所示的磁芯2的长轴A的长度，且连带使得图4所示的磁芯2的绕线空间23的体积大于图3所示的磁芯2的绕线空间23的体积。同时，图4所示的磁芯2的短轴B的长度小于图3所示的磁芯2的短轴B的长度。简言之，根据本发明的构思，当磁芯2的长轴A的长度增加时，短轴B的长度减少，且绕线空间23的体积增加；而当长轴A的长度减少时，短轴B的长度增加，且绕线空间23的体积随之减少。据此，由于二侧柱22设置于椭圆形中柱21的短轴B的延伸线上，且长轴A及短轴B的长度可依绕线空间23的需求大小进行设计、调整，可达到加强磁感应强度以及提升磁芯损耗表现等功效。

于一些实施例中，磁芯2的椭圆形中柱21至少部分地暴露于二侧柱22之外，以使长轴A的的长度及短轴B的长度可依磁性元件设计需求任意调整，但不以此为限。

请参阅图5并配合图3，其中图5为本发明较佳实施例的磁性元件组装后的结构示意图。如图3及图5所示，本发明的磁性元件5至少包括磁芯组3以及至少一线圈4，其中磁芯组3较佳为PQ,EE,UI或EI型磁芯组，包括第一磁芯31及第二磁芯32，且第一磁芯31及第二磁芯32具有相匹配的外观及结构。于此实施例中，第一磁芯31及第二磁芯32的元件、外观、结构以及连接关系皆与前述实施例提及的磁芯2相同，故此不再赘述。至于线圈4，至少部分地容设于第一磁芯31的绕线空间以及第二磁芯32的绕线空间，以组装为本发明的磁性元件5。

综上所述，本发明提供一种磁芯及其适用的磁性元件，通过椭圆形中柱的设置，可达到使绕线空间增加、绕线线圈线径增加且利于降低绕线线包温度，以及避免绕线线包过大并增加与绕线架间的安全距离以符合安全规范等功效。此外，由于二侧柱设置于椭圆形中柱的短轴延伸线上，且长轴及短轴的长度可依绕线空间的需求大小进行设计、调整，可达到加强磁感应强度以及提升磁芯损耗表现等功效。同时，通过二侧柱的导角结构，可使绕线线圈更易绕设，且增加组装时的安全性。

纵使本发明已由上述的实施例详细叙述而可由本领域技术人员任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求范围所欲保护者。

Claims

1.一种磁芯，至少包括：

一椭圆形中柱，具有一长轴及一短轴，且该长轴的长度大于该短轴的长度；以及

二侧柱，相对设置于该椭圆形中柱的两侧，并与该椭圆形中柱相连接，且与该椭圆形中柱共同定义至少一绕线空间。

2.如权利要求1所述的磁芯，其中该二侧柱设置于该短轴的延伸线上。

3.如权利要求1所述的磁芯，其中当该长轴的长度增加时，该短轴的长度减少，且该绕线空间的体积增加；以及当该长轴的长度减少时，该短轴的长度增加，且该绕线空间的体积减少。

4.如权利要求1所述的磁芯，还包括二连接部，且该二侧柱通过该二连接部与该椭圆形中柱相连接。

5.如权利要求4所述的磁芯，其中该椭圆形中柱、该二侧柱及该二连接部为一体成型。

6.如权利要求4所述的磁芯，其中该椭圆形中柱、该二侧柱及该二连接部为金属导磁材料。

7.如权利要求1所述的磁芯，其中该椭圆形中柱至少部分地暴露于该二侧柱之外。

8.如权利要求1所述的磁芯，其中该二侧柱分别具有至少一导角。

9.一种磁性元件，至少包括：

一磁芯组，包括一第一磁芯及一第二磁芯，且该第一磁芯及该第二磁芯具有相匹配的结构，该第一磁芯及该第二磁芯各自包括：

二侧柱，相对设置于该椭圆形中柱的两侧，并与该椭圆形中柱相连接，且与该椭圆形中柱共同定义至少一绕线空间；以及

至少一线圈，至少部分地容设于该第一磁芯的该绕线空间以及该第二磁芯的该绕线空间。

10.如权利要求9所述的磁性元件，其中该磁芯组为PQ,EE,UI或EI型磁芯组。

11.如权利要求9所述的磁性元件，其中该椭圆形中柱和该二侧柱为一体成型。

12.如权利要求9所述的磁性元件，其中该磁芯为金属导磁材料、铁或铁氧体的材料。

13.如权利要求9所述的磁性元件，其中该二侧柱还包括一导角，该导角的角度大于90度角。

14.如权利要求9所述的磁性元件，其中该磁芯的该椭圆形中柱至少部分地暴露于该二侧柱之外。