CN106560902A - 变压器磁芯、变压器及汽车无线充电装置 - Google Patents

变压器磁芯、变压器及汽车无线充电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种变压器磁芯、变压器及汽车无线充电装置，其中该变压器磁芯由至少两个磁芯单元拼接而成，相邻的磁芯单元之间形成有缝隙，相邻的磁芯单元由导磁件相连，导磁件位于缝隙处。本发明技术方案降低了变压器磁芯缝隙漏磁所产生的损耗。

Description

变压器磁芯、变压器及汽车无线充电装置
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，特别涉及一种变压器磁芯、变压器及汽车无线充电装置。
背景技术
目前电动汽车充电主要采用的是有线充电和无线充电两种方式。有线充电虽然效率较高，但是充电过程不灵活，需要反复插拔充电电缆，存在滑动磨损、导线老化及接触电火花等安全隐患。另外在场地安装方面，充电站的修建与传统加油站类似，受建设场地制约，建设成本很大。
无线充电可以克服上述缺点，采用一个原副边完全分离、无电气连接的变压器，利用原副边的互相磁场耦合实现电能透过空气在原副边之间进行传输。显然，去掉电动汽车与充电电源的直接电气连接，实现电能的无线传输，则可以使电动汽车在行进过程中频繁充电，并减少在充电过程的人工操作环节。
无线充电系统中的变压器属于松耦合变压器，具有漏感大、互感小、耦合系数较小的特点，为增大耦合系数，增大磁芯面积是一个有效的方案，目前磁芯主要采用的是面积较大的平面磁芯。
由于磁芯特性和加工工艺等因素约束，很难实现整块磁芯，通常采用多块磁芯拼接到一起的方式，但是这样往往会导致磁芯之间的缝隙处有较大的漏磁，这些较大的漏磁会在磁芯的外壳(铁或铝材质)产生较大损耗。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种变压器磁芯，旨在降低变压器磁芯缝隙漏磁所产生的损耗。
为实现上述目的，本发明提出了一种变压器磁芯，由至少两个磁芯单元拼接而成，相邻的所述磁芯单元之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元之间由导磁件相连，所述导磁件位于所述缝隙处。
优选地，所述磁芯单元为长方体状磁芯。
优选地，所述变压器磁芯的相邻所述磁芯单元之间的缝隙填充有所述导磁条。
优选地，多个所述磁芯单元包括第一表面，所述第一表面的缝隙覆盖有导磁条。
优选地，多个磁芯单元的第一表面的缝隙每间隔一缝隙覆盖有导磁条；多个所述磁芯单元还包括与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面的缝隙间隔覆盖有导磁条，且所述第一表面的导磁条与第二表面的导磁条交错设置。
优选地，多个磁芯单元的第一表面的缝隙和第二表面的缝隙同时覆盖有导磁条。
优选地，多个所述磁芯单元的整个第一表面覆盖有导磁片。
优选地，多个所述磁芯单元的整个第一表面和整个第二表面均覆盖有导磁片。
本发明还提出一种变压器，所述变压器包括如上所述的变压器磁芯；所述变压器磁芯由至少两个磁芯单元拼接而成，相邻的所述磁芯单元之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元之间形成的缝隙由导磁件相连。
本发明还提出一种汽车无线充电装置，所述充电装置包括基建侧部分及车载部分，所述基建部分包括埋设于地下的装置电源、发射电路、发射线圈；所述车载部分包括设置于汽车上的接收线圈、接收电路及电池；所述发射线圈和接收线圈中均设有如上所述的变压器磁芯；所述变压器磁芯由至少两个磁芯单元拼接而成，相邻的所述磁芯单元之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元之间形成的缝隙由导磁件相连；其中，所述发射电路将所述装置电源输出电能进行转换后通过发射线圈将电能传递至所述接收线圈，所述接收电路将接收电路的电能转换成电池所需电能，对电池进行充电。
本发明技术方案通过设置至少两个磁芯单元，相邻磁芯单元之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元之间由导磁件相连，所述导磁件位于缝隙处。所述导磁件为所述磁芯单元的漏磁提供了磁通道，降低了磁芯单元缝隙处的漏磁通，降低了变压器磁芯的漏磁通，从而降低了变压器磁芯缝隙漏磁所产生的损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明变压器磁芯一实施例的示意图；
图2为本发明变压器磁芯第一实施例的结构示意图；
图3为本发明变压器磁芯第二实施例的结构示意图；
图4为本发明变压器磁芯第三实施例的结构示意图；
图5为本发明变压器磁芯第四实施例的结构示意图；
图6为本发明变压器磁芯第五实施例的结构示意图；
图7为本发明变压器磁芯第六实施例的结构示意图；
图8为本发明汽车无线充电装置一实施例的示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 磁芯单元 200 发射电路
20 导磁条 300 发射线圈
30 第一表面 400 接收线圈
40 第二表面 500 接收电路
50 导磁片 600 电池
100 装置电源
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
本发明提出一种变压器磁芯。
参照图1至图7，在本发明实施例中，该变压器磁芯，由至少两个磁芯单元10拼接而成，相邻的所述磁芯单元10之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元10由导磁件(未标示)相连，所述导磁件位于缝隙处。
所述导磁件可为纳米晶材料，例如铁基纳米晶。需要说明的是，所有的磁芯单元10之间的缝隙，都通过导磁件连接，给缝隙中的漏磁提供了磁通道。本实施例中，该变压器磁芯为单层结构，多层变压器磁芯采用导磁件连接磁芯单元之间的缝隙，其技术原理相同，此处不再赘述。
本发明技术方案通过设置至少两个磁芯单元10，相邻磁芯单元10之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元10由导磁件相连，所述导磁件位于缝隙处。所述导磁件为所述磁芯单元10的漏磁提供了磁通道，降低了磁芯单元10缝隙处的漏磁通，降低了变压器磁芯的漏磁通，从而降低了变压器磁芯缝隙漏磁所产生的损耗。
请继续参照图1，在本实施例中，所述磁芯单元10为长方体状磁芯。且磁芯单元10的数量为108个，其中横向磁芯单元10的数量为12个，纵向磁芯单元10的数量为9个，构成一个较大的长方体。在实际应用中，磁芯单元10的形状还可以是圆形、方形等，只要满足易于拼接成变压器磁芯即可。
在采用导磁件连接相邻磁芯单元10间的时，包括如下多个实施例：
实施例一，参照图2，所述变压器磁芯的相邻磁芯单元10之间的缝隙填充有导磁条20。
需要说明的是，所述导磁件加工成条状的导磁条20，变压器磁芯在进行拼接前，在相邻的磁芯单元10相对两个面之间放置导磁条20，再进行拼接，从而将导磁条20填充于相邻磁芯单元10之间的缝隙中。本实施例将导磁条20填充于缝隙中，减小了变压器磁芯缝隙的漏磁。
实施例二，参照图3，多个所述磁芯单元10包括第一表面30，所述第一表面30的缝隙上覆盖有导磁条20。
需要说明的是，导磁条20的宽度大于相邻磁芯单元10之间的缝隙的宽度，以在两相邻磁芯单元10之间形成磁路，减小了缝隙中的漏磁。
实时例三，参照图4，多个磁芯单元10的第一表面30的缝隙间隔覆盖有导磁条20；多个所述磁芯单元10还包括与所述第一表面30相对的第二表面40，所述第二表面40的缝隙间隔覆盖有导磁条20，且所述第一表面30的导磁条20与第二表面40的导磁条20交错设置。
本实施例中，导磁条20间隔设置于多个磁芯单元10的第一表面30和第二表面40的缝隙，例如当有N(N≥2，且N为正整数)个变压器磁芯单元10时，则第一个磁芯单元10与第二个磁芯单元10的第一表面的缝隙覆盖有导磁条20，第二个磁芯单元10与第三个磁芯单元10的第二表面的缝隙覆盖有导磁条20，第三个磁芯单元10与第四个磁芯单元10的第一表面的缝隙覆盖导磁条20，依次类推。
实施例四，参照图5，多个磁芯单元10的第一表面30上的缝隙和第二表面40上的缝隙同时覆盖有导磁条20。
为进一步减小变压器磁芯缝隙的漏磁，所述磁芯单元10的每一表面(即第一表面30和第二表面40)的缝隙均覆盖有导磁件。
实施例五，参照图6，多个所述磁芯单元10的整个第一表面30覆盖有导磁片50。
需要说明的是，本实施例中，将导磁件加工成导磁片50，以覆盖整个第一表面30，由此简化铺设导磁件的工艺，同时减小了变压器磁芯的漏磁。
实施例六，参照图7，多个所述磁芯单元10的整个第一表面30和整个第二表面40均覆盖有导磁片50。
易于理解的是，为使漏磁更少，还可在所述磁芯单元10的两表面(即第一表面30和第二表面40)均覆盖导磁片50。
本发明技术方案通过纳米晶材料覆盖或填充磁芯单元10间形成的缝隙，有效的降低了变压器磁芯的漏磁通所产生的损耗，提高了能源使用效率。
本发明还提出一种变压器，该变压器包括上述变压器磁芯，该变压器磁芯的具体结构参照上述实施例，由于本变压器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
参照图8，本发明还提出一种汽车无线充电装置，所述汽车无线充电装置包括基建部分及车载部分，所述基建部分包括埋设于地下的装置电源100、发射电路200、及发射线圈300；所述车载部分包括设置于汽车的接收线圈400、接收电路500及电池600；所述发射线圈300和接收线圈400中均设有如上所述的变压器磁芯；所述变压器磁芯由至少两个磁芯单元10拼接而成，相邻的所述磁芯单元10之间形成有缝隙，相邻的所述磁芯单元10之间形成的缝隙由导磁件相连。其中，所述发射电路200将装置电源100输出的电能进行转换后通过发射线圈300将电能传递至所述接收线圈400，所述接收电路500将接收电路500的电能转换成电池600所需的电能，对电池600进行充电。
需要说明的是，该装置电源100一端接入市电，另一端与所述发射电路200相连接。发射电路200将输入的电压整流后再进行逆变，变为能够满足发射线圈300的电压。接收电路500对接受线圈400输入端电压进行整流后再进行变压后对电池600进行充电。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种变压器磁芯，由至少两个磁芯单元拼接而成，相邻的所述磁芯单元之间形成有缝隙，其特征在于，相邻的所述磁芯单元之间由导磁件相连，所述导磁件位于缝隙处。
2.如权利要求1所述的变压器磁芯，其特征在于，所述磁芯单元为长方体状磁芯。
3.如权利要求2所述的变压器磁芯，其特征在于，所述变压器磁芯的相邻所述磁芯单元之间的缝隙填充有导磁条。
4.如权利要求2所述的变压器磁芯，其特征在于，多个所述磁芯单元包括第一表面，所述第一表面的缝隙覆盖有导磁条。
5.如权利要求2所述的变压器磁芯，其特征在于，多个磁芯单元的第一表面的缝隙间隔覆盖有导磁条；多个所述磁芯单元还包括与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面的缝隙间隔覆盖有导磁条，且所述第一表面的导磁条与第二表面的导磁条交错设置。
6.如权利要求2所述的变压器磁芯，其特征在于，多个磁芯单元的第一表面的缝隙和第二表面的缝隙同时覆盖有导磁条。
7.如权利要求2所述的变压器磁芯，其特征在于，多个所述磁芯单元的整个第一表面覆盖有导磁片。
8.如权利要求2所述的变压器磁芯，其特征在于，多个所述磁芯单元的整个第一表面和整个第二表面均覆盖有导磁片。
9.一种变压器，其特征在于，所述变压器包括如权利要求1-8任意一项所述的变压器磁芯。
10.一种汽车无线充电装置，所述充电装置包括基建侧部分及车载部分，其特征在于，所述基建侧部分包括埋设于地下的装置电源、发射电路、发射线圈；所述车载部分包括设置于汽车的接收线圈、接收电路及电池；所述发射线圈和接收线圈中均设有如权利要求1-8任意一项所述的变压器磁芯；其中，
所述发射电路将所述装置电源输出电能进行转换后通过发射线圈将电能传递至所述接收线圈，所述接收电路将接收电路的电能转换成电池所需电能，对电池进行充电。
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