CN113363061A - 一种集成磁器件、变压器及电源系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种集成磁器件、变压器及电源系统，其中集成磁器件包括：集成磁芯和PCB绕组；PCB绕组为偶数层；集成磁芯包括对称分布的M个磁柱；M为大于等于2的整数；M个磁柱中每两个磁柱组成一组；每层PCB绕组将电流路径沿着M个磁柱分为M路，再将M路电流路径中两两电流路径合并后沿着每组磁柱中的一个磁柱绕制N匝，N为正整数；再沿着每组磁柱中的另一磁柱绕制N匝，最后所有电流路径合并，以实现单个磁柱上每层PCB绕组绕制分数匝。因此对于奇数匝PCB绕组在偶数层上可以实现平均分布，PCB绕组的层与层之间，每个磁柱之间的PCB绕组结构对称。因此电流分布更加均匀，降低PCB绕组中的电流带来的电能损耗。

Description

一种集成磁器件、变压器及电源系统

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种集成磁器件、变压器及电源系统。

背景技术

目前，电源领域对于磁器件的体积要求越来越高，即希望磁器件的体积越小越好，从而可以降低整个电源的体积。因此，目前很多磁器件采用PCB绕组的平面功率器件 来实现。例如，将单磁柱变压器分解为多磁柱变压器，可以有效降低变压器绕组的实 现难度，更好适应高压输入，低压大电流输出的应用场景。

在多磁柱的集成磁器件中，一般印刷电路板(PCB，Print Circurt Board)绕组的层 数为偶数，偶数层的PCB绕组套设在单个磁柱上。例如单个磁柱上的PCB绕组匝数共 为8匝，PCB绕组的层数为4层，则平均每层PCB绕组包括2匝。由于目前每层PCB 绕组仅能设置整数匝，因此，单个磁柱上的PCB绕组的总匝数为奇数时，对于偶数层 的PCB绕组无法平均分配。例如单个磁柱上的PCB绕组的总匝数为9匝，PCB绕组 的层数为6层，如果平均分配，则每层需要设置1.5匝PCB绕组，但是目前都是每层 设置整数匝的PCB绕组，无法实现分数匝PCB绕组的分布。

如果PCB绕组在各层PCB电路板之间分布不均匀，将增加损耗。

发明内容

为了解决以上技术问题，本申请提供一种集成磁器件、变压器及电源系统，能够实现奇数匝PCB绕组或分数匝PCB绕组在各层之间的平均分布。

本申请实施例提供的集成磁器件，包括集成磁芯和偶数层的PCB绕组；集成磁芯包括对称分布的M个磁柱；M为大于等于2的整数；M个磁柱中每两个磁柱组成一组； 每层的PCB绕组将电流路径沿着M个磁柱分为M路，即M个磁柱将电流路径分为M 路，可以平均分配，也可以不平均分配，为了使电流分配更均匀，降低功耗，可以平 均分配为M路。再将M路电流路径中两两电流路径汇合后沿着每组磁柱中的一个磁柱 绕制N匝，再沿着每组磁柱中的另一磁柱绕制N匝，最后所有电流路径合并，以实现 单个磁柱上每层PCB绕组绕制分数匝，N为正整数。

本申请不限定多个磁柱的实现形式，例如可以由多个ER磁芯的磁柱来实现，也 可以由EI磁芯的磁柱来实现，本申请实施例不做具体限定。磁柱的数量可以根据实际 场景来选择，例如2个、4个、6个或8个等，磁柱的数量越多，则每层绕制的PCB 绕组越多，从而可以降低集成磁器件的厚度，适用于厚度要求较薄的场合。PCB绕组 的层数本申请也不具体限定。

本实施例提供的集成磁器件，每层PCB绕组将电流路径沿着M个磁柱分为M路， 再将M路电流路径中两两电流路径合并后沿着每组磁柱中的一个磁柱绕制N匝，同理， 以此循环，再沿着每组磁柱中的另一磁柱绕制N匝，最后所有电流路径合并，以实现 单个磁柱上每层PCB绕组绕制分数匝。如果电流路径沿着M个磁柱平均分配，则两路 合并后沿磁柱绕制N匝，因此相当于沿磁柱绕制了2N/M匝；由于该技术方案基于集 成磁芯实现PCB绕组在单层单个磁柱上绕制分数匝，因此对于奇数匝PCB绕组在偶数 层上可以实现平均分布，从而实现PCB绕组的层与层之间，每个磁柱之间的PCB绕组 结构对称。由于每层的PCB绕组可以实现平均分配，因此电流分布更加均匀，从而可 以降低PCB绕组中的电流带来的电能损耗。

为了使PCB绕组中的电流分布更加均匀，可以沿着M个磁柱将电流路径平均分 为M路。

本申请实施例不限定磁柱的具体个数，例如可以包括偶数个磁柱，偶数个磁柱可以使磁场分布更加均匀，每两个磁柱为一组。当包括两个磁柱时，两个磁柱形成一组。 当包括四个磁柱时，四个磁柱中两两为一组。目前，PCB绕组均包括偶数层，每两层 PCB绕组为一组PCB绕组；每组PCB绕组包括第一层PCB绕组和第二层PCB绕组； 无论集成磁芯包括几个磁柱，对于一组PCB绕组和一组磁柱均适用于以下绕制方式： 第一层PCB绕组将流进的电流沿着一组的两个磁柱一分为二，再将一分为二的电流合 二为一沿着一组的第一磁柱绕制N匝，再通过过孔进入第二层PCB绕组，第二层PCB 绕组将流进的电流沿着第一磁柱绕制N匝，再沿着两个磁柱一分为二，再将一分为二 的电流合二为一沿着一组的第二磁柱绕制N匝，再通过过孔流进第一层PCB绕组，沿 着第二磁柱绕制N匝后流出。

本申请实施例不限定集成磁芯的具体实现形式，在一种可能的实现方式中，可以利用多个ER磁芯集成后来实现，例如当包括两个磁柱时，集成磁芯可以包括两个ER 磁芯集成在一起；其中第一ER磁芯包括第一磁柱，第二ER磁芯包括第二磁柱；通过 控制第一磁柱的PCB绕组中的电流和第二磁柱的PCB绕组中的电流的方向相反，从而 可以使两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵消，从而节省两个边柱，使磁芯的结构更加紧 凑，节省材料，磁芯的体积也相应减小，磁芯的集成度更高会带来功率密度的提升。 此外，集成磁芯的端接损耗也相应减小，进而降低了PCB绕组的损耗，提升了电能变 换效率。

对于两个磁柱，单个磁柱的单层PCB绕组可以实现绕制N+0.5匝，N为正整数。 例如，1.5匝、2.5匝、3.5匝等。

下面介绍集成磁芯包括2个磁柱绕制N+1圈时的绕制方式，电流流进和电流流出位于同一层PCB绕组：电流流进第一层PCB绕组，第一层PCB绕组将电流路径沿第 一磁柱和第二磁柱一分为二，一分为二的电流路径合并后沿第一磁柱绕制N匝后通过 过孔流进第二层PCB绕组，在第二层PCB绕组上沿第一磁柱绕制N匝后电流路径一 分为二，一分为二的电流路径合并后沿第二磁柱绕制N匝，通过过孔流回第一层PCB 绕组，沿第二磁柱绕制N匝，从第一层PCB绕组流出。

对于集成磁芯包括两个磁柱，每层PCB绕组沿着磁柱只绕制一圈，可以实现0.5 匝的绕制。PCB绕组包括偶数层，每两层PCB绕组为一组；每组PCB绕组包括第一 层PCB绕组和第二层PCB绕组；M为2，电流流进第一层PCB绕组，电流流出第二 层PCB绕组：电流流进第一层PCB绕组，第一层PCB绕组将电流路径沿第一磁柱和 第二磁柱一分为二；一分为二的电流汇聚后又一分为二，一分为二的电流通过过孔分 别流进第二层PCB绕组，第二层PCB绕组将一分为二的电流完成汇聚，汇聚后的电流 从第二层PCB绕组流出。

下面介绍集成磁芯包括四个磁柱的情况，集成磁芯包括以下四个磁柱：第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱；第一磁柱和第二磁柱为一组，第三磁柱和第四磁柱 为一组；第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱对称呈正方形分布；第一磁柱、 第二磁柱、第三磁柱和中任意相邻的两个磁柱的磁通方向相反。

与两个磁柱时类似，四个磁柱可以利用四个ER磁芯集成来实现，两两为一组， 集成磁芯包括四个ER磁芯；第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱分别为四个 ER磁芯的磁柱；第一磁柱和第二磁柱布局在第一排，第一磁柱的PCB绕组和第二磁 柱的PCB绕组中的电流方向相反，使位于第一排的两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵 消；第三磁柱和第四磁柱布局在第二排，第三磁柱的PCB绕组和第四磁柱的PCB绕组 中的电流方向相反，使位于第二排的两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵消。相邻两个 ER磁芯的边柱的磁通抵消，从而节省两个边柱，使磁芯的结构更加紧凑，节省材料， 磁芯的体积也相应减小，磁芯的集成度更高会带来功率密度的提升。此外，集成磁芯 的端接损耗也相应减小，进而降低了PCB绕组的损耗，提升了电能变换效率。

当集成磁芯包括四个磁柱时，每层的过孔比较多，因此，为了工艺简单，可以设 置电流流进和流出分别在不同的两层，电流流进第一层PCB绕组，电流流出第二层PCB 绕组：电流流进第一层PCB绕组，第一层PCB绕组将电流路径沿四个磁柱平分为四路， 沿第一磁柱和第二磁柱的电流路径通过过孔流向第二层PCB绕组，沿第三磁柱和第四 磁柱的电流路径合并又一分为二通过过孔流向第二层PCB绕组；在第二层PCB绕组上 沿第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱的电流合并，从第二层PCB绕组流出。

以上介绍的是一种集成磁器件，集成磁器件可以应用于电感，也可以应用于变压器，下面介绍包括以上介绍的集成磁器件的变压器，变压器包括原边绕组和副边绕组； 原边绕组包括多层PCB绕组，副边绕组包括多层PCB绕组；原边绕组的多层PCB绕 组和副边绕组的多层PCB绕组交错绕制在集成磁芯。

原边绕组的多层PCB绕组和副边绕组的多层PCB绕组交错绕制，交错绕制类似于三明治结构，即原边绕组和副边绕组间隔绕制。交错绕制可以以单层为单位交错绕制， 也可以以两层为单位交错绕制。例如，集成磁芯绕制原边绕组的一层PCB绕组，绕制 副边绕组的一层PCB绕组，以此循环。集成磁芯绕制原边绕组的两层PCB绕组，绕制 副边绕组的两层PCB绕组，以此循环。交错绕制的优点是原边绕组和副边绕组可以更 加均衡分布，磁动势分布均匀，而且原边绕组和副边绕组交错绕制，因此，可以降低 绕组的交流阻抗，进而降低损耗，提高变压器的电能变换效率。

在一种可能的实现方式中，原边绕组相邻的两层PCB绕组之间设有过孔，副边绕组相邻的两层PCB绕组之间设有过孔，过孔用于相邻的两层PCB绕组之间实现串联或 并联。

在一种可能的实现方式中，原边绕组包括的多层PCB绕组之间互相串联；副边绕组包括的多层PCB绕组之间互相并联。副边绕组包括多个绕组并联在一起时尤其适用 于低压大电流输出的场合，由于输出电流比较大，当副边绕组中包括并联的多个绕组 时，每个绕组可以分流输出电流，进而可以使每个绕组承受的电流不会太大。

基于以上提供的一种变压器，本申请实施例还提供一种电源系统，还包括：功率变换电路和整流电路；变压器的原边绕组连接功率变换电路；变压器的副边绕组连接 整流电路。

电源系统为电子产品的电源适配器，例如电子产品为手机，手机的电源适配器为手机实现快充时，需要大电流充电，进而可以加快充电速度。而且手机的电源适配器 的体积越来越小，其中的变压器为PCB变压器，小型化的电源适配器便于携带。

本申请至少具有以下优点：

本申请实施例提供的集成磁器件包括：集成磁芯和PCB绕组；PCB绕组为偶数层；集成磁芯包括对称分布的至少两个磁柱，例如M个磁柱；M为大于等于2的整数；M个磁柱 中每两个磁柱为一组，即每两个磁柱分为一组。每层PCB绕组将电流路径沿着M个磁柱 分为M路，再将M路电流路径中两两电流路径合并后沿着每组磁柱中的一个磁柱绕制N 匝，N为正整数；如果电流路径沿着M个磁柱平均分配，则两路合并后沿磁柱绕制N匝， 因此相当于沿磁柱绕制了2N/M匝；同理，以此循环，再沿着每组磁柱中的另一磁柱绕制 N匝，最后所有电流路径合并，以实现单个磁柱上每层PCB绕组绕制分数匝。由于该技术 方案可以基于集成磁芯实现PCB绕组在单层单个磁柱上绕制分数匝，因此对于奇数匝 PCB绕组在偶数层上可以实现平均分布，即实现PCB绕组的层与层之间，每个绕线柱 之间的PCB绕组结构对称。由于每层的PCB绕组平均分配，因此电流分布更加均匀， 从而可以降低损耗。

附图说明

图1为一种变压器的电路示意图；

图2为一种ER磁芯的示意图；

图3为本申请实施例提供的一种绕线原理示意图；

图4为本申请实施例提供的两个ER磁芯并排放置的示意图；

图5为本申请实施例提供的一种集成磁芯的示意图；

图6为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.5匝第一层的示意图；

图7为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.5匝第二层的示意图；

图8为本申请实施例提供的单个磁柱单层1.5匝第一层的示意图；

图9为本申请实施例提供的单个磁柱单层1.5匝第二层的示意图；

图10为本申请实施例提供的单个磁柱单层2.5匝第一层的示意图；

图11为本申请实施例提供的单个磁柱单层2.5匝第二层的示意图；

图12A为本申请实施例提供的一种四个磁柱的立体图；

图12B为本申请实施例提供的单个磁柱绕制9匝的示意图；

图12C为本申请实施例提供的一种PCB变压器绕组绕制的示意图；

图13A为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.25匝第一层的示意图；

图13B为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.25匝第二层的示意图；

图14为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.75匝第一层的示意图；

图15为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.75匝第二层的示意图；

图16为本申请实施例提供的一种变压器的示意图；

图17为本申请实施例提供的一种电源系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

以下说明中的“第一”、“第二”等用词仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗 示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二” 等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非 另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通 过中间媒介间接相连。此外，术语“耦接”可以是实现信号传输的电性连接的方式。“耦 接”可以是直接的电性连接，也可以通过中间媒介间接电性连接。

本申请实施例涉及一种集成磁器件，集成磁器件可以作为电感使用，例如应用在功率变换电路中，功率变换电路可以为升压变换电路，也可以为降压变换电路。另外， 电感也可以应用于滤波电路中，或者谐振电路中。另外，集成磁器件也可以作为变压 器使用，集成磁器件作为变压器使用时包括原边绕组和副边绕组。本申请实施例不限 定变压器的具体应用场景，例如变压器可以应用于电源系统中。本申请实施例不限定 电源系统的具体应用场景，例如手机的适配器、车载电源、数据中心的供电、服务器 供电以及基站供电等。

为了使本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面以本申请实施例提供的集成磁器件应用在变压器的场景为例进行介绍。

参见图1，该图为一种变压器的电路示意图。

通常变压器包括磁芯10、原边绕组L1和副边绕组L2。例如，原边绕组L1连接电 源，原边绕组L1中的电流在磁芯10中产生交变磁场，交变磁场在副边绕组L2中感应 出电流，从而完成从变压器的原边绕组L1到副边绕组L2的能量传递。

由于目前对于电源的体积要求越来越高，而传统的电感或者变压器的体积较大，限制了电源的体积不能实现小型化。为了降低电感或者变压器的体积，目前使用PCB 绕组，即PCB平面绕组，对应PCB变压器，PCB变压器包括磁芯和PCB绕组。PCB 绕组是指在电路板上敷铜，铜作为线圈，匝与匝之间绝缘，电路板上打孔使磁芯的磁 柱通过，即将PCB绕组套设在磁芯的磁柱上。一般PCB绕组包括偶数层，偶数层的 PCB绕组均套设在磁柱上。其中，磁芯有多种实现形式，本申请实施例中不限定磁芯 的具体结构，包括多个磁柱的磁芯均可以。例如ER磁芯、EI磁芯等。还可以包括更 多磁柱的磁芯，例如包括3个磁柱、4个磁柱、5个磁柱或6个磁柱等。

为了直观理解，下面结合图2介绍一种磁芯结构。

参见图2，该图为一种ER磁芯的示意图。

ER磁芯包括两个边柱，分别为第一边柱11和第二边柱13，还包括一个绕组柱12，绕线柱12又称为磁柱。实际产品中，PCB绕组套设在绕线柱12上。

一般PCB绕组为偶数层，因此，对于奇数匝或者分数匝的绕组无法在偶数层中平均分配，当绕组无法平均分配到各层PCB时，将导致PCB绕组电流分布不均匀，进而 增大损耗。

本申请为了解决以上的技术问题，提供了一种集成磁器件，该集成磁器件包括M个磁柱，M为大于等于2的整数；设计PCB绕组沿着多个磁柱将电流路径分为M路， 然后两个磁柱为一组，将每两个磁柱的电流路径汇合，然后再分开，再汇合，以此循 环，不限定循环的次数，最终将所有磁柱的电流路径均汇合，从而可以实现单个磁柱 单层绕制分数匝PCB绕组，由于PCB绕组的层数为偶数，因此，可以实现奇数匝或者 分数匝PCB绕组在偶数层中分配分配，进而使PCB电流分布均匀，降低损耗，提高电 能变换的效率。

本申请实施例中不限定M个磁柱分的M路电流路径是否为平均分配，可以平均分配，也可以不平均分配，例如两个磁柱平均分配为1/2。如果不平均分配，两个磁柱可 以一个分配1/3，一个分配2/3。为了工艺方便实现，而且为了各个磁柱磁通的均匀， PCB绕组中电流的均匀，可以选择M个磁柱将电流路径平均分配，进而可以降低PCB 绕组的损耗，提高电能转换效率。下面实施例中以M个磁柱平均将电流路径分为M路 为例来介绍。

集成磁器件实施例

为了本领域技术人员更好地理解本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图进行介绍。

参见图3，该图为本申请实施例提供的一种绕线原理示意图。

本申请实施例提供的集成磁器件包括：集成磁芯和PCB绕组；PCB绕组为偶数层；集成磁芯包括对称分布的至少两个磁柱，例如M个磁柱；M个磁柱中每两个磁柱为 一组，即每两个磁柱分为一组。每层PCB绕组将电流路径沿着M个磁柱平分为M路， 例如流入PCB绕组的总电流为i，平均分为M路，则每个磁柱绕一匝流过的电流为i/M， 即每个磁柱绕一匝相当于绕了1/M匝。再将M路电流路径中两两电流路径合并后沿着 每组磁柱中的一个磁柱绕制N匝，N为正整数，由于两路电流合并了，两路合并后再 沿磁柱绕一匝的电流为2i/M；两路合并后沿磁柱绕制N匝，因此相当于沿磁柱绕制了 2N/M匝；同理，以此循环，再沿着每组磁柱中的另一磁柱绕制N匝，最后所有电流路 径合并，以实现单个磁柱上每层PCB绕组绕制分数匝。

应该理解，PCB绕组一般为平面线圈绕组。

本申请实施例提供的集成磁芯能够实现在单绕线柱上设计出奇数匝或者分数匝，在多磁柱结构中的每个绕线柱的每层PCB上实现分数匝，不仅能够降低绕组损耗，还 有利于磁芯结构的更薄更小。

电流流进PCB绕组开始存在公共点，即第一节点，从第一节点开始PCB绕组的线 圈端头分别独立绕制在M个绕线柱上产生M个第一匝线圈，第一节点开始的总电流为 i，如果平均分为M路，则在每个绕线柱上产生i/M的磁动势；然后以两个相邻的绕线 柱为一组，共2/M组，每一组内，两个绕线柱上的电流i/M汇聚在组内的第二公共点， 即第二节点，汇聚后的电流为2i/M，然后绕制在组内一个绕线柱上k匝；然后在第三 节点分别独立绕制在组内两个绕线柱上各一圈，并汇聚在组内的第四节点，最后组与 组之间的电流由第四节点汇聚在一起流出。

下面以集成磁器件包括两个集成的ER磁芯为了介绍本申请实施例提供的奇数匝或分数匝的原理。

参见图4，该图为本申请实施例提供的两个ER磁芯并排放置的示意图。

图4所示的为两个ER磁芯并排放置的俯视图，为了描述一致，下面均将ER中的 绕线柱称为磁柱。第一ER磁芯包括第一边柱11、磁柱12和第二边柱13，第二ER 磁芯包括第一边柱21、磁柱22和第二边柱23。

从图4中PCB绕组中流过的电流可以看出，第一ER磁芯的磁柱12绕制的PCB 绕组的电流为逆时针，而第二ER磁芯的磁柱22绕制的PCB绕组的电流为顺时针，因 此，磁柱12和磁柱22的电流方向相反，致使第一ER磁柱的第二边柱13和第二ER 磁芯的第一边柱21的磁通方向相反，从而磁通互相抵消，在进行两个ER磁芯集成时， 集成后的磁芯省去了两个边柱，参见图5所示，两个ER磁芯集成后，仅剩下第一ER 的第一边柱11、磁柱12、第二ER磁芯的磁柱22和第二边柱23，即节省了第二边柱 13和第一边柱21。

对比图4和图5可以发现，图5的集成磁芯，相比于图4的分立磁芯结构，集成 磁芯结构省去了两个边柱，占地面积减小，磁芯的体积也相应减小，磁芯的集成度更 高会带来功率密度的提升。此外，集成磁芯的端接损耗也相应减小，进而降低了PCB 绕组的损耗，提升了电能变换效率。图5所示的磁芯可以应用于变压器中，变压器的 原边绕组和副边绕组可以交错绕制，交错绕制是指变压器的原边绕组和副边绕组间隔 绕制。例如绕制一层原边绕组的PCB绕组，再绕制一层副边绕组的PCB绕组，以此循 环。另外也可以绕制两层原边绕组的PCB绕组，再绕制两层副边绕组的PCB绕组，以 此循环。

下面以图5所示的集成磁芯包括两个磁柱为例来介绍本申请实施例实现分数匝或奇数匝的原理。

首先以两个磁柱为例介绍0.5匝的实现方式。

参见图6和图7，其中图6为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.5匝第一层的示意图，图7为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.5匝第二层的示意图。

首先介绍图6和图7中的各个组成部分，包括两个磁柱，分别为磁柱12和磁柱22。磁柱周围的30为隔离区域，PCB绕组40利用金属来实现，磁柱周围绕制一匝PCB绕 组，每个磁柱周围设置一个过孔50，第一层PCB绕组和第二层PCB绕组上的过孔的 位置互相对应，即图6的过孔50正对图7的过孔50。

应该理解，过孔50的作用是实现PCB绕组的层与层之间电流的分配和汇合。

电流从图6的第一层PCB流进，从图7的第二层PCB流出，从图6和图7正下方 的箭头可以看出电流的流向。

图6中，电流流进时，电流路径被两个磁柱12和22平均一分为二，从隔离区域 可知，左侧的磁柱12的电流路径为顺时针，右侧的磁柱22的电流路径为逆时针。两 侧的电流在两个磁柱12和22的中间合二为一，即合并，合并后又通过两个过孔50进 入图7所示的第二层PCB。

应该理解，当磁柱12和磁柱22周围的PCB绕组设计不对称时，电流路径可能不 会被平均分为两路，但是即使没有被平均分为两路，最后在图7所示的第二层两路电 流汇聚后也是图6中流进的总电流。

从图7可以看出，由于隔离区域的设置，从两个过孔出来的电流的流向分别沿磁柱12顺时针和磁柱22逆时针，最终两路电流汇聚，即合二为一，从图7所示的第二 层PCB绕组流出。

从以上图6和图7的分析可知，由于每层PCB绕组沿着每个磁柱绕制了一匝，以 流进第一层PCB绕组的总电流为i，则流过每层流过每个磁柱的电流为i/2，因此，图 6和图7所示的集成磁器件上每层的单个磁柱的PCB绕组的匝数为1/2匝，即0.5匝。 从而实现了每层PCB绕组为分数匝的设置，两层PCB绕组的匝数之和为0.5+0.5＝1匝， 由于PCB绕组一般为偶数匝，因此，可以实现奇数匝的设置。

以上图6和图7均是以每个磁柱仅绕制一圈PCB绕组为例进行介绍，下面介绍每 个磁柱绕制多圈PCB绕组的实现方式。对于每个磁柱仅绕制一圈时，电流从第一层PCB 绕组流进，从第二层PCB绕组流出。

参见图8和图9，图8为本申请实施例提供的单个磁柱单层1.5匝第一层的示意图，图9为本申请实施例提供的单个磁柱单层1.5匝第二层的示意图。

当每个磁柱上绕制的PCB绕组为多匝时，电流从同一层PCB绕组流进和流出。

从图8中可以看出，电流流入和电流流出的箭头均在第一层PCB绕组。

当电流流进时，由于隔离区域，电流路径被一分为二，电流方向沿着磁柱12进行顺时针和磁柱22逆时针，即沿着最外匝的PCB绕组，然后两路电流汇聚合二为一， 合并后的电流沿着磁柱12顺时针流过一圈，通过磁柱12右下方的过孔50进入第二层 PCB绕组，即进入图9所示的第二层PCB绕组。在图9中，电流沿着磁柱12的内匝 流过一圈，然后一分为二，电流方向沿着磁柱12进行顺时针和磁柱22逆时针，即沿 着最外匝的PCB绕组，然后两路电流汇聚合二为一，合并后的电流沿着磁柱磁柱22 逆时针流过一圈，通过磁柱22左下方的过孔50流回图8所示的第一层PCB绕组。在 图8中，电流沿着磁柱22逆时针流过一圈后流出。

结合图8和图9，以图8中的左侧磁柱12为例，以总电流为i，磁柱12的外圈PCB 绕组流过的电流为i/2，磁柱12的内圈PCB绕组流过的电流为i，因此，相当于磁柱 12绕制的PCB绕组的匝数为0.5+1＝1.5匝，同理，磁柱22也是1.5匝。因此，图8和 图9所示的PCB绕组的绕制方式可以实现单层单个磁柱1.5匝，两层PCB绕组叠加， 可以实现单个磁柱3匝，即实现奇数匝。

图8和图9所示的PCB绕组均是电流从同一层PCB流进和流出，如果需要实现单 层单个磁柱更多匝数的PCB绕组，可以在电流合并后沿着一个磁柱多绕制几圈，即多 绕制几匝便可以实现，图8和图9实现的是1.5匝，下面结合图10和图11介绍单层单 个磁柱绕制2.5匝PCB绕组的情况。

参见图10和图11，图10为本申请实施例提供的单个磁柱单层2.5匝第一层的示 意图，图11为本申请实施例提供的单个磁柱单层2.5匝第二层的示意图。

当每个磁柱上绕制的PCB绕组为多匝时，电流从同一层PCB绕组流进和流出。

从图10中可以看出，电流流入和电流流出的箭头均在第一层PCB绕组。

当电流流进时，由于隔离区域，电流路径被一分为二，电流方向沿着磁柱12进行顺时针和磁柱22逆时针，即沿着最外匝的PCB绕组，然后两路电流汇聚合二为一， 合并后的电流沿着磁柱12顺时针流过两圈，通过磁柱12右下方的过孔50进入第二层 PCB绕组，即进入图11所示的第二层PCB绕组。在图11中，电流沿着磁柱12的内 匝流过两圈，然后一分为二，电流方向沿着磁柱12进行顺时针和磁柱22逆时针，即 沿着最外匝的PCB绕组，然后两路电流汇聚合二为一，合并后的电流沿着磁柱磁柱22 逆时针流过两圈，通过磁柱22左下方的过孔50流回图10所示的第一层PCB绕组。 在图10中，电流沿着磁柱22逆时针流过两圈后流出。

结合图10和图11，以图10中的左侧磁柱12为例，以总电流为i，磁柱12的外圈 PCB绕组流过的电流为i/2，磁柱12的内圈PCB绕组流过的电流为i，内圈绕制了2 圈，因此，相当于磁柱12绕制的PCB绕组的匝数为0.5+2＝2.5匝，同理，磁柱22也 是2.5匝。因此，图10和图11所示的PCB绕组的绕制方式可以实现单层单个磁柱2.5 匝，两层PCB绕组叠加，可以实现单个磁柱5匝，即实现奇数匝。

通过以上结合图8-图11的分析可知，通过以上PCB绕组的绕制方式可以实现单 层分数匝，如果PCB绕组的匝数更多，则两路电流合并后在单个磁柱绕制的圈数增加 即可，图10是2.5匝，同理，在磁柱12内圈再绕制一圈，则对应的单个磁柱单层的 PCB绕组的匝数为3.5匝，以此类推，如果在磁场12的内圈绕制8圈，则对应的单个 磁柱单层的PCB绕组匝数为8.5匝。本申请实施例不具体限定每个磁柱内圈被绕组的 圈数，可以根据需要来设置。应该理解，本申请实施例中内圈泛指除了外圈第一圈的 其他圈均为内圈。因为外圈第一圈流过的电流为一分为二，即外圈相当于绕制了0.5 匝，内圈均是两路电流合二为一绕制的，因此为内圈相当于被绕制了整数匝。

当PCB绕组的总匝数为奇数，而总层数为偶数时，也可以将奇数匝PCB绕组在偶 数层中实现平均分配，从而使PCB绕组的电流均匀，降低损耗。

本申请实施例提供的技术方案可以基于集成磁芯实现PCB绕组单层分数匝，即实现多磁柱中单个磁柱上的PCB绕组的匝数为奇数匝或者分数匝，由于可以实现单层分 数匝，因此对于奇数匝PCB绕组在偶数层上可以实现平均分布，即实现PCB绕组的层 与层之间，每个绕线柱之间的PCB绕组结构对称。

当集成磁器件应用于PCB变压器时，可以原边绕组和副边绕组交错绕制，可以有效增强原边绕组和副边绕组的耦合关系，减小漏感。当原边绕组和副边绕组交错绕制 时，电流分布更加均匀，进而变压器的磁动势分布更加均匀。另外，原边绕组和副边 绕组交错绕制，可以减小原边绕组和副边绕组之间的邻近效应，降低PCB绕组的交流 阻抗，从而降低损耗。并且，本申请实施例中各个磁柱的PCB绕组平均对称分布，因 此，串联绕组尤其是并联绕组的电流分布更加均匀，进而减小损耗。由于PCB变压器 的原边绕组和副边绕组分层交错绕制，因此，原边绕组和副边绕组可以同时绕制在同 一个磁柱上。

以上以两个磁柱为例介绍的集成磁器件尤其适用于低压大电流的应用场合，例如PCB变压器应用在电子设备的电源适配器中，当电子设备为手机时，可以给手机进行 大电流的充电，从而实现快充的功能。在低压大电流的场合，PCB变压器通常采用原 边绕组串联，副边绕组并联的矩阵变压器结构，由于副边绕组包括多个并联在一起的 绕组，因此，单个绕组上的电流较小，可以有效避免局部过热。

本申请以上实施例提供的两个ER磁芯集成后的磁芯，通过控制两个磁柱的PCB 绕组的电流方向相反，使得两个ER磁芯的相邻两个边柱的磁通方向相反，从而两个 ER磁芯的相邻两个边柱可以进行磁通抵消。因此，集成后的磁芯省去了两个边柱，在 不影响磁通分布的情况下，磁芯的集成带来功率密度的提升。另外，利用两个ER磁芯 集成后的磁芯应用在PCB变压器时，由于没有两个边柱，使得两个磁柱中间没有边柱 阻挡，能够减小端头效应和端接损耗，进一步提升电能转换效率。

以上是以集成磁芯包括两个磁柱为例进行的介绍，集成磁芯还可以包括更多的磁柱，下面以四个磁柱为例介绍本申请实施例提供的另外一种实现方式。当集成磁芯包 括多个磁柱时，由于PCB的层数通常为偶数，若分配到单个磁柱上的PCB绕组匝数为 奇数或者分数，则无法实现PCB绕组在各层PCB之间均匀对称地分布。针对上述问题， 下面介绍基于PCB绕组的分数匝绕组的绕制方法，在M个磁柱上，将电流路径进行分、 合，再分、再合，使得在每个磁柱上的PCB匝数相等，且绕制的结构对称。

参见图12A，该图为本申请实施例提供的一种四个磁柱的立体图。

四个磁柱分别为第一磁柱12、第二磁柱22、第三磁柱32和第四磁柱42。

与以上实施例介绍的两个磁柱的集成磁芯类似，两个磁柱的集成磁芯可以由两个ER磁芯集成得到，同理，四个磁柱可以由四个ER磁芯集成得到，四个磁柱分别对应 一个ER磁芯，四个磁柱中的第一磁柱12和第二磁柱22位于第一排，第三磁柱32和 第四磁柱42位于第二排，四个磁柱上下左右对称。即集成集成包括四个ER磁芯；第 一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱分别为四个ER磁芯的磁柱；

第一磁柱12和第二磁柱22布局在第一排，第一磁柱12的PCB绕组和第二磁柱 22的PCB绕组中的电流方向相反，使位于第一排的两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵 消；

第三磁柱32和第四磁柱42布局在第二排，第三磁柱32的PCB绕组和第四磁柱 42的PCB绕组中的电流方向相反，使位于第二排的两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵 消。例如对于9匝的PCB绕组需要平均绕制在6层中，则平均每层绕制1.5匝PCB绕 组，参见图12B，该图为本申请实施例提供的9匝PCB绕组绕制在6层的示意图。

以单个磁柱为例进行介绍，磁柱12上共绕制9匝，绕制在6层，平均每层绕制1.5匝，即实现了奇数匝PCB绕组在偶数层的平均分布。

为了更清楚对比本申请实施例提供的分数匝与传统的整数匝的绕制区别，参见图12C，该图为本申请实施例提供的一种PCB变压器的绕组绕制示意图。

继续以变压器的应用场景为例，变压器包括原边绕组和副边绕组。

左侧为传统的绕制方式，从图中可以看出，传统的原边绕组9匝需要绕制在6层PCB绕组上，则第一层是1匝，第二层是2匝，第三层是1匝，第四层是2匝，第五 层是1匝，第六层是2匝。可以看出有的层是1匝，有的层是2匝，这样层与层直接 绕制的匝数不均匀，造成绕组的电流不均匀，功耗较大。

右侧为本申请实施例提供的PCB绕组绕制方法，对于变压器的原边绕组共9匝， 绕制在6层PCB绕组中，则每层绕制1.5匝，从而实现6层PCB绕组的匝数均相等， 均匀分布，因此，各层PCB绕组中的电流也更加均匀，从而功耗较低，可以提高变压 器的电能变换效率。

以上实施例介绍的集成磁芯包括多个磁芯，例如两个或四个，此种集成磁芯又可以称为矩阵磁芯。

下面结合附图介绍四个磁柱的PCB绕组的绕制方式，图12为四个磁柱的立体图，下面各个图为四个磁柱的俯视图。

参见图13A和图13B，图13A为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.25匝第一层 的示意图，图13B为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.25匝第二层的示意图。

本申请实施例中以四个磁柱为例进行介绍，即磁柱12、磁柱22、磁柱32和磁柱 42，四个磁柱呈对称分布，相邻的两个磁柱的间距相等，即四个的中心点可以为一个 正方形的四个顶点。四个磁柱中每两个磁柱为一组，图12中以第一排两个磁柱12和 22为一组，以第二排两个磁柱32和42为一组。

图13A中为第一层PCB绕组，电流从第一层PCB绕组流进，从图13B所示的第 二层PCB绕组流出。

继续以总电流为i为例进行介绍，总电流i流进第一层PCB绕组，被四个磁柱平 均分为四份，即一分为四，如图12所示，0.25i的电流顺时针流过磁柱12，0.25i的电 流逆时针流过磁柱22，0.25i的电流逆时针流过磁柱32，0.25i的电流顺时针流过磁柱 42。流过磁柱12和磁柱22的电流汇聚为0.5i的电流通过过孔50流入图13B所示的第 二层PCB绕组，同理，流过磁柱32和磁柱42的电流汇聚为0.5i的电流通过过孔50 流入图13B所示的第二层PCB绕组。

从图13B可以看出，每个磁柱通过过孔50流进0.25i的电流，磁柱12和磁柱22 的电流汇聚为0.5i，磁柱32和磁柱42的电流汇聚为0.5i，然后两路0.5i的电流汇聚为 i从第二层PCB绕组流出。

从以上分析可知，图13A和图13B所示的PCB绕组的绕制方式，实现了单层单个 磁柱上绕制0.25匝PCB绕组的方式，由于PCB绕组为偶数层，例如2层PCB绕组单 个磁柱可以实现0.5匝的绕组，即分数匝的绕制。4层PCB绕组可以实现单个磁柱1 匝的绕制。

图13A和图13B以每个磁柱绕制一圈为例进行的介绍，每个磁柱平分的电流为0.25i，下面结合图14和图15继续以四个磁柱为例进行介绍，并且以两个磁柱为一组， 两个磁柱的电流合并后沿着其中一个磁柱绕制整数匝，然后进入第二层PCB绕组，再 绕制整数匝，再一分为二，合并后沿着一组中的另一个磁柱绕制整数匝，从而实现单 层单个磁柱0.5N+0.25匝的绕制。两层PCB绕组为N+0.5匝的绕制，其中N为正整数。

参见图14和图15，图14为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.75匝第一层的示意图，图15为本申请实施例提供的单个磁柱单层0.75匝第二层的示意图。

图14中可以看出，每个磁柱的PCB绕组圈数为两圈，电流从第一层PCB绕组流 进，由于隔离区域电流被平均分为四条路径，即一分为四。

继续以总电流为i为例进行介绍，总电流i流进第一层PCB绕组，被四个磁柱平 均分为四份，即一分为四，如图14所示，0.25i的电流顺时针流过磁柱12，0.25i的电 流逆时针流过磁柱22，0.25i的电流逆时针流过磁柱32，0.25i的电流顺时针流过磁柱 42。流过磁柱12和磁柱22的电流汇聚为0.5i的电流沿着磁柱12流过一圈，然后通过 过孔50流入图15所示的第二层PCB绕组，同理，流过磁柱32和磁柱42的电流汇聚 为0.5i的电流沿着磁柱32流过一圈，然后通过过孔50流入图13所示的第二层PCB 绕组。

从图15可以看出，从第一层PCB绕组流进的0.5i电流沿着磁柱12流过一圈，然 后一分为二即分为0.25i，分别沿着磁柱12和磁柱22流过一圈，然后汇聚为0.5i，0.5i 的电流沿着磁柱22流过一圈，又通过磁柱22左下方的过孔50流回第一层PCB绕组， 在第一层PCB绕组上沿着磁柱22逆时针流过一圈，从第二层PCB绕组过孔50流出， 应该立即，第一层PCB绕组上所有的过孔均与第二层PCB绕组上的过孔一一对应。

同理，从第一层PCB绕组流进的0.5i电流沿着磁柱32流过一圈，然后一分为二 即分为0.25i，分别沿着磁柱32和磁柱42流过一圈，然后汇聚为0.5i，0.5i的电流沿 着磁柱42流过一圈，又通过磁柱42附近的过孔50流回第一层PCB绕组，在第一层 PCB绕组上沿着磁柱42逆时针流过一圈，从第二层PCB绕组过孔50流出。

从以上分析可知，图14和图15所示的PCB绕组的绕制方式，每层的单个磁柱绕 制了0.25+0.5匝的PCB绕组，实现了单层单个磁柱上绕制0.75匝PCB绕组的方式， 由于PCB绕组为偶数层，例如2层PCB绕组单个磁柱可以实现1.5匝的绕组，即分数 匝的绕制。4层PCB绕组可以实现单个磁柱3匝的绕制。

以上实施例分别以集成磁芯包括两个磁柱和四个磁柱为例进行的介绍，本申请实施例不具体限定磁柱的数量，也可以为其他数量的磁柱，例如6个或8个等，本领域 技术人员可以根据实际PCB绕组的层数和匝数来设置磁柱的数量以及设置每个磁柱绕 制的PCB绕组的匝数。以两个磁柱和第四磁柱为例，对于相同匝数的PCB绕组，两个 磁柱绕制完毕的高度比四个磁柱绕制完毕的高度更高。因此，对于产品的厚度有较高 要求的场合，即希望厚度越薄越好，产品比较扁平化，则可以设置数量更多的磁柱。 如果对于产品厚度没有较高要求的场合，则可以使用较少数量的磁柱。例如两个磁柱 对应8层PCB绕组时，四个磁柱可以对应4层PCB绕组，PCB绕组的层数也可以降 低一半，进而降低整个集成磁器件的高度。

变压器实施例

基于以上实施例提供的一种集成磁器件，本申请实施例还提供一种变压器，即PCB变压器，下面结合附图进行详细介绍。

参见图16，该图为本申请实施例提供的一种变压器的示意图。

本实施例提供的变压器，包括以上实施例介绍的集成磁器件。

变压器包括原边绕组和副边绕组；

原边绕组包括多层PCB绕组，副边绕组包括多层PCB绕组；

原边绕组的多层PCB绕组和副边绕组的多层PCB绕组交错绕制，交错绕制类似于三明治结构，即原边绕组和副边绕组间隔绕制。

本申请实施例中的交错绕制可以为绕一层原边绕组，再绕一层副边绕组，即一层一层地交错绕制。另外，也可以绕两层原边绕组，再绕两侧副边绕组，即两层两层地 交错绕制。即第一种为：变压器绕制原边绕组的一层PCB绕组，绕制副边绕组的一层 PCB绕组，以此循环。第二种为：变压器绕制原边绕组的两层PCB绕组，绕制副边绕 组的两层PCB绕组，以此循环。

原边绕组相邻的两层PCB绕组之间设有过孔，原边绕组的过孔用于相邻的两层PCB绕组之间实现串联；副边绕组相邻的两层PCB绕组之间设有过孔，副边绕组的过 孔用于实现相邻的两层之间实现并联。另外，副边绕组并联在一起也可以拉线并联， 不经过过孔的形式，本申请实施例不做具体限定。

针对以上第一种绕制方式，例如第一层为原边绕组，第二层为副边绕组，第三层为原边绕组，第四层为原边绕组，以此类推，由于各层原边绕组要连接，各层副边绕 组要连接，因此，第一层原边绕组需要与第三层原边绕组连接，需要第一层、第二层 和第三层之间存在过孔，第二层的副边绕组的走线需要避让第一层与第三层连接的过 孔，由于避让过孔就会损失第二层上副边绕组的走线，使副边绕组的走线变窄，从而 增加副边绕组的功耗。同理，当第二层副边绕组与第四层副边绕组连接，就需要存在 贯穿第二层、第三层和第四层的过孔，即每层都存在过孔，每层都需要为了避让过孔 来牺牲绕组的走线。当过孔的数量越多，每层需要避让过孔的走线设计就会越复杂， 损耗也更大。

为了降低过孔的数量，降低损耗，简化工艺，针对以上第二种变压器的绕组两层为一组间隔绕制时，例如第一层和第二层均为原边绕组的两层，第三层和第四层均为 副边绕组的两层，以此循环。由于第一层和第二层之间需要串联，因此，第一层和第 二层之间需要设有过孔，即将第一层和第二层打通即可。由于原边绕组和副边绕组不 需要电气连接，因此，第二层和第三层之间不需要设置过孔。同理，第三层和第四层 均为副边绕组，需要并联在一起，因此，需要第三层和第四层之间需要设有过孔，即 将第三层和第四层打通。这样只要在原边绕组相邻的两层之间设有过孔，在副边绕组 相邻的两层之间设有过孔，这样可以减少过孔的设置数量，从而降低为了避让贯穿的 过孔的走线数量，降低损耗，而且工艺比较简单。

由于本申请实施例提供的变压器包括以上实施例介绍的集成磁器件，因此，集成磁器件具有的优点同样适用于本申请实施例提供的变压器，即可以实现奇数匝PCB绕 组在偶数层平均分布。

在此不再赘述。另外，由于本申请实施例提供的变压器的原边绕组和副边绕组交错绕制，因此，原边绕组和副边绕组均衡分布，磁动势分布均匀，而且原边绕组和副 边绕组交错绕制，因此，可以降低绕组的交流阻抗，进而降低损耗，提高变压器的电 能变换效率。

本实施例提供的变压器，以原边绕组包括的多层PCB绕组之间互相串联；副边绕组包括的多层PCB绕组之间互相并联。

图16中以原边绕组包括四个绕组串联在一起，副边绕组包括四个绕组并联在一起为例进行介绍。其中原边绕组和副边绕组均为以上实施例介绍的集成磁器件中的PCB 绕组。

原边绕组包括的四个绕组L11、L12、L13和L14串联在一起，副边绕组包括的四 个绕组L21、L22、L23和L24并联在一起。

本申请实施例提供的变压器，副边绕组包括多个绕组并联在一起时尤其适用于低压大电流输出的场合，由于输出电流比较大，当副边绕组中包括并联的多个绕组时， 每个绕组可以分流输出电流，进而可以使每个绕组承受的电流不会太大。

电源系统实施例

基于以上实施例提供的一种集成磁器件和变压器，本申请实施例还提供一种电源系统，下面结合附图进行详细介绍。

参见图17，该图为本申请实施例提供的一种电源系统的示意图。

本实施例提供的电源系统，包括以上实施例介绍的变压器1702，还包括：功率变换电路1701和整流电路1703；

变压器1702的原边绕组连接功率变换电路1701；

本申请实施例中不具体限定功率变换电路1701的实现方式，例如可以为包括可控开关器件的正激变换器或反激变换器等。

变压器1702的副边绕组连接整流电路1703。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例提供的电源系统可以应用在电子产品的电源适配器。例如，手机等终端设备的电源适配器，尤其适用于低压大电流的输出， 例如输出的大电流可以快速为手机的电池充电，实现手机的快充功能。

由于本申请实施例提供的电源系统中包括以上实施例提供的变压器，而且变压器中包括以上实施例提供的集成磁器件，由于本申请实施例提供的PCB绕组的绕制方式 可以实现单个磁柱上单层实现分数匝的绕制，因此，可以实现奇数匝PCB绕组在偶数 层的平均分布。又由于本申请实施例中的集成磁器件包括多个磁柱，当磁柱越多时， 可以降低集成磁器件的厚度，即降低变压器的厚度，进而降低电源系统的厚度，尤其 适用于便携式电子产品中时，可以降低便携式电子产品的厚度或体积，便于携带，例 如手机的电源适配器。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A 和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B 可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一 项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的 任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和 c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的 技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内 容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。 因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做 的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。

Claims (17)

1.一种集成磁器件，其特征在于，包括：集成磁芯和PCB绕组；所述PCB绕组为偶数层；

所述集成磁芯包括对称分布的M个磁柱；所述M为大于等于2的整数；所述M个磁柱中每两个磁柱组成一组；

每层PCB绕组将电流路径沿着所述M个磁柱分为M路，再将M路电流路径中两两电流路径合并后沿着每组磁柱中的一个磁柱绕制N匝，所述N为正整数；再沿着每组磁柱中的另一磁柱绕制N匝，最后所有电流路径合并，以实现单个磁柱上每层PCB绕组绕制分数匝。

2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述电流路径沿着所述M个磁柱平分为M路。

3.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述PCB绕组包括偶数层，每两层PCB绕组为一组；每组PCB绕组包括第一层PCB绕组和第二层PCB绕组；

对于一组PCB绕组和一组磁柱：第一层PCB绕组将流进的电流沿着一组的两个磁柱一分为二，再将一分为二的电流合二为一沿着一组的第一磁柱绕制所述N匝，再通过过孔进入第二层PCB绕组，所述第二层PCB绕组将流进的电流沿着所述第一磁柱绕制所述N匝，再沿着所述两个磁柱一分为二，再将一分为二的电流合二为一沿着一组的第二磁柱绕制所述N匝，再通过过孔流进第一层PCB绕组，沿着所述第二磁柱绕制所述N匝后流出。

4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述M为2时，所述集成磁芯包括两个ER磁芯；其中第一ER磁芯包括第一磁柱，第二ER磁芯包括第二磁柱；

所述第一磁柱的PCB绕组和所述第二磁柱的PCB绕组中的电流方向相反，以使所述两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵消。

5.根据权利要求4所述的器件，其特征在于，单个磁柱的每层PCB绕组绕制N+0.5匝。

6.根据权利要求4或5所述的器件，其特征在于，电流流进和电流流出位于同一层PCB绕组：

电流流进所述第一层PCB绕组，所述第一层PCB绕组将电流路径沿所述第一磁柱和所述第二磁柱一分为二，一分为二的电流路径合并后沿所述第一磁柱绕制所述N匝后通过过孔流进所述第二层PCB绕组，在所述第二层PCB绕组上沿所述第一磁柱绕制所述N匝后电流路径一分为二，一分为二的电流路径合并后沿所述第二磁柱绕制所述N匝，通过过孔流回所述第一层PCB绕组，沿所述第二磁柱绕制所述N匝，从所述第一层PCB绕组流出。

7.根据权利要求1或2所述的器件，其特征在于，所述PCB绕组包括偶数层，每两层PCB绕组为一组；每组PCB绕组包括第一层PCB绕组和第二层PCB绕组；所述M为2，电流流进第一层PCB绕组，电流流出第二层PCB绕组：

电流流进所述第一层PCB绕组，所述第一层PCB绕组将电流路径沿所述第一磁柱和所述第二磁柱一分为二；一分为二的电流汇聚后又一分为二，一分为二的电流通过过孔分别流进第二层PCB绕组，所述第二层PCB绕组将一分为二的电流完成汇聚，汇聚后的电流从所述第二层PCB绕组流出。

8.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述M为4时，所述集成磁芯包括以下四个磁柱：第一磁柱、第二磁柱、第三磁柱和第四磁柱；所述第一磁柱和所述第二磁柱为一组，所述第三磁柱和所述第四磁柱为一组；

所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述第三磁柱和所述第四磁柱对称呈正方形分布；

所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述第三磁柱和所述中任意相邻的两个磁柱的磁通方向相反。

9.根据权利要求8所述的器件，其特征在于，所述集成磁芯包括四个ER磁芯；所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述第三磁柱和所述第四磁柱分别为四个ER磁芯的磁柱；

所述第一磁柱和所述第二磁柱布局在第一排，所述第一磁柱的PCB绕组和所述第二磁柱的PCB绕组中的电流方向相反，使位于第一排的两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵消；

所述第三磁柱和所述第四磁柱布局在第二排，所述第三磁柱的PCB绕组和所述第四磁柱的PCB绕组中的电流方向相反，使位于第二排的两个ER磁芯的相邻边柱的磁通抵消。

10.根据权利要求8或9所述的器件，其特征在于，电流流进所述第一层PCB绕组，电流流出所述第二层PCB绕组：

电流流进第一层PCB绕组，所述第一层PCB绕组将电流路径沿所述四个磁柱平分为四路，沿所述第一磁柱和所述第二磁柱的电流路径通过过孔流向第二层PCB绕组，沿所述第三磁柱和第四磁柱的电流路径合并又一分为二通过过孔流向第二层PCB绕组；在所述第二层PCB绕组上沿所述第一磁柱、所述第二磁柱、所述第三磁柱和所述第四磁柱的电流合并，从所述第二层PCB绕组流出。

11.一种变压器，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的集成磁器件；

所述变压器包括原边绕组和副边绕组；

所述原边绕组包括多层所述PCB绕组，所述副边绕组包括多层所述PCB绕组；

所述原边绕组的多层所述PCB绕组和所述副边绕组的多层所述PCB绕组交错绕制在所述集成磁芯。

12.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述集成磁芯绕制所述原边绕组的一层PCB绕组，绕制所述副边绕组的一层PCB绕组，以此循环。

13.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述集成磁芯绕制所述原边绕组的两层PCB绕组，绕制所述副边绕组的两层PCB绕组，以此循环。

14.根据权利要求12或13所述的变压器，其特征在于，所述原边绕组相邻的两层PCB绕组之间设有过孔，所述副边绕组相邻的两层PCB绕组之间设有过孔，所述过孔用于相邻的两层PCB绕组之间实现串联或并联。

15.根据权利要求11-14任一项所述的变压器，其特征在于，所述原边绕组包括的多层所述PCB绕组之间互相串联；

所述副边绕组包括的多层PCB绕组之间互相并联。

16.一种电源系统，其特征在于，包括：权利要求11-15任一项所述的变压器，还包括：功率变换电路和整流电路；

所述变压器的原边绕组连接所述功率变换电路；

所述变压器的副边绕组连接整流电路。

17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述电源系统为电子产品的电源适配器。

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