CN114156059A - 变压器、电源适配器及电子设备组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种变压器、电源适配器及电子设备组件，所述变压器设有磁性器件，所述磁性器件包括多个磁片和粘接于相邻两个所述磁片之间的粘接层，所述磁片粘接所述粘接层的平面平行所述磁片的磁回路平面，所述粘接层为非磁性层。通过所述变压器设有磁性器件，所述磁性器件包括多个磁片和粘接于相邻两个所述磁片之间的粘接层，所述磁片粘接所述粘接层的平面平行所述磁片的磁回路平面，从而保证了磁性器件的磁导率，并降低了损耗，提高了使用性能。

Description

变压器、电源适配器及电子设备组件

技术领域

申请涉及通讯设备领域，尤其涉及一种变压器、电源适配器及电子设备组件。

背景技术

目前变压器的磁芯无法兼备高磁导率和低损耗的特性，导致磁芯的磁导率较高的情形下，虽然磁感应性能很强，但是损耗较高，磁芯容易发热，浪费能源，使得变压器使用性能不佳。

发明内容

本申请实施例提供一种变压器、电源适配器及电子设备组件。

本申请实施例提供一种变压器，其中，所述变压器设有磁性器件，所述磁性器件包括多个磁片和粘接于相邻两个所述磁片之间的粘接层，所述磁片粘接所述粘接层的平面平行所述磁片的磁回路平面，所述粘接层为非磁性层。

本申请实施例提供一种电源适配器，其中，所述电源适配器包括上述的变压器，所述电源适配器还包括电路板、设置于所述电路板的控制电路和电流输出器件，所述电路板电连接所述输入线圈，用以控制电流输入至所述输入线圈，所述输出线圈电连接所述电流输出器件，所述电流输出器件用以将电流输出至外部器件。

本申请实施例提供一种电子设备组件，其中，所述电子设备组件包括上述的电源适配器，所述电子设备组件还包括电子设备，所述电子设备与所述电流输出器件电连接。

本申请实施例提供的变压器、电源适配器及电子设备组件，通过所述变压器设有磁性器件，所述磁性器件包括多个磁片和粘接于相邻两个所述磁片之间的粘接层，所述磁片粘接所述粘接层的平面平行所述磁片的磁回路平面，从而保证了磁性器件的磁导率，并降低了损耗，提高了使用性能。

附图说明

为了更清楚地说明申请的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的变压器的磁性器件示意图；

图2是本申请实施例提供的变压器的磁性器件的磁片的示意图；

图3是本申请实施例提供的变压器的磁性器件的测试数据图表；

图4是本申请实施例提供的变压器的磁性器件的磁片的示意图；

图5是本申请另一实施例提供的变压器的磁性器件的示意图；

图6是本申请实施例提供的变压器的示意图；

图7是本申请实施例提供的变压器的另一示意图；

图8是本申请实施例提供的电源适配器的示意图；

图9是本申请实施例提供的电子设备组件的示意图。

具体实施方式

下面将结合申请实施方式中的附图，对申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1和图2，本申请提供一种变压器100，所述变压器100设有磁性器件10，所述磁性器件10包括多个磁片11和粘接于相邻两个所述磁片11之间的粘接层12。所述磁片11粘接所述粘接层12的平面平行所述磁片11的磁回路平面。所述磁性器件10中的至少一个所述磁片11设有主连接柱111、两个端柱112和一个中柱113。两个所述端柱112设置于所述主连接柱111的两端，并位于所述主连接柱111的同一侧。所述中柱113设置于所述主连接柱111的两端之间，所述中柱113位于两个所述端柱112之间，所述粘接层12为非磁性层。

可以理解的是，所述变压器100可以应用于电源适配器200中，用以将强电转换成弱电，并将弱电传递至电子设备。该电子设备可以是手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表、智能穿戴设备等。

通过所述变压器100设有磁性器件10，所述磁性器件10包括多个磁片11和粘接于相邻两个所述磁片11之间的粘接层12，所述磁片11粘接所述粘接层12的平面平行所述磁片11的磁回路平面，从而保证了磁性器件10的磁导率，并降低了损耗，提高了使用性能。

本实施方式中，多个所述磁片11沿厚度方向层叠。所述磁片11粘接所述粘接层12的平面为平整面。所述主连接柱111呈矩形板件状。两个所述端柱112设置于所述主连接柱111的同一侧。所述中柱113距离两个所述端柱112相等。多个所述主连接柱111的宽度一致，相邻两个所述磁片11的端柱112宽度不一致，相邻两个所述磁片11的中柱113宽度不一致。多个所述磁片11叠加后，多个所述端柱112与多个所述中柱113之间形成圆弧槽。多个所述中柱113形成圆柱。所述磁片11呈E型片，使得所述磁片11的空间利用率高。当然，在其他实施方式中，所述磁性器件10中的其他所述磁片11还可以成U形片。

本实施方式中，所述粘接层12为粘胶层。所述粘接层12在所述磁片11粘接的过程中，通过相邻两个所述磁片11挤压所述粘接层12，使得所述粘接层12与相邻两个所述磁片11稳固，避免粘接层12的凝固应力传递至磁片11，防止磁片11承受额外应力，保证磁性器件10的磁导率不易下降，而且磁滞损耗减小。所述粘接层12为非磁性材料。所述粘接层12可以是直接粘接相邻的所述磁片11，也可以是经其他层结构间接粘接所述磁片11。

可以理解的是，现有技术中，利用一体成型方式将非磁性材料设置于相邻两层叠的磁片11中，使得多层磁片11叠加后稳固形成磁芯。然而，此种结构下，非磁性材料在冷凝过程中存在冷凝形变应力，使得磁片11承受额外应力，导致磁片11的磁导率下降，且磁片11的磁滞损耗大幅提升，从而使得磁芯的使用性能不佳。本申请的磁性器件10，利用粘接层12粘接于两相邻磁片11中，粘接层12与磁片11粘接过程中，磁片11无需承受额外应力，使得磁性器件10的磁导率不易下降，且磁滞损耗不会提示，进而使用性能提高。

由于粘接层12具有绝缘效果，粘接层12将磁性器件10截成数段，相邻两个所述磁片11相互隔绝，磁性器件10的整体电阻率提升，使得涡流损耗明显下降。另外，通过将磁片11的尺寸减小成尺寸更小的片式结构后，有利于提升磁片11烧结过程中的均一性，提升磁片11烧结密度，有助于降低磁滞损耗。即磁性器件10采用粘接层12粘接相邻两个磁片11，且所述磁片11粘接所述粘接层12的平面平行所述磁片11的磁回路平面，使得变压器100在大于100kHz工作频率下涡流损耗降低，且减小变压器100的发热，提高变压器100的效率。

由于粘接层12的弹性模量较低，在变压器100跌落过程中，粘接层12将率先变形以缓解外部冲击对磁性器件10的本体的冲击，使得变压器100可抗外应力能力提升。

将两个相同材质、相同尺寸的磁片11通过粘接层12粘接的方式拼接形成的磁性器件10，与具有相同尺寸、相同材质的磁性器件10(尺寸与上述两个磁片11拼接后相同)同时进行高频损耗测试。测试结果如图3所示，A1和A2为两个完整的磁性器件10编号，B1和B2为两个磁片11拼结后形成的磁性器件10的编号，可以看到，拼接以后的磁性器件10单位体积损耗明显小于完整磁性器件10的损耗。上述测试结果说明，设置了层叠的磁片11结构的磁性器件10能够有效降低磁芯的高频损耗。

进一步地，请参阅图4，其中一个所述端柱112为磁场输入端，以输入磁场并经所述主连接柱111将磁场传导至与之相邻的中柱113，所述中柱113为磁场输出输入端，所述中柱113将其中一个所述端柱112输入的磁场输出，并且输入磁场至主连接柱111，以经主连接柱111将输入的磁场传导至与之相邻的另一个所述端柱112，另一个所述端柱112为磁场输出端，以将所述中柱113导入的磁场导出。

本实施方式中，所述主连接柱111具有两个磁导部114。每一磁导部114位于所述端柱112和所述中柱113之间。其中一个所述磁导部114将磁场从与之相邻的端柱112传导至与之相邻的中柱113，另一个所述磁导部114将磁场从与之相邻的中柱113传导至与之相邻的端柱112。所述端柱112、磁导部114和所述中柱113可以形成磁回路的一部分。每一所述磁片11可以位于两个磁回路中，使得所述磁性器件10的空间利用率高。每一所述磁片11的磁回路平面平行所述磁片11与磁片11层叠的平面，避免了在磁回路方向上设置气隙，保证了磁导率，降低了涡流损耗。

本实施方式中，如图1所示，所述粘接层12的厚度小于所述磁片11的厚度，使得所述磁性器件10的整体体积有效减小，且所述粘接层12增加了所述磁性器件10的电阻率，降低了所述磁性器件10的涡流损耗。当然，在其他实施方式中，所述粘接层12的厚度也可以是等于所述磁片11的厚度。

在一个实施例中，所述磁性器件10的磁片11采用相同磁材料组分。所述磁片11的材质为非晶、纳米晶、MnZn铁氧体、NiZn铁氧体、铁粉芯等材料任意组合。本申请的所述磁性器件10对磁片11的数量不作限制，本实施例以所述磁性器件10设置8片磁片11举例说明。8片所述磁片11之间经所述粘接层12稳固粘接。

在另一个实施例中，所述磁性器件10的磁片11采用不同磁材料组分。其中一些磁片11的材质为非晶、纳米晶、MnZn铁氧体、NiZn铁氧体、铁粉芯等材料任意组合，另一些磁片11的材质为非晶、纳米晶、MnZn铁氧体、NiZn铁氧体、铁粉芯等材料任意组合，但其组合方式不同于前一磁片11的磁材料组合方式。本申请的磁性器件10对磁片11的磁材料组合方式并不作限定，本申请以磁性器件10设置两种不同磁材料组合方式的磁片11进行举例说明。两种不同磁材料组合方式的磁片11交错排布。本申请的所述磁性器件10对磁片11的数量不作限制，本实施例以所述磁性器件10设置8片磁片11举例说明。8片所述磁片11之间经所述粘接层12稳固粘接。

可以理解的是，对于复合两种不同磁材料组合方式的磁片11叠加的磁性器件10，在具备上述单一材质的磁片11叠加的磁性器件10所具备的有益效果的基础上，可以通过选择不同磁材料进行组合，实现磁性器件10的磁性能的全面优化提升，确保不同工作场景下磁性器件10的性能灵活可调。例如，通常对于磁材而言，高磁导率和低损耗两者难以兼得，本申请的磁性器件10可以同时选用具有高磁导率材料的磁片11和具有低损耗材料的磁片11进行组合，使得磁性器件10同时实现高磁导率和低损耗的效果。同样，高磁导率和高饱和磁感应强度两者也难以同时兼得，本申请可以将具有高磁导率材料的磁片11和具有高饱和磁感应强度材料的磁片11进行组合，使得磁性器件10整体获得高磁导率和高磁感应强度的效果，使得磁性器件10在大电感条件下运行时不容易出现磁饱和。

可以理解的是，本申请的磁性器件10还可以是不同形状的磁片11叠合，例如将U形磁片11与E形磁片11进行叠合，U形磁片11位于磁性器件10的两端，E形磁片11位于磁性器件10的中间部位，以使得磁性器件10中间部位设置中柱结构。

进一步地，请参阅图5，在另一个实施例中，与图示实施例大致相同，不同的是，所述磁性器件10还包括层叠于相邻两个所述磁片11之间的导热片13，所述导热片13经所述粘接层12与所述磁片11粘接。

所述导热片13的结构与所述磁片11的结构大致相同，所述导热片13的边缘与相邻的磁片11边缘对齐，使得所述磁性器件10的体积整体有效减小。所述导热片13与所述粘接层12粘接，所述粘接层12再与所述磁片11粘接，即相邻两个磁片11中间设置两层所述粘接层12，两层所述粘接层12之间设置一层所述导热片13。所述导热片13采用导热系数高于磁芯的高电阻率非铁磁性材料，所述导热片13的材质可以是Al2O3或AlN。所述导热片13可有效将所述磁片11的热量散出，降低所述磁性器件10的整体温度，延长磁性器件10的使用寿命。所述导热片13还可以采用高电阻率的材料，进一步地降低磁性器件10的涡流损耗。相邻两个所述磁片11的磁材料组成可以不同，以增加磁性器件10的性能。

进一步地，请参阅图6和图7，所述变压器100还设有输入线圈20和输出线圈30，所述输入线圈20和所述输出线圈30绕设于所述磁性器件10，所述输入线圈20用以接收输入电流，所述输出线圈30用以输出电流。

本实施方式中，所述变压器100设置两个所述磁性器件10，两个所述磁性器件10相互堆叠，两个所述磁性器件10的堆叠方向垂直每一所述磁片11的磁回路平面。其中一个磁性器件10为E型磁芯，另一个磁性器件10为I型磁芯。两个所述磁性器件10堆叠后，使得两个磁性器件10的磁片11位于两个完整的磁回路中。当然，在其他实施方式中，所述变压器100也可以是采用两个E型的磁性器件10堆叠。

本实施方式中，所述输入线圈20和所述输出线圈30都绕设于E型的磁性器件10上。所述输入线圈20和所述输出线圈30分别绕设于两个磁导部114上。所述输入线圈20用以接收电流，使得所述磁性器件10上获得磁场，所述输出线圈30根据磁场获得感应电流，并将电流输出至外部器件。所述输入线圈20具有绕设于所述磁导部114的多匝输入绕线，所述输出线圈30具有绕设于另一所述磁导部114的多匝输出绕线，相邻两匝输入绕线的排布方向平行所述磁片11的磁回路平面，相邻两匝输出绕线的排布方向平行所述磁片11的磁回路平面。

所述输入线圈20还具有位于所述磁性器件10一侧的输入端部21，所述输出线圈30具有位于所述磁性器件10另一侧的输出端部31。所述变压器100还包括输入基板40和输出基板50。所述输入基板40固定于所述磁性器件10一侧，所述输出基板50固定于所述磁性器件10远离所述输入基板40的一侧。所述输入端部21固定于所述输入基板40上，所述输出端部31固定于所述输出基板50上。所述输入端部21用以接收交变强电，所述输出端部31用以输出直流弱电。

当然，在其他实施方式中，所述输入线圈20和所述输出线圈30也可以是分别绕设于两个磁性器件10上，例如输入线圈20绕设于E型磁性器件10，输出线圈30绕设于I型磁性器件10。所述输入线圈20和所述输出线圈30也可以是分别绕设于磁性器件10两端的端柱112上。

为了避免两个磁性器件10相互碰撞，所述变压器100还包括设置于压合于两个所述磁性器件10之间的弹性垫圈60，所述弹性垫圈60套设于其中一个所述磁性器件10的中柱部，并位于圆弧槽内。当然还其他实施方式中，还可以是在两个磁性器件10之间设置缓冲垫或者设置缓冲胶层。

请参阅图8，本申请还提供一种电源适配器200，所述电源适配器200包括所述变压器100，所述电源适配器200还包括电路板210、设置于所述电路板210的控制电路和电流输出器件220，所述电路板210电连接所述输入线圈20的输入端部21，用以控制电流输入至所述输入线圈20，所述输出线圈30经输出端部31电连接所述电流输出器件220，所述电流输出器件220用以将电流输出至外部器件。

具体的，所述电源适配器200还包括外壳230和安装于所述外壳230的插脚。所述变压器100、电路板210和电流输出器件220收容于外壳230内，所述外壳230对变压器100、电路板210和电流输出器件220进行防护。所述插脚经导电线缆连接所述电路板210，用以插接于市电插座上，并将市电传导至电路板210。所述电路板210上的控制电路对市电进行处理后将市电传递至所述变压器100，所述变压器100将市电转换成直流电，并将直流电传导至所述电流输出器件220。所述电流输出器件220可以为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)连接器。所述电流输出器件220可以经导线与外部电子设备电连接，以将直流电输出至所述电子设备。

可以理解的是，电源适配器200利用插脚插入电源插座中，可以实现电源适配器200获取电能，从而方便将电能传递至手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、智能耳机等电子设备。电源适配器200的插脚可以为国标、或欧规、或美规、或英规、或澳规、或日规、或韩规等各种标准的插脚。

请参阅图9，本申请还提供一种电子设备组件300，所述电子设备组件300包括所述的电源适配器200，所述电子设备组件300还包括电子设备310，所述电子设备310与所述电流输出器件220电连接。电源适配器200用以在插脚与电源座插接时，向电子设备310充电。可以理解的是，电子设备310可以是手机、智能手表、笔记本电脑、平板电脑、智能耳机等设备。电子设备310设有电源端口311。电源适配器200设有与电源端口311电连接的电流输出器件220，电流输出器件220可以与电源端口311有线或无线连接。

可选的，电子设备310为手机，电源端口311设置于电子设备310的底端。电流输出器件220与电源端口311经导电线缆。

通过所述变压器100设有磁性器件10，所述磁性器件10包括多个磁片11和粘接于相邻两个所述磁片11之间的粘接层12，所述磁片11粘接所述粘接层12的平面平行所述磁片11的磁回路平面，从而保证了磁性器件10的磁导率，并降低了损耗，提高了使用性能。所述磁性器件10可以选择不同材质的磁片11，实现不同磁性性能。所述磁性器件10通过磁片11与磁片11叠加有效降低变压器100的涡流损耗；通过粘接层12粘接于相邻两磁片11之间，可以提升变压器100的抗跌落和抗外应力能力；通过可以调整磁片11的材质实现变压器100的磁导率得到有效保证，并且使得变压器100的直流叠加特性和损耗的灵活调控，满足更多复杂的应用场景。

以上是申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为申请的保护范围。

Claims (15)

1.一种变压器，其特征在于，所述变压器设有磁性器件，所述磁性器件包括多个磁片和粘接于相邻两个所述磁片之间的粘接层，所述磁片粘接所述粘接层的平面平行所述磁片的磁回路平面，所述粘接层为非磁性层。

2.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述磁性器件还包括层叠于相邻两个所述磁片之间的导热片，所述导热片经所述粘接层与所述磁片粘接。

3.根据权利要求2所述的变压器，其特征在于，所述导热片的边缘与相邻的磁片边缘对齐。

4.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述磁片设有主连接柱、两个端柱和一个中柱，两个所述端柱设置于所述主连接柱的两端，并位于所述主连接柱的同一侧，所述中柱设置于所述主连接柱的两端之间，所述中柱位于两个所述端柱之间。

5.根据权利要求4所述的变压器，其特征在于，其中一个所述端柱为磁场输入端，以输入磁场并经所述主连接柱将磁场传导至与之相邻的中柱，所述中柱为磁场输出输入端，所述中柱将其中一个所述端柱输入的磁场输出，并且输入磁场至主连接柱，以经主连接柱将输入的磁场传导至与之相邻的另一个所述端柱，另一个所述端柱为磁场输出端，以将所述中柱导入的磁场导出。

6.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述粘接层的厚度小于所述磁片的厚度。

7.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，相邻两个所述磁片设置相同或不同的磁材料组分。

8.根据权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述磁性器件设置两组不同磁材料组分的磁片，两组所述磁片交错排布。

9.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，相邻两个所述磁片相互隔绝。

10.根据权利要求1所述的变压器，其特征在于，所述变压器还设有输入线圈和输出线圈，所述输入线圈和所述输出线圈绕设于所述磁性器件，所述输入线圈用以接收输入电流，所述输出线圈用以输出电流。

11.根据权利要求10所述的变压器，其特征在于，所述输入线圈具有多匝输入绕线，所述输出线圈具有多匝输出绕线，相邻两匝输入绕线的排布方向平行所述磁片的磁回路平面，相邻两匝输出绕线的排布方向平行所述磁片的磁回路平面。

12.根据权利要求10所述的变压器，其特征在于，所述磁性器件的数两个为两个，两个所述磁性器件相互堆叠，两个所述磁性器件的堆叠方向垂直每一所述磁片的磁回路平面。

13.根据权利要求11所述的变压器，其特征在于，所述输入线圈和所述输出线圈绕设于同一所述磁性器件或分别绕设于两个所述磁性器件。

14.一种电源适配器，其特征在于，所述电源适配器包括权利要求1～13任意一项所述的变压器，所述电源适配器还包括电路板、设置于所述电路板的控制电路和电流输出器件，所述电路板电连接所述输入线圈，用以控制电流输入至所述输入线圈，所述输出线圈电连接所述电流输出器件，所述电流输出器件用以将电流输出至外部器件。

15.一种电子设备组件，其特征在于，所述电子设备组件包括权利要求14所述的电源适配器，所述电子设备组件还包括电子设备，所述电子设备与所述电流输出器件电连接。

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