CN115312303A - 一种绕组耦合的磁性组件及功率变换模块 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种绕组耦合的磁性组件及功率变换模块,第一、第二及第三耦合磁柱间隔设置,位于第一及第二公共磁柱间,第一绕组的第一输入部穿设于第一公共磁柱与第一耦合磁柱间,第一中间部穿设于第一与第二耦合磁柱间、第二公共磁柱与第二耦合磁柱间及第二与第三耦合磁柱间,第一输出部穿设于第一公共磁柱与第三耦合磁柱间,第二绕组的第二输入部穿设于第二公共磁柱与第一耦合磁柱间,第二中间部穿设于第一与第二耦合磁柱间、第一公共磁柱与第二耦合磁柱间及第二与第三耦合磁柱间,第二输出部穿设于第二公共磁柱与第三耦合磁柱间。
Description
技术领域
本公开涉及一种绕组耦合的磁性组件及功率变换模块,特别涉及一种具有绕组耦合的薄型磁性组件及功率变换模块。
背景技术
两相交错并联型的降压变换电路(buck circuit)具有输出电流纹波小、输出滤波器体积小及系统输出功率大的优势,因此被广泛应用在功率变换模块中。该两相交错并联型降压变换电路进一步采用绕组耦合的磁性组件,也就是耦合电感,可以进一步降低功率变换模块的输出电流纹波幅值,且提升功率变换模块的动态响应特性。
请参阅图1,其为交错并联型的降压变换电路采用的一种绕组耦合的磁性组件结构示意图。如图所示,该磁性组件1包含两个中柱11及两个绕组12,其中两个绕组12在两个中柱11之间,仅具有一个交叉处,使得两个绕组各自产生的交流磁通的50%,按相位相减,且经过两个中柱闭合。当该交错并联型的降压变换电路应用在输出电压幅值较高且频率较低的场合时,会造成该磁性组件的两个绕组12分别承受较高的伏秒积,进一步造成该磁性组件的两个中柱11存在磁芯损耗较高的问题。为降低该磁性组件的两个中柱的磁芯损耗,需要将中柱截面积增加,这样又会导致磁芯上磁盖和下磁盖加厚,因而无法实现该功率变换模块的薄型且低传导热阻设计。
发明内容
本公开的目的为提供一种绕组耦合的薄型磁性组件及功率变换模块。
为达上述目的,本公开的一实施方式为提供一种磁性组件,包含第一公共磁柱、第二公共磁柱、第一耦合磁柱、第二耦合磁柱、第三耦合磁柱、第一绕组及第二绕组。第二公共磁柱与第一公共磁柱相对设置。第一耦合磁柱、第二耦合磁柱及第三耦合磁柱依次间隔设置,且位于第一公共磁柱及第二公共磁柱之间,第二耦合磁柱位于第一耦合磁柱与第三耦合磁柱之间。第一绕组包含依次连接的第一输入部、第一中间部及第一输出部,第一输入部穿设于第一公共磁柱与第一耦合磁柱之间,第一中间部穿设于第一耦合磁柱与第二耦合磁柱之间、第二公共磁柱与第二耦合磁柱之间以及第二耦合磁柱与第三耦合磁柱之间,第一输出部穿设于第一公共磁柱与第三耦合磁柱之间。第二绕组包含依次连接的第二输入部、第二中间部及第二输出部,第二输入部穿设于第二公共磁柱与第一耦合磁柱之间,第二中间部穿设于第一耦合磁柱与第二耦合磁柱之间、第一公共磁柱与第二耦合磁柱之间以及第二耦合磁柱与第三耦合磁柱之间,第二输出部穿设于第二公共磁柱与第三耦合磁柱之间。
为达上述目的,本公开的另一实施方式为提供一种磁性组件,包含第一磁盖、第二磁盖、第一公共磁柱、第二公共磁柱、N个耦合磁柱、第一绕组及第二绕组。第一磁盖具有表面。第二磁盖具有表面。第一公共磁柱位于第一磁盖及第二磁盖之间。第二公共磁柱与第一公共磁柱相对设置,且位于第一磁盖及第二磁盖之间。N个耦合磁柱依次间隔设置于第一公共磁柱及第二公共磁柱之间,且位于第一磁盖及第二磁盖之间,其中N为大于或等于3的整数。第一绕组穿设于每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间、N个耦合磁柱中的第偶数个耦合磁柱与第二公共磁柱之间以及N个耦合磁柱中的第奇数个耦合磁柱与第一公共磁柱之间,且第一绕组包含按序连接的第一输入部、第一中间部及第一输出部,第一输入部穿设于第一公共磁柱与N个耦合磁柱中的第一个耦合磁柱之间,第一中间部连接于第一输入部与第一输出部之间,其中于N为奇数时,第一输出部穿设于N个耦合磁柱中的第N个耦合磁柱与第一公共磁柱之间,于N为偶数时,第一输出部穿设于N个耦合磁柱中的第N个耦合磁柱与第二公共磁柱之间。第二绕组穿设于每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间、N个耦合磁柱中的第奇数个耦合磁柱与第二公共磁柱之间以及N个耦合磁柱中的第偶数个耦合磁柱与第一公共磁柱之间,且第二绕组包含按序连接的第二输入部、第二中间部及第二输出部,第二输入部穿设于第二公共磁柱与N个耦合磁柱中的第一个耦合磁柱之间,第二中间部连接于第二输入部与第二输出部之间,其中于N为奇数时,第二输出部穿设于N个耦合磁柱中的第N个耦合磁柱与第二公共磁柱之间,于N为偶数时,第二输出部穿设于N个耦合磁柱中的第N个耦合磁柱与第一公共磁柱之间。
为达上述目的,本公开的另一实施方式为提供一种功率变换模块,包含上述的磁性组件及至少两个半桥桥臂。每一半桥桥臂的中点分别连接至第一绕组的第一输入部及第二绕组的该第二输入部。
附图说明
图1为传统功率变换模块的磁性组件的结构示意图。
图2为本公开第一实施例的磁性组件的结构示意图。
图3为图2所示的磁性组件的分解结构示意图。
图4为包含图2所示的磁性组件的功率变换模块的结构示意图。
图5为图4所示的功率变换模块的半桥桥臂的开关管的电压信号波形图。
图6为本公开第二实施例的磁性组件的结构示意图。
图7为图6所示的磁性组件的分解结构示意图。
图8A为本公开第三实施例的磁性组件的结构示意图。
图8B为图8A所示的磁性组件的另一视角的结构示意图。
图9为图8A所示的磁性组件的分解结构示意图。
图10为本公开第四实施例的磁性组件的分解结构示意图。
图11为本公开第五实施例的磁性组件的结构示意图。
图12为图11所示的磁性组件的分解结构示意图。
图13为本公开第六实施例的带原边绕组的磁性组件的功率变换模块的结构示意图。
图14为图13所示的功率变换模块的关键位置电压信号波形图。
符号说明
1:传统磁性组件
11:中柱
12:绕组
2、2a、2b、2c、2d、2e:磁性组件
3:磁芯组件
31a:第一侧
31b:第二侧
31c:第三侧
31d:第四侧
31e:第五侧
31f:第六侧
32:第一公共磁柱
32a:第一公共子磁柱
33:第二公共磁柱
33a:第二公共子磁柱
34:第一耦合磁柱
35:第二耦合磁柱
36:第三耦合磁柱
37:第一磁盖
38:第二磁盖
4:绕组组件
41:第一绕组
411:第一输入部
412:第一中间部
413:第一输出部
414:第一连接部
42:第二绕组
421:第二输入部
422:第二中间部
423:第二输出部
424:第二连接部
P:对称线
5:功率变换模块
Vin+:正输入端Vin-:负输入端
Vout+:正输出端
Vout-:负输出端
51:第一半桥桥臂
Q1A、Q2A:开关管
52:第二半桥桥臂
Q1B、Q2B:开关管
Cin:输入电容
Co:输出电容
C:控制电路
PWM1、PWM2:PWM开关信号
Vgs_Q1A、Vgs_Q2A、Vgs_Q1B、Vgs_Q2B:驱动电压信号43:输入导接部
44:输出导接部
6:本体
61a:第一表面
61b:第二表面
61c:侧壁面
61d:容置空间
71:第四耦合磁柱
72:第五耦合磁柱
81:原边绕组
82:第一副边绕组
83:第二副边绕组
MA:第一整流器件
MB:第二整流器件
9:外部交变电压
UAB:交流脉冲电压
具体实施方式
体现本公开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。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化,其皆不脱离本公开的范围,且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用,而非用于限制本公开。
请参阅图2及图3,其中图2为本公开第一实施例的磁性组件的结构示意图,图3为图2所示的磁性组件的分解结构示意图。如图所示,本实施例的磁性组件2包含磁芯组件3及绕组组件4,其中磁芯组件3及绕组组件4相互配合以构成电感。磁芯组件3具有第一侧31a、第二侧31b、第三侧31c、第四侧31d、第五侧31e及第六侧31f,第一侧31a及第二侧31b相对设置,第三侧31c及第四侧31d相对设置且位于第一侧31a及第二侧31b之间,第五侧31e及第六侧31f相对设置且位于第一侧31a及第二侧31b之间与第三侧31c及第四侧31d之间。磁芯组件3包含第一公共磁柱32、第二公共磁柱33、第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36。第一公共磁柱32、第二公共磁柱33、第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36之间为相互独立设置,第一公共磁柱32相邻于第一侧31a。第二公共磁柱33相邻于第二侧31b,且与第一公共磁柱32相对设置。第一耦合磁柱34相邻于第三侧31c,且位于第一公共磁柱32及第二公共磁柱33之间。第二耦合磁柱35位于第一公共磁柱32及第二公共磁柱33之间,且位于第一耦合磁柱34及第三耦合磁柱36之间。第三耦合磁柱36相邻于第四侧31d,且位于第一公共磁柱32及第二公共磁柱33之间,其中第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36之间依次间隔设置。
如图2及图3所示,磁芯组件3为EE型磁芯结构,而于一些实施例中,磁芯组件3可为EI型磁芯结构所构成。磁芯组件3包含第一磁盖37及第二磁盖38。第一磁盖37与第二磁盖38相对设置,第一磁盖37具有相对的表面及底面,第一磁盖37的表面构成磁芯组件3的第五侧31e,第二磁盖38具有相对的表面及底面,第二磁盖38的表面构成磁芯组件3的第六侧31f,且第一公共磁柱32、第二公共磁柱33、第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36均位于第一磁盖37的底面与第二磁盖38的底面之间,且第一公共磁柱32的两端分别连接于第一磁盖37的底面与第二磁盖38的底面,第二公共磁柱33的两端分别连接于第一磁盖37的底面与第二磁盖38的底面,第一耦合磁柱34的两端分别连接于第一磁盖37的底面与第二磁盖38的底面,第二耦合磁柱35的两端分别连接于第一磁盖37的底面与第二磁盖38的底面,第三耦合磁柱36的两端分别连接于第一磁盖37的底面与第二磁盖38的底面。
绕组组件4包含相互交叠的第一绕组41及第二绕组42。第一绕组41可由印刷电路板内的布线、埋入印刷电路板的铜条、独立的铜条或独立的铜皮所构成,且第一绕组41包含依次连接的第一输入部411、第一中间部412及第一输出部413。第一输入部411穿设于第一公共磁柱32与第一耦合磁柱34之间。第一中间部412穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第二公共磁柱33与第二耦合磁柱35之间以及第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间。第一输出部413穿设于第一公共磁柱32与第三耦合磁柱36之间。上述第一输入部411是指第一绕组41的直流电流输入部,第一输出部413是指第一绕组41的直流电流输出部。第二绕组42可由印刷电路板内的布线、埋入印刷电路板的铜条、独立的铜条或独立的铜皮所构成,且第二绕组42包含依次连接的第二输入部421、第二中间部422及第二输出部423。第二输入部421穿设于第二公共磁柱33与第一耦合磁柱34之间。第二中间部422穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第一公共磁柱32与第二耦合磁柱35之间以及第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间。第二输出部423穿设于第二公共磁柱33与第三耦合磁柱36之间。上述第二输入部421是指第二绕组42的直流电流输入部,第二输出部423是指第二绕组42的直流电流输出部。由于第一绕组41的第一中间部412与第二绕组42的第二中间部422皆穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间,故第一绕组41的第一中间部412与第二绕组42的第二中间部422于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间为相互叠合或交叉设置,且由于第一绕组41的第一中间部412与第二绕组42的第二中间部422皆穿设于第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间,故第一绕组41的第一中间部412与第二绕组42的第二中间部422于第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间亦为相互叠合或交叉设置,而第一绕组41与第二绕组42之间可具有绝缘介质(未图示),以将第一绕组41与第二绕组42相互叠合的位置隔离。
由上可知,本公开的磁性组件2的第一绕组41的第一中间部412及第二绕组42的第二中间部422皆穿设于第一耦合磁柱34及第二耦合磁柱35之间,且皆穿设于第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36之间,故可知第一绕组41及第二绕组42之间具有两个叠合处(或交叉处)以使第一绕组41及第二绕组42之间具有两次交叉,相较于传统磁性组件1的两个绕组12仅具有一个交叉处,本公开的磁性组件2的第一绕组41和第二绕组42之间交叉多次。本公开第一绕组41和第二绕组42的这种绕制方法,使得第一绕组41和第二绕组42各自产生的交流磁通的50%,按相位相减,流经第二耦合磁柱35,之后该交流磁通近似均分成两部分,分别经过第一耦合磁柱34和第三耦合磁柱36闭合。本公开第一绕组41和第二绕组42各自产生的交流磁通的50%,按相位相加,流经第一公共磁柱32,经过第二公共磁柱33闭合。综上所述,流经第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36的是第一绕组41和第二绕组42产生的交流磁通按相位相减的部分,而被称为耦合磁柱;流经第一公共磁柱32和第二公共磁柱33的是第一绕组41和第二绕组42产生的交流磁通按相位相加的部分,被称为公共磁柱。此外,本公开第一绕组41和第二绕组42的这种绕制方法,使得第一绕组41在第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36上产生的直流磁通,与第二绕组42在第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36上产生的直流磁通,按幅值相减;使得第一绕组41在第一公共磁柱32和第二公共磁柱33上产生的直流磁通,与第二绕组42在第一公共磁柱32和第二公共磁柱33上产生的直流磁通,按幅值相加。
本公开的磁性组件2的第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36搭配第一磁盖37和第二磁盖38构成的E型结构,交流磁通流经第二耦合磁柱35之后分别经由第一耦合磁柱34和第三耦合磁柱36闭合,相较于传统磁性组件1里两个中柱11搭配上磁盖和下磁盖构成的U型结构,交流磁通经由两个中柱闭合,本公开磁性组件的磁盖厚度可以大幅度下降,从而获得磁性组件薄型化、低传导热阻的好处。
请参阅图4及图5并配合图2及图3,其中图4为包含图2所示的磁性组件的功率变换模块的结构示意图,图5为图4所示的功率变换模块的半桥桥臂的开关管的电压信号波形图。为了便于显示绕组组件4的结构特征,图4中仅图示出磁芯组件3的第二磁盖38,而未示出磁芯组件3的第一磁盖37。如图所示,图2及图3的磁性组件2可应用于图4所示的功率变换模块5,本实施例的功率变换模块5为两相交错并联型降压变换电路(Buck circuit),且功率变换模块5除了包含磁性组件2外还包含第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、输入电容Cin、输出电容Co及控制电路C,其中磁性组件2、第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、输入电容Cin及输出电容Co沿水平方向设置,以共同构成具有水平结构的功率变换模块5;第一半桥桥臂51位于磁芯组件3的第三侧31c(即第一耦合磁柱34远离第三耦合磁柱36的一侧),且由两个开关管Q1A、Q2A所构成,两个开关管Q1A、Q2A电性连接,且两个开关管Q1A、Q2A之间的连接处SWA与第一绕组41的第一输入部411相连接,以与第一绕组41所构成的电感形成一相Buck电路。第二半桥桥臂52位于磁芯组件3的第三侧31c(即第一耦合磁柱34远离第三耦合磁柱36的一侧),且由两个开关管Q1B、Q2B所构成,两个开关管Q1B、Q2B电性连接,且两个开关管Q1B、Q2B之间的连接处SWB与第二绕组42的第二输入部421相连接,以与第二绕组42所构成的另一电感形成另一相Buck电路。
第一半桥桥臂51的第一端与第二半桥桥臂52的第一端并联电性连接后与输入电容Cin的一端电性连接,且构成功率变换模块5的正输入端Vin+,第一半桥桥臂51的第二端与第二半桥桥臂52的第二端并联电性连接后与输入电容Cin的另一端电性连接,且构成功率变换模块5的负输入端Vin-。输出电容Co的一端以及第一绕组41的第一输出部413与第二绕组42的第二输出部423电性连接,且构成功率变换模块5的正输出端Vout+,其中第一绕组41的第一输出部413与第二绕组42的第二输出部423的连接处相邻于第三耦合磁柱36远离第一耦合磁柱34的一侧,即磁芯组件3的第四侧31d。输出电容Co的另一端构成功率变换模块5的负输出端Vout-,其中功率变换模块5的负输入端Vin-及负输出端Vout-为短路相接,其中第一绕组41的第一输入部411及第一输出部413之间施加第一交流电压,且第二绕组42的第二输入部421及第二输出部423之间施加第二交流电压。在图4这种水平结构的功率变换模块5中,水平两相交错并联型降压变换电路的第一半桥桥臂51和第二半桥桥臂52设置于第一耦合磁柱34的左侧,两相交错并联型降压变换电路的正输出端Vout+及输出电容Co设置于第三耦合磁柱36的右侧的做法,使得两个桥臂中点SWA和SWB距离正输出端Vout+距离最短,获得的好处是磁性组件2的绕组组件4的寄生电阻最小,也就是第一绕组41和第二绕组42寄生电阻最小,从而使绕组组件4的导通损耗最小。
控制电路C与用以驱动开关管Q1A、Q2A、Q1B及Q2B的驱动电路(未图示)电连接,并产生两组PWM开关信号PWM1及PWM2,以使驱动电路根据PWM开关信号PWM1驱动开关管Q1A及Q2A,且根据PWM开关信号PWM2驱动开关管Q1B及Q2B,而四个开关管Q1A、Q2A、Q1B及Q2B的驱动电压信号如图5所示,第一半桥桥臂51的两个开关管Q1A、Q2A的驱动电压信号VGS_Q1A、VGS_Q2A之间为互补导通,其占空比以D标示,且第二半桥桥臂52的两个开关管Q1B、Q2B的驱动电压信号VGS_Q1B、VGS_Q2B之间为互补导通,其占空比以D标示,而第一半桥桥臂51的开关管Q1A的驱动电压信号VGS_Q1A与第二半桥桥臂52的开关管Q1B的驱动电压信号VGS_Q1B之间错相150-210度,例如图5所示的180度,且第一半桥桥臂51的开关管Q2A的驱动电压信号VGS_Q2A以及第二半桥桥臂52的开关管Q2B的驱动电压信号VGS_Q2B之间错相150-210度,例如图5所示的180度,进而使得用以控制第一绕组41的第一交流电压的电压信号与用以控制第二绕组42的第二交流电压的电压信号之间错相150-210度,例如180度。由于流经第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36的是第一绕组41和第二绕组42产生的交流磁通按相位相减的部分,考虑第一绕组41和第二绕组42之间错相180°关系,因此第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36的交流磁通频率与PWM1或PWM2的频率近似相同;由于流经第一公共磁柱32和第二公共磁柱33的是第一绕组41和第二绕组42产生的交流磁通按相位相加的部分,因此第一公共磁柱32和第二公共磁柱33的交流磁通频率是PWM1或PWM2的频率的2倍,且第二耦合磁柱35的交流磁通大于第一公共磁柱32或第二公共磁柱33的交流磁通。
根据上述第一半桥桥臂51的两个开关管Q1A、Q2A及第二半桥桥臂52的两个开关管Q1B、Q2B的运行,绕组组件4的第一绕组41的直流电流按序流经第一输入部411、第一中间部412及第一输出部413,而一次性地通过磁芯组件3,绕组组件4的第二绕组42的直流电流按序流经第二输入部421、第二中间部422及第二输出部423,而一次性地通过磁芯组件3。
由于第一绕组41在第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36上产生的直流磁通与第二绕组42在第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35和第三耦合磁柱36上产生的直流磁通按幅值相减,第一绕组41及第二绕组42可根据均流电路(未图示)的控制而达到第一绕组41的直流电流相等于第二绕组42的直流电流,进一步使得第一耦合磁柱34上的直流磁通、第二耦合磁柱35上的直流磁通及第三耦合磁柱36上的直流磁通趋近于零,故第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36可以具有气隙,其材料可以为铁氧体或高磁导率的铁粉。
由于第一绕组41在第一公共磁柱32和第二公共磁柱33上产生的直流磁通与第二绕组42在第一公共磁柱32和第二公共磁柱33上产生的直流磁通按幅值相加,故第一公共磁柱32和第二公共磁柱33可以具有气隙,其材料可以为铁氧体或低磁导率的铁粉,以防止第一公共磁柱32及第二公共磁柱33磁饱和。于一些实施例中,第一公共磁柱32的第一公共柱气隙位于第一公共磁柱32及第一磁盖37之间,及/或第一公共磁柱32的第一公共柱气隙位于第一公共磁柱32及第二磁盖38之间,及/或第一公共磁柱32的第一公共柱气隙位于第一公共磁柱32的中间位置。第二公共磁柱33的第二公共柱气隙位于第二公共磁柱33及第一磁盖37之间,及/或第二公共磁柱33的第二公共柱气隙位于第二公共磁柱33及第二磁盖38之间,及/或第二公共磁柱33的第二公共柱气隙位于第二公共磁柱33的中间位置。
于另一些实施例中,当第一绕组41的直流电流不能完全相等于第二绕组42的直流电流,而使得第一耦合磁柱34上的直流磁通、第二耦合磁柱35上的直流磁通及第三耦合磁柱36上的直流磁通不等于零,则第一耦合磁柱34应当具有第一耦合柱气隙,第二耦合磁柱35应当具有第二耦合柱气隙,且第三耦合磁柱36应当具有第三耦合柱气隙,以防止第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36磁饱和。其中第一公共磁柱32的第一公共柱气隙的长度及第二公共磁柱33的第二公共柱气隙的长度分别大于第一耦合磁柱34的第一耦合柱气隙的长度、第二耦合磁柱35的第二耦合柱气隙的长度及第三耦合磁柱36的第三耦合柱气隙的长度。于一些实施例中,第一耦合磁柱34的第一耦合柱气隙位于第一耦合磁柱34及第一磁盖37之间,及/或第一耦合磁柱34的第一耦合柱气隙位于第一耦合磁柱34及第二磁盖38之间,及/或第一耦合磁柱34的第一耦合柱气隙位于第一耦合磁柱34的中间位置。第二耦合磁柱35的第二耦合柱气隙位于第二耦合磁柱35及第一磁盖37之间,及/或第二耦合磁柱35的第二耦合柱气隙位于第二耦合磁柱35及第二磁盖38之间,及/或第二耦合磁柱35的第二耦合柱气隙位于第二耦合磁柱35的中间位置。第三耦合磁柱36的第三耦合柱气隙位于第三耦合磁柱36及第一磁盖37之间,及/或第三耦合磁柱36的第三耦合柱气隙位于第三耦合磁柱36及第二磁盖38之间,及/或第三耦合磁柱36的第三耦合柱气隙位于第三耦合磁柱36的中间位置。于一些实施例中,第一公共磁柱32的磁阻与第二公共磁柱33的磁阻分别大于三倍的第一耦合磁柱34的磁阻、三倍的第二耦合磁柱35的磁阻或三倍的第三耦合磁柱36的磁阻。于另一些实施例中,第一公共磁柱32的磁阻与第二公共磁柱33的磁阻分别大于五倍的第一耦合磁柱34的磁阻、五倍的第二耦合磁柱35的磁阻或五倍的第三耦合磁柱36的磁阻。
根据上述耦合磁柱及公共磁柱各自的交流磁通特征可知,第二耦合磁柱35的交流磁通较大,但气隙较小且磁阻较小,而第二公共磁柱33的气隙较大且磁阻较大,但交流磁通较小,从而使得穿设于第一公共磁柱32及第一耦合磁柱34之间的第一绕组41的交流电流纹动较小。相似的,第二耦合磁柱35的交流磁通较大,但气隙较小且磁阻较小,而第一公共磁柱32的气隙较大且磁阻较大,但交流磁通较小,从而使得穿设于第二公共磁柱33及第一耦合磁柱34之间的第二绕组42的交流电流纹动较小。进一步,为了获得更小的第一绕组41的交流电流纹动和第二绕组42的交流电流纹动,第一耦合磁柱34和第三耦合磁柱36之间经由第一磁盖37或第二磁盖38而具有一闭合回路,于一些实施例中,该闭合回路在第一磁盖37和第二磁盖38位置由铁氧体材料或高磁导率的铁粉材料构成。
于一些实施例中,为了优化磁性组件2的性能,提升磁性组件2每个绕组获得的等效电感量,并降低磁芯组件3的损耗,构成第一耦合磁柱34的材料、构成第二耦合磁柱35的材料及构成第三耦合磁柱36的材料相异于构成第一公共磁柱32的材料及构成第二公共磁柱33的材料。举例来说,构成第一耦合磁柱34的材料、构成第二耦合磁柱35的材料及构成第三耦合磁柱36的材料为诸如不包含气隙或包含小气隙的铁氧体材料,或高磁导率的铁粉材料等此类的低损材料,用于降低第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36的磁芯损耗。构成第一公共磁柱32的材料及构成第二公共磁柱33的材料为包含大气隙的铁氧体材料,或具有分布气隙且低磁导率的铁粉材料,使得第一公共磁柱32及第二公共磁柱33的磁饱和密度大幅增加。
请重新参阅图2及图3,磁芯组件3的第一侧31a的中心及第二侧31b的中心之间的连线定义为对称线P,磁芯组件3的第一公共磁柱32及第二公共磁柱33以对称线P而呈现镜像对称,第一绕组41的结构以对称线P而呈现镜像对称,第二绕组42的结构以对称线P而呈现镜像对称,第二耦合磁柱35的结构以对称线P而呈现镜像对称,第一耦合磁柱34与第三耦合磁柱36以对称线P而呈现镜像对称。获得的好处是第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36的交流磁通密度近似相等,从而磁芯损耗密度近似相等,磁芯损耗最小。更进一步,磁芯组件3的第一公共磁柱32及第二公共磁柱33以第二耦合磁柱35而呈现镜像对称,第一绕组41的结构及第二绕组42的结构以第二耦合磁柱35呈现镜像对称。获得的好处是,第一公共磁柱32及第二公共磁柱33的直流磁通密度近似相等,从而磁芯抗饱和能力最强。
于一些实施例中,功率变换模块5的第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、第一绕组41及第二绕组42以水平方向设置,以使功率变换模块5构成水平结构,第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、第一绕组41及第二绕组42共同集成于一个印刷电路板或塑封内,或者第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、第一绕组41及第二绕组42可以其它任何形式的连接方式集成。于图4中,第一半桥桥臂51沿X方向而投影于一第二虚拟面上的纵向投影与第一绕组41沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影之间部分重叠,且第一半桥桥臂51沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影与第二绕组42沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影之间部分重叠,当然,第二半桥桥臂52沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影与第一绕组41沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影之间部分重叠,且第二半桥桥臂52沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影与第二绕组42沿X方向而投影于该第二虚拟面上的纵向投影之间部分重叠。
而于另一些实施例中,该磁性组件2形成一独立的表面贴装器件,具体请参阅图6及图7,其中图6为本公开第二实施例的磁性组件的结构示意图,图7为图6所示的磁性组件的分解结构示意图。如图所示,相较于图2及图3的磁性组件2,本实施例的磁性组件2a还包含两个输入导接部43及两个输出导接部44,磁性组件2a利用两个输入导接部43及两个输出导接部44而与系统板(未图示)电连接。两个输入导接部43分别用以构成图4所示的SWA端及SWB端,且两个输入导接部43设置于磁芯组件3的第六侧31f,即位于第二磁盖38的表面(或嵌设于第二磁盖38的表面),而第一绕组41的第一输入部411由第一公共磁柱32及第一耦合磁柱34之间而朝第二磁盖38的方向延伸,并与两个输入导接部43的其中之一输入导接部43连接,而第二绕组42的第二输入部421由第二公共磁柱33及第一耦合磁柱34之间而朝第二磁盖38的方向延伸,并与两个输入导接部43的另一输入导接部43连接。两个输出导接部44用以构成图4所示的正输出端Vout+,且两个输出导接部44设置于磁芯组件3的第六侧31f,即位于第二磁盖38的表面(或嵌设于第二磁盖38的表面),而第一绕组41的第一输出部413由第一公共磁柱32及第三耦合磁柱36之间而朝第二磁盖38的方向延伸,并与两个输出导接部44的其中之一输出导接部44连接,而第二绕组42的第二输出部423由第二公共磁柱33及第三耦合磁柱36之间而朝第二磁盖38的方向延伸,并与两个输出导接部44的另一输出导接部44连接。
于本实施例中,为了提高磁性组件2a的成品率,第一公共磁柱32包含多个第一公共子磁柱32a,例如图7所示的两个第一公共子磁柱32a,两个第一公共子磁柱32a间隔设置,并按序排列于磁芯组件3的第三侧31c及第四侧31d之间。第二公共磁柱33包含多个第二公共子磁柱33a,例如图7所示的两个第二公共子磁柱33a,两个第二公共子磁柱33a间隔设置,并按序排列于磁芯组件3的第三侧31c及第四侧31d之间。当然,第一公共磁柱32还可分割成更多第一公共子磁柱32a,或分割成不同长度的多个第一公共子磁柱32a,第二公共磁柱33还可分割成更多第二公共子磁柱33a,或分割成不同长度的多个第二公共子磁柱33a。
于另一些实施例中,输入导接部43及输出导接部44的设置位置并不仅局限于设置于磁芯组件3的第六侧31f,可将两个输入导接部43设置于磁芯组件3的第五侧31e,且将两个输出导接部44设置于磁芯组件3的第六侧31f,以使得磁性组件2a应用于功率变换模块中时,可达到该磁性组件与该第一半桥桥臂51、该第二半桥桥臂52垂直层叠设计的配置。具体为该第一半桥桥臂51与第二半桥桥臂52设置于该磁性组件的上方,使得该功率变换模块发热量最大的器件,也就是功率变换模块热点(第一半桥桥臂51与第二半桥桥臂52)位于该功率变换模块的顶部,获得的好处是该功率变换模块热点对顶部热阻最小,还可对功率变换模块顶部添加导热介质,例如金属散热器或金属散热基板,可以有效地降低该功率变换模块的热点温度。
如图4所示,功率变换模块5的第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、与第一绕组41及第二绕组42可按垂直方向设置,以使功率变换模块5具有垂直层叠结构,其中第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、第一绕组41及第二绕组42共同集成于一个印刷电路板或塑封内,或者第一半桥桥臂51、第二半桥桥臂52、第一绕组41及第二绕组42可以其它任何形式的连接方式集成。第一半桥桥臂51沿Y方向而投影于一第一虚拟面上的水平投影与第一绕组41沿Y方向而投影于该第一虚拟面的水平投影之间部分重叠,且第一半桥桥臂51沿Y方向而投影于该第一虚拟面上的水平投影与第二绕组42沿Y方向而投影于该第一虚拟面上的水平投影之间部分重叠,当然,第二半桥桥臂52沿Y方向而投影于该第一虚拟面上的水平投影与第一绕组41沿Y方向而投影于该第一虚拟面上的水平投影之间部分重叠,且第二半桥桥臂52沿Y方向而投影于该第一虚拟面上的水平投影与第二绕组42沿Y方向而投影于该第一虚拟面上的水平投影之间部分重叠。
请参阅图8A、图8B及图9并配合图4,其中图8A为本公开第三实施例的磁性组件的结构示意图,图8B为图8A所示的磁性组件的另一视角的结构示意图,图9为图8A所示的磁性组件的分解结构示意图。如图所示,相较于图2及图3的磁性组件2,本实施例的磁性组件2b还包含本体6,本体6可由但不限于由电路板,或铜条搭配塑封工艺所构成,且包含第一表面61a、第二表面61b、多个侧壁面61c、容置空间61d及导电层。第一表面61a及第二表面61b相对设置。多个侧壁面61c环绕设置于第一表面61a及第二表面61b之间。容置空间61d由第一表面61a、第二表面61b及多个侧壁面61c之间所定义,用以容置磁芯组件3及绕组组件4,即第一公共磁柱32、第二公共磁柱33、第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35、第三耦合磁柱36、第一绕组41及第二绕组42皆设置于本体6内,且位于多个侧壁面61c之间,其中容置空间61d的形状对应于磁芯组件3的结构形状。于本实施例中,本体6的第一表面61a相邻于第一磁盖37,本体6的第二表面61b相邻于第二磁盖38,而为了便于与系统板电连接,本体6的第一表面61a至第二表面61b之间的距离大于第一磁盖37的表面(即磁芯组件3的第五侧31e)至第二磁盖38的表面(即磁芯组件3的第六侧31f)之间的距离,以使磁芯组件4完全包覆于本体6内。导电层由本体6内的布线所构成,且与第一绕组41的第一输入部411及第一输出部413、第二绕组42的第二输入部421及第二输出部423电连接。
为了降低第一绕组41及第二绕组42与功率变换模块5的正输出端Vout+之间的直流阻抗并降低直流阻抗的不对称性,第一绕组41的第一输出部413及第二绕组42的第二输出部423短路相接以构成图4所示的功率变换模块5的正输出端Vout+。本实施例的磁性组件2b还包含两个输入导接部43及一个输出导接部44,磁性组件2a利用两个输入导接部43及一个输出导接部44而分别与系统板(未图示)电连接。两个输入导接部43分别用以构成图4所示的SWA端及SWB端,且两个输入导接部43设置于本体6的第一表面61a(或嵌设于本体6的第一表面61a内),两个输入导接部43经由本体6的导电层而分别与第一绕组41的第一输入部411及第二绕组42的第二输入部421电连接。输出导接部44用以构成图4所示的正输出端Vout+,且输出导接部44设置于本体6的第二表面61b(或嵌设于本体6的第二表面61b内),输出导接部44经由本体6的导电层而分别与第一绕组41的第一输出部413及第二绕组42的第二输出部423电连接。当然,两个输入导接部43及一个输出导接部44的设置位置并不仅局限于如上所述,而可根据需求而设置于本体6的第一表面61a、第二表面61b或多个侧壁面61c上。于一些实施例中,导电层、第一绕组41、第二绕组42、输入导接部43及输出导接部44可为一体成型结构。于一些实施例中,本体6的多个侧壁面61c上还包含导电体,用以传输控制信号、反馈信号及功率信号。
针对两相交错并联型降压变换电路、占空比较大的应用,此时第二耦合磁柱35的交流磁通远大于第一公共磁柱32的交流磁通或第二公共磁柱33的交流磁通,第一公共磁柱32的截面积及第二公共磁柱33的截面积的总和可设计成小于或等于第一耦合磁柱34的截面积、第二耦合磁柱35的截面积及第三耦合磁柱36的截面积的总和,好处是有助于降低磁芯组件3的损耗;针对两相交错并联型降压变换电路、占空比较小的应用,此时第二耦合磁柱35的交流磁通略微大于第一公共磁柱32或第二公共磁柱33的交流磁通,第一公共磁柱32的截面积及第二公共磁柱33的截面积的总和可设计成大于第一耦合磁柱34的截面积、第二耦合磁柱35的截面积及第三耦合磁柱36的截面积的总和,好处是有助于降低第一绕组41和第二绕组42的纹动电流,并且提高第一公共磁柱32和第二公共磁柱33的电流抗饱和能力。或者,于一些实施例中,第一公共磁柱32的截面积等于第二公共磁柱33的截面积,而第一公共磁柱32的截面积与第二公共磁柱33的截面积可具有正负25%的误差;第一耦合磁柱34的截面积等于第三耦合磁柱36的截面积,而第一耦合磁柱34的截面积与第三耦合磁柱36的截面积可具有正负25%的误差;第二耦合磁柱35的截面积等于第一耦合磁柱34的截面积与第三耦合磁柱36的截面积的总和,而第二耦合磁柱35的截面积、第一耦合磁柱34的截面积加上第三耦合磁柱36的截面积的总和可具有正负25%的误差。
于一些实施例中,针对两相交错并联型降压变换电路占空比较大且输出电压更高的应用,此时每个绕组承受的伏秒积进一步加大,可进一步增加磁性组件2耦合磁柱的数量,以降低磁性组件2耦合磁柱的磁芯损耗。请参阅图10,其为本公开第四实施例的磁性组件的分解结构示意图。如图所示,相较于图2所示的磁性组件2仅包含第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36,本实施例的磁性组件2c还包含第四耦合磁柱71。于本实施例中,第一耦合磁柱34相邻于第三侧31c,第四耦合磁柱71相邻于第四侧31d,第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35、第三耦合磁柱36及第四耦合磁柱71按序排列设置,且位于第一公共磁柱32及第二公共磁柱33之间。更进一步,第一耦合磁柱34的截面积小于第二耦合磁柱35的截面积,且第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35分别与第三耦合磁柱36、第四耦合磁柱71满足镜像对称。
第一绕组41的第一输入部411穿设于第一公共磁柱32及第一耦合磁柱34之间。第一绕组41的第一中间部412穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第二公共磁柱33与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第一公共磁柱32之间以及第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71之间。第一绕组41的第一输出部413穿设于第二公共磁柱33及第四耦合磁柱71之间。第二绕组42的第二输入部421穿设于第二公共磁柱33及第一耦合磁柱34之间。第二绕组42的第二中间部422穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第一公共磁柱32与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第二公共磁柱33之间以及第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71之间。第二绕组42的第二输出部423穿设于第一公共磁柱32及第四耦合磁柱71之间。在上述实施例中,第一绕组和第二绕组之间的交叉次数从两次增加到了三次,获得好处是,在磁盖厚度保持不变的情况下,通过增加耦合磁柱的截面积降低了耦合磁柱的磁芯损耗。
请参阅图11及图12,其中图11为本公开第五实施例的磁性组件的结构示意图,图12为图11所示的磁性组件的分解结构示意图。如图所示,相较于图2及图3所示的磁性组件2仅包含第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35及第三耦合磁柱36,本实施例的磁性组件2d还包含第四耦合磁柱71及第五耦合磁柱72。于本实施例中,第一耦合磁柱34相邻于第三侧31c,第五耦合磁柱72相邻于第四侧31d,第一耦合磁柱34、第二耦合磁柱35、第三耦合磁柱36、第四耦合磁柱71及第五耦合磁柱72按序排列设置,且位于第一公共磁柱32及第二公共磁柱33之间。
第一绕组41的第一输入部411穿设于第一公共磁柱32及第一耦合磁柱34之间。第一绕组41的第一中间部412多次穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第二公共磁柱33与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第一公共磁柱32之间、第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71、第二公共磁柱33与第四耦合磁柱71之间以及第四耦合磁柱71与第五耦合磁柱72之间,使第一绕组41的直流电流流经第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第二公共磁柱33与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第一公共磁柱32之间、第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71、第二公共磁柱33与第四耦合磁柱71之间以及第四耦合磁柱71与第五耦合磁柱72之间的次数为多次。于本实施例中,第一绕组41的第一中间部412穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第二公共磁柱33与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第一公共磁柱32之间、第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71、第二公共磁柱33与第四耦合磁柱71之间以及第四耦合磁柱71与第五耦合磁柱72之间的次数为两次。第一绕组41的第一输出部413穿设于第一公共磁柱32与第五耦合磁柱72之间。
第二绕组42的第二输入部421穿设于第二公共磁柱33与第一耦合磁柱34之间。第二绕组42的第二中间部422多次穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第一公共磁柱32与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第二公共磁柱33之间、第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71之间、第一公共磁柱32与第四耦合磁柱71之间以及第四耦合磁柱71与第五耦合磁柱72之间,使得第二绕组42的直流电流流经第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第一公共磁柱32与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第二公共磁柱33之间、第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71之间、第一公共磁柱32与第四耦合磁柱71之间以及第四耦合磁柱71与第五耦合磁柱72之间的次数为多次。于本实施例中,第二绕组42的第二中间部422穿设于第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第一公共磁柱32与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第二公共磁柱33之间、第三耦合磁柱36与第四耦合磁柱71之间、第一公共磁柱32与第四耦合磁柱71之间以及第四耦合磁柱71与第五耦合磁柱72之间的次数为两次。第二绕组42的第二输出部423穿设于第二公共磁柱33与第五耦合磁柱72之间。
且于本实施例中,第一绕组41包含至少一个第一连接部414,例如图12所示的一个第一连接部414,第一连接部414穿设于第一公共磁柱32与第一耦合磁柱34之间、磁芯组件3的第三侧31c、磁芯组件3的第一侧31a、磁芯组件3的第四侧31d以及第一公共磁柱32与第五耦合磁柱72之间,且第一连接部414连接于第一绕组41首尾相连的两个第一中间部412之间。第二绕组42包含至少一个第二连接部424,例如图12所示的一个第二连接部424,第二连接部424穿设于第二公共磁柱33与第一耦合磁柱34之间、磁芯组件3的第三侧31c、磁芯组件3的第二侧31b、磁芯组件3的第四侧31d以及第二公共磁柱33与第五耦合磁柱72之间,且第二连接部424连接于第二绕组42首尾相连的两个第二中间部422之间。图12实现了每个绕组等于2匝的耦合电感,类似的方法也可以用于实现每个绕组大于2匝的耦合电感;相比于图3的每个绕组单匝的耦合电感,每个绕组大于等于2匝的耦合电感获得了每个绕组圈数增加,从而获得每个绕组感量增加的好处,或则每个绕组饱和电流增加的好处,或则磁芯损耗下降的好处。
根据上述图3、图10及图12的三个实施例可归纳出第一绕组41及第二绕组42穿设于磁芯组件3的多个耦合磁柱之间的规律如下。第一绕组41穿设于每一耦合磁柱及相邻的耦合磁柱之间、第偶数个耦合磁柱及第二公共磁柱33之间与第奇数个耦合磁柱及第一公共磁柱32之间,第二绕组42穿设于每一耦合磁柱及相邻的耦合磁柱之间、第偶数个耦合磁柱及第一公共磁柱32之间与第奇数个耦合磁柱及第二公共磁柱33之间。且于耦合磁柱的个数为奇数个时,第一绕组41的第一输出部413穿设于最后一个耦合磁柱及第一公共磁柱32之间,第二绕组42的第二输出部423穿设于最后一个耦合磁柱及第二公共磁柱33之间,而于耦合磁柱的个数为偶数个时,第一绕组41的第一输出部413穿设于最后一个耦合磁柱及第二公共磁柱33之间,第二绕组42的第二输出部423穿设于最后一个耦合磁柱及第一公共磁柱32之间。根据上述规律可知,第一绕组41及第二绕组42之间相互叠合的次数为耦合磁柱的个数减一。
请参阅图13及图14,其中图13为本公开第六实施例的带原边绕组的磁性组件的功率变换模块的结构示意图,图14为图13所示的功率变换模块的关键位置电压信号波形图。如图所示,相较于图2所示的磁性组件2用以耦合电感,本实施例的磁性组件2e用以构成耦合变压器,且包含原边绕组81、第一副边绕组82、第二副边绕组83、第一整流器件MA、第二整流器件MB及输出电容Co,于图13中,为了便于显示原边绕组81、第一副边绕组82及第二副边绕组83的结构特征,图13中仅图示出磁芯组件3的第二磁盖38,而未示出磁芯组件3的第一磁盖。原边绕组81、第一副边绕组82及第二副边绕组83按序交叠设置于第一磁盖及第二磁盖38之间。
原边绕组81的一端连接于外部交变电压9的一端,原边绕组81的另一端连接于外部交变电压9的另一端,由于外部交变电压9提供交流脉冲电压UAB,而使原边绕组81的两端之间具有交流脉冲电压UAB,其中交流脉冲电压UAB为三电平或两电平的交流脉冲电压,而外部交变电压9所提供的交流脉冲电压UAB的工作模式将于后说明。如图13所示,原边绕组81按序穿设于第一耦合磁柱34与第二公共磁柱33之间、第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间、第二耦合磁柱35与第一公共磁柱32之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第三耦合磁柱36与第二公共磁柱33之间、磁芯组件3的第四侧31d(即第三耦合磁柱36远离第二耦合磁柱35的一侧)、第三耦合磁柱36与第一公共磁柱32之间、第二耦合磁柱35与第三耦合磁柱36之间、第二耦合磁柱35与第二公共磁柱33之间、第一耦合磁柱34与第二耦合磁柱35之间以及第一耦合磁柱34与第一公共磁柱32之间。
第一副边绕组82的输入端与第一整流器件MA连接,第一副边绕组82的输出端与输出电容Co的正输出端Vout+连接。第二副边绕组83的输入端与第二整流器件MB连接,第二副边绕组83的输出端与输出电容Co的正输出端Vout+连接。而第一副边绕组82及第二副边绕组83绕制于磁芯组件3的方式相似于图4的第一绕组41及第二绕组42绕制于磁芯组件3的方式,故于此不再赘述。
第一整流器件MA及第二整流器件MB可由金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)、二极管、氮化镓场效应晶体管(GaN FET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)所构成,于图13中以金属氧化物半导体场效晶体管为例。第一整流器件MA的漏极(drain)连接于第一副边绕组82的输入端,第一整流器件MA的源极(source)连接于输出电容Co的负输出端Vout-。于一些实施例中,第一整流器件MA由二极管所构成,则第一整流器件MA的阴极连接于第一副边绕组82的输入端,第一整流器件MA的阳极连接于输出电容Co的负输出端Vout-。第二整流器件MB的漏极(drain)连接于第二副边绕组83的输入端,第二整流器件MB的源极(source)连接于第一整流器件MA的源极及输出电容Co的负输出端Vout-。于一些实施例中,第二整流器件MB由二极管所构成,则第二整流器件MB的阴极连接于第二副边绕组83的输入端,第二整流器件MB的阳极连接于输出电容Co的负输出端Vout-。
而如图14所示,外部交变电压9所提供的交流脉冲电压UAB为三电平的电压,当交流脉冲电压UAB为正电压时,第一整流器件MA接收开通信号而处于导通状态,且第二整流器件MB接收关断信号而处于关断状态;而当交流脉冲电压UAB为无电压时,第一整流器件MA接收开通信号而处于导通状态,且第二整流器件MB接收开通信号而处于导通状态;而当交流脉冲电压UAB为负电压时,第一整流器件MA接收关断信号而处于关断状态,第二整流器件MB接收开通信号而处于导通状态。根据上述控制方式,第一副边绕组82的直流电流方向由第一副边绕组82的输入端流向第一副边绕组82的输出端,且第二副边绕组83的直流电流方向亦由第二副边绕组83输入端流向第二副边绕组83输出端。相比于图3绕组耦合电感,该原边绕组81、第一副边绕组82、第二副边绕组83三者耦合的磁性组件,也可以被称为耦合变压器。该耦合变压器相比于耦合电感,不仅获得副边绕组纹动电流小,中柱损耗小的优点,进一步由于原边绕组的存在,在满足相同的输出电压比输入电压增益条件下,还获得了占空比增加,副边绕组伏秒积进一步下降,磁芯损耗下降,电流有效值下降,导通损耗下降的好处。
当然,于另一些实施例中,磁性组件亦可包含数量更多的耦合磁柱以构成耦合变压器,于此不再赘述。
综上所述,本公开的磁性组件的第一绕组的第一中间部及第二绕组的第二中间部皆穿设于第一耦合磁柱及第二耦合磁柱之间,且第一绕组的第一中间部及第二绕组的第二中间部皆穿设于第二耦合磁柱及第三耦合磁柱之间,故可知第一绕组及第二绕组之间具有两个叠合处(或交叉处)以使第一绕组及第二绕组之间具有两次的交叉,故本公开的磁性组件具有磁盖厚度薄,磁性组件的磁芯损耗低的好处,进一步使得磁性组件的传导热阻低。
Claims (60)
1.一种绕组耦合的磁性组件,包含:
一第一公共磁柱;
一第二公共磁柱,与该第一公共磁柱相对设置;
依次间隔设置的一第一耦合磁柱、一第二耦合磁柱及一第三耦合磁柱,且位于该第一公共磁柱与该第二公共磁柱之间,其中该第二耦合磁柱位于该第一耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间;
一第一绕组,包含依次连接的一第一输入部、一第一中间部及一第一输出部,该第一输入部穿设于该第一公共磁柱与该第一耦合磁柱之间,该第一中间部穿设于该第一耦合磁柱与该第二耦合磁柱之间、该第二公共磁柱与该第二耦合磁柱之间以及该第二耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间,该第一输出部穿设于该第一公共磁柱与该第三耦合磁柱之间;以及
一第二绕组,包含依次连接的一第二输入部、一第二中间部及一第二输出部,该第二输入部穿设于该第二公共磁柱与该第一耦合磁柱之间,该第二中间部穿设于该第一耦合磁柱与该第二耦合磁柱之间、该第一公共磁柱与该第二耦合磁柱之间以及该第二耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间,该第二输出部穿设于该第二公共磁柱与该第三耦合磁柱之间。
2.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的磁阻与该第二公共磁柱的磁阻分别大于三倍的该第一耦合磁柱的磁阻、三倍的该第二耦合磁柱的磁阻或三倍的该第三耦合磁柱的磁阻。
3.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的磁阻与该第二公共磁柱的磁阻分别大于五倍的该第一耦合磁柱的磁阻、五倍的该第二耦合磁柱的磁阻或五倍的该第三耦合磁柱的磁阻。
4.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一耦合磁柱、该第二耦合磁柱及该第三耦合磁柱皆不具有气隙。
5.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱具有一第一公共柱气隙,该第二公共磁柱具有一第二公共柱气隙,该第一耦合磁柱具有一第一耦合柱气隙,该第二耦合磁柱具有一第二耦合柱气隙,该第三耦合磁柱具有一第三耦合柱气隙,该第一公共柱气隙的长度与该第二公共柱气隙的长度分别大于该第一耦合柱气隙的长度、该第二耦合柱气隙的长度及该第三耦合柱气隙的长度。
6.如权利要求1所述的磁性组件,其中该磁性组件还包含一第一磁盖及一第二磁盖,该第一磁盖与该第二磁盖相对设置,其中该第一磁盖具有相对的一表面及一底面,该第二磁盖具有相对的一表面及一底面,该第一公共磁柱、该第二公共磁柱、该第一耦合磁柱、该第二耦合磁柱及该第三耦合磁柱均位于该第一磁盖的该底面与该第二磁盖的该底面之间。
7.如权利要求6所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱具有一第一公共柱气隙,该第一公共柱气隙位于该第一公共磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第一公共柱气隙位于该第一公共磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第一公共柱气隙位于该第一公共磁柱的中间位置;
该第二公共磁柱具有一第二公共柱气隙,该第二公共柱气隙位于该第二公共磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第二公共柱气隙位于该第二公共磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第二公共柱气隙位于该第二公共磁柱的中间位置;
该第一耦合磁柱具有一第一耦合柱气隙,该第一耦合柱气隙位于该第一耦合磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第一耦合柱气隙位于该第一耦合磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第一耦合柱气隙位于该第一耦合磁柱的中间位置;
该第二耦合磁柱具有一第二耦合柱气隙,该第二耦合柱气隙位于该第二耦合磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第二耦合柱气隙位于该第二耦合磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第二耦合柱气隙位于该第二耦合磁柱的中间位置;以及
该第三耦合磁柱具有一第三耦合柱气隙,该第三耦合柱气隙位于该第三耦合磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第三耦合柱气隙位于该第三耦合磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第三耦合柱气隙位于该第三耦合磁柱的中间位置。
8.如权利要求6所述的磁性组件,其中该磁性组件包含一本体,该本体包含一第一表面、一第二表面、多个侧壁面及一导电层,该第一表面与该第二表面相对设置,所述多个侧壁面位于该第一表面及该第二表面之间,该本体的该第一表面相邻于该第一磁盖,该本体的该第二表面相邻于该第二磁盖,而该第一公共磁柱、该第二公共磁柱、该第一耦合磁柱、该第二耦合磁柱及该第三耦合磁柱皆设置于该本体内,且位于所述多个侧壁面之间,该导电层嵌设于该本体内,且该导电层与该第一绕组及该第二绕组相连接。
9.如权利要求8所述的磁性组件,其中该本体的该第一表面至该第二表面之间的距离大于该第一磁盖的该表面至该第二磁盖的该表面之间的距离。
10.如权利要求8所述的磁性组件,其中该磁性组件包含多个导接部,该导接部中的至少两个导接部分别与该第一绕组的该第一输入部及该第二绕组的该第二输入部连接,用于电流的输入;以及
该导接部中的至少一个导接部与该第一绕组的该第一输出部及该第二绕组的该第二输出部连接,用于电流的输出。
11.如权利要求8所述的磁性组件,其中该磁性组件包含多个导接部,该导接部中的至少两个导接部分别与该第一绕组的该第一输入部及该第二绕组的该第二输入部连接,用于电流的输入;以及
该导接部中的至少两个导接部分别与该第一绕组的该第一输出部及该第二绕组的该第二输出部连接,用于电流的输出。
12.如权利要求10或11所述的磁性组件,其中用于电流的输入的该导接部设置于该本体的该第一表面上或设置于该本体的所述多个侧壁面上,用于电流的输出的该导接部设置于该本体的该第二表面上或设置于该本体的所述多个侧壁面上。
13.如权利要求10或11所述的磁性组件,其中该导接部皆设置于该本体的该第一表面上,或皆设置于该本体的所述多个侧壁面上,或皆设置于该本体的该第二表面上。
14.如权利要求6所述的磁性组件,其中构成该第一耦合磁柱的材料、构成该第二耦合磁柱的材料及构成该第三耦合磁柱的材料相异于构成该第一公共磁柱的材料及构成该第二公共磁柱的材料。
15.如权利要求14所述的磁性组件,其中构成该第一耦合磁柱的材料、构成该第二耦合磁柱的材料及构成该第三耦合磁柱的材料为高磁导率材料,构成该第一公共磁柱的材料及构成该第二公共磁柱的材料为低磁导率材料。
16.如权利要求14所述的磁性组件,其中构成该第一耦合磁柱的材料、构成该第二耦合磁柱的材料及构成该第三耦合磁柱的材料为铁氧体材料,构成该第一公共磁柱的材料及构成该第二公共磁柱的材料为铁粉材料,其中该第一耦合磁柱及该第三耦合磁柱与第一磁盖和第二磁盖形成一闭合回路,该闭合回路在第一磁盖位置和第二磁盖位置由高磁导率材料所构成。
17.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一绕组的直流电流按序流经该第一输入部、该第一中间部及该第一输出部,该第二绕组的直流电流按序流经该第二输入部、该第二中间部及该第二输出部。
18.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一绕组的该第一输出部及该第二绕组的该第二输出部相连接,且该第一输出部及该第二输出部的连接处相邻于该第三耦合磁柱远离该第一耦合磁柱的一侧。
19.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一绕组的该第一输入部及该第一输出部之间施加一第一交流电压,该第二绕组的该第二输入部及该第二输出部之间施加一第二交流电压,其中同一时刻该第一交流电压的电压信号及该第二交流电压的电压信号之间错相150-210度。
20.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的截面积及该第二公共磁柱的截面积的总和大于该第一耦合磁柱的截面积、该第二耦合磁柱的截面积及该第三耦合磁柱的截面积的总和。
21.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的截面积及该第二公共磁柱的截面积的总和小于或等于该第一耦合磁柱的截面积、该第二耦合磁柱的截面积及该第三耦合磁柱的截面积的总和。
22.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的截面积近似等于该第二公共磁柱的截面积,该第一耦合磁柱的截面积近似等于该第三耦合磁柱的截面积,该第二耦合磁柱的截面积近似等于该第一耦合磁柱的截面积与该第三耦合磁柱的截面积的总和。
23.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一绕组及该第二绕组分别由两个铜条所构成,或该第一绕组及该第二绕组由一印刷电路板内的铜皮或铜条所构成,其中该磁性组件还包含一绝缘介质,以将该第一绕组及该第二绕组隔离。
24.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱及该第二公共磁柱呈镜像相对设置,该第一耦合磁柱、该第二耦合磁柱、该第三耦合磁柱、该第一绕组及该第二绕组均呈镜像对称。
25.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一绕组的该第一中间部的数量为多个,而该第一绕组的电流流经该第一耦合磁柱与该第二耦合磁柱之间、该第二公共磁柱与该第二耦合磁柱之间以及该第二耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间的次数为多次;以及
该第二绕组的该第二中间部的数量为多个,而该第二绕组的电流流经该第一耦合磁柱与该第二耦合磁柱之间、该第一公共磁柱与该第二耦合磁柱之间以及该第二耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间的次数为多次。
26.如权利要求25所述的磁性组件,其中该第一绕组还包含至少一个第一连接部,该第一连接部部分地围绕该第一公共磁柱,且连接于首尾相连的两个第一中间部之间;以及
该第二绕组还包含至少一个第二连接部,该第二连接部部分地围绕该第二公共磁柱,且该第二连接部连接于首尾相连的两个第二中间部之间。
27.如权利要求1所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱包含多个第一公共子磁柱,所述多个第一公共子磁柱间隔设置,该第二公共磁柱包含多个第二公共子磁柱,所述多个第二公共子磁柱间隔设置。
28.如权利要求1所述的磁性组件,其中该磁性组件包含一原边绕组,该原边绕组穿设于该第一公共磁柱与该第一耦合磁柱之间、该第一耦合磁柱与该第二耦合磁柱之间、该第二耦合磁柱与该第二公共磁柱之间、该第二耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间、该第三耦合磁柱与该第一公共磁柱之间、该第三耦合磁柱远离该第二耦合磁柱的一侧、该第三耦合磁柱与该第二公共磁柱之间、该第二耦合磁柱与该第三耦合磁柱之间、该第二耦合磁柱与该第一公共磁柱之间、该第一耦合磁柱与该第二耦合磁柱之间以及该第二公共磁柱与该第一耦合磁柱之间,其中该原边绕组绕制于该第二耦合磁柱的匝数为至少一匝。
29.一种绕组耦合的磁性组件,包含:
一第一磁盖,具有一表面;
一第二磁盖,具有一表面;
一第一公共磁柱,位于该第一磁盖及该第二磁盖之间;
一第二公共磁柱,与该第一公共磁柱相对设置,且位于该第一磁盖及该第二磁盖之间;
N个耦合磁柱,依次间隔设置于该第一公共磁柱及该第二公共磁柱之间,且位于该第一磁盖及该第二磁盖之间,其中N为大于或等于3的整数;
一第一绕组,穿设于每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间、所述N个耦合磁柱中的第偶数个耦合磁柱与该第二公共磁柱之间以及所述N个耦合磁柱中的第奇数个耦合磁柱与该第一公共磁柱之间,且该第一绕组包含按序连接的一第一输入部、一第一中间部及一第一输出部,该第一输入部穿设于该第一公共磁柱与所述N个耦合磁柱中的第一个耦合磁柱之间,该第一中间部连接于该第一输入部与该第一输出部之间,其中于N为奇数时,该第一输出部穿设于所述N个耦合磁柱中的第N个耦合磁柱与该第一公共磁柱之间,于N为偶数时,该第一输出部穿设于所述N个耦合磁柱中的该第N个耦合磁柱与该第二公共磁柱之间;以及
一第二绕组,穿设于每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间、所述N个耦合磁柱中的该第奇数个耦合磁柱与该第二公共磁柱之间以及所述N个耦合磁柱中的该第偶数个耦合磁柱与该第一公共磁柱之间,且该第二绕组包含按序连接的一第二输入部、一第二中间部及一第二输出部,该第二输入部穿设于该第二公共磁柱与所述N个耦合磁柱中的该第一个耦合磁柱之间,该第二中间部连接于该第二输入部与该第二输出部之间,其中于N为奇数时,该第二输出部穿设于所述N个耦合磁柱中的该第N个耦合磁柱与该第二公共磁柱之间,于N为偶数时,该第二输出部穿设于所述N个耦合磁柱中的该第N个耦合磁柱与该第一公共磁柱之间。
30.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的磁阻与该第二公共磁柱的磁阻分别大于三倍的每一耦合磁柱的磁阻。
31.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的磁阻与该第二公共磁柱的磁阻分别大于五倍的每一耦合磁柱的磁阻。
32.如权利要求29所述的磁性组件,其中每一耦合磁柱皆不具有气隙。
33.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱具有一第一公共柱气隙,该第二公共磁柱具有一第二公共柱气隙,每一耦合磁柱具有一耦合柱气隙,该第一公共柱气隙的长度与该第二公共柱气隙的长度分别大于每一耦合磁柱的该耦合柱气隙的长度。
34.如权利要求33所述的磁性组件,其中该第一公共柱气隙位于该第一公共磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第一公共柱气隙位于该第一公共磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第一公共柱气隙位于该第一公共磁柱的中间位置;该第二公共柱气隙位于该第二公共磁柱与该第一磁盖之间,及/或该第二公共柱气隙位于该第二公共磁柱与该第二磁盖之间,及/或该第二公共柱气隙位于该第二公共磁柱的中间位置;每一耦合磁柱的该耦合柱气隙位于对应的该耦合磁柱与该第一磁盖之间,及/或每一耦合磁柱的该耦合柱气隙位于对应的该耦合磁柱与该第二磁盖之间,及/或每一耦合磁柱的该耦合柱气隙位于对应的该耦合磁柱的中间位置。
35.如权利要求29所述的磁性组件,其中该磁性组件包含一本体,该本体包含一第一表面、一第二表面、多个侧壁面及一导电层,该第一表面与该第二表面相对设置,所述多个侧壁面位于该第一表面及该第二表面之间,该本体的该第一表面相邻于该第一磁盖,该本体的该第二表面相邻于该第二磁盖,而该第一公共磁柱、该第二公共磁柱及所述N个耦合磁柱皆设置于该本体内,且位于所述多个侧壁面之间,该导电层嵌设于该本体内,且该导电层与该第一绕组及该第二绕组相连接。
36.如权利要求35所述的磁性组件,其中该本体的该第一表面至该第二表面之间的距离大于该第一磁盖的该表面至该第二磁盖的该表面之间的距离。
37.如权利要求35所述的磁性组件,其中该磁性组件包含多个导接部,该导接部中的至少两个导接部分别与该第一绕组的该第一输入部及该第二绕组的该第二输入部连接,用以电流的输入;以及
该导接部中的至少一个导接部与该第一绕组的该第一输出部及该第二绕组的该第二输出部连接,用以电流的输出。
38.如权利要求35所述的磁性组件,其中该磁性组件包含多个导接部,该导接部中的至少两个导接部分别与该第一绕组的该第一输入部及该第二绕组的该第二输入部连接,用于电流的输入;以及
该导接部中的至少两个导接部分别与该第一绕组的该第一输出部及该第二绕组的该第二输出部连接,用于电流的输出。
39.如权利要求37或38所述的磁性组件,其中用于电流的输入的该导接部设置于该本体的该第一表面上或设置于该本体的所述多个侧壁面上;以及
用于电流的输出的该导接部设置于该本体的该第二表面上或设置于该本体的所述多个侧壁面上。
40.如权利要求37或38所述的磁性组件,其中该导接部皆设置于该本体的该第一表面上,或皆设置于该本体的所述多个侧壁面上,或皆设置于该本体的该第二表面上。
41.如权利要求29所述的磁性组件,其中构成每一耦合磁柱的材料相异于构成该第一公共磁柱的材料及构成该第二公共磁柱的材料。
42.如权利要求41所述的磁性组件,其中构成每一耦合磁柱的材料为高磁导率材料,构成该第一公共磁柱的材料及构成该第二公共磁柱的材料为低磁导率材料。
43.如权利要求41所述的磁性组件,其中构成每一耦合磁柱的材料皆为铁氧体材料,构成该第一公共磁柱的材料及构成该第二公共磁柱的材料皆为铁粉材料,其中第一耦合磁柱及该第N个耦合磁柱搭配第一磁盖和第二磁盖形成一闭合回路,该闭合回路在第一磁盖位置和第二磁盖位置由高磁导率材料所构成。
44.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一绕组的直流电流按序流经该第一输入部、该第一中间部及该第一输出部,该第二绕组的直流电流按序流经该第二输入部、该第二中间部及该第二输出部。
45.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一绕组的该第一输出部及该第二绕组的该第二输出部相连接,且该第一输出部及该第二输出部的连接处相邻于该第N个耦合磁柱远离该第一个耦合磁柱的一侧。
46.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一绕组的该第一输入部及该第一输出部之间施加一第一交流电压,该第二绕组的该第二输入部及该第二输出部之间施加一第二交流电压,其中同一时刻该第一交流电压的电压信号及该第二交流电压的电压信号之间错相150-210度。
47.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的截面积及该第二公共磁柱的截面积的总和大于所述N个耦合磁柱的截面积的总和。
48.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的截面积及该第二公共磁柱的截面积的总和小于或等于所述N个耦合磁柱的截面积的总和。
49.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱的截面积近似等于该第二公共磁柱的截面积,所述N个耦合磁柱中的该第一个耦合磁柱的截面积近似等于该第N个耦合磁柱的截面积。
50.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一绕组及该第二绕组分别由两个铜条所构成,或该第一绕组及该第二绕组由一印刷电路板内的铜皮或铜条所构成,其中该磁性组件还包含一绝缘介质,以将该第一绕组及该第二绕组隔离。
51.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱及该第二公共磁柱呈镜像相对设置,第一耦合磁柱、第二耦合磁柱、第三耦合磁柱、该第一绕组及该第二绕组均呈镜像对称。
52.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一绕组的该第一中间部的数量为多个,而该第一绕组的电流流经每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间的次数为多次;以及
该第二绕组的该第二中间部的数量为多个,而该第二绕组的电流流经每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间的次数为多次。
53.如权利要求52所述的磁性组件,其中该第一绕组还包含至少一个第一连接部,该第一连接部部分地围绕该第一公共磁柱,且连接于首尾相连的两个第一中间部之间;以及
该第二绕组还包括至少一个第二连接部,该第二连接部部分地围绕该第二公共磁柱,且该第二连接部连接于首尾相连的两个第二中间部的两端之间。
54.如权利要求29所述的磁性组件,其中该第一公共磁柱包含多个第一公共子磁柱,所述多个第一公共子磁柱间隔设置,该第二公共磁柱包含多个第二公共子磁柱,所述多个第二公共子磁柱间隔设置。
55.如权利要求29所述的磁性组件,其中该磁性组件包含一原边绕组,该原边绕组穿设于每一耦合磁柱与相邻的耦合磁柱之间、每一耦合磁柱与该第一公共磁柱之间以及每一耦合磁柱及该第二公共磁柱之间,其中该原边绕组绕制于所述N个耦合磁柱中的第二个耦合磁柱至第N-1个耦合磁柱的匝数为至少一匝。
56.一种功率变换模块,包含:
至少一个如权利要求1或29所述的绕组耦合的该磁性组件;以及
至少两个半桥桥臂,每一半桥桥臂的中点分别连接至第一绕组的第一输入部及第二绕组的第二输入部。
57.如权利要求56所述的功率变换模块,其中所述至少两个半桥桥臂位于第一耦合磁柱远离第三耦合磁柱的一侧。
58.如权利要求56所述的功率变换模块,其中所述至少两个第一半桥桥臂沿一第一方向而投影于一第一虚拟面上的投影分别与该第一绕组沿该第一方向而投影于该第一虚拟面的投影之间部分重叠,且所述至少两个第一半桥桥臂沿该第一方向而投影于该第一虚拟面上的投影分别与该第二绕组沿该第一方向而投影于该第一虚拟面的投影之间部分重叠;或者所述至少两个第一半桥桥臂沿一第二方向而投影于一第二虚拟面上的投影分别与该第一绕组沿该第二方向而投影于该第二虚拟面的投影之间部分重叠,且所述至少两个第一半桥桥臂沿该第二方向而投影于该第二虚拟面上的投影分别与该第二绕组沿该第二方向而投影于该第二虚拟面的投影之间部分重叠。
59.如权利要求56所述的功率变换模块,其中该功率变换模块包含一输出电容,该输出电容的一端与该第一绕组的第一输出部及该第二绕组的第二输出部连接,该输出电容的另一端与所述至少两个半桥桥臂的接地端连接。
60.如权利要求56所述的功率变换模块,其中输出正端位于该第三耦合磁柱远离该第一耦合磁柱的一侧。
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