CN116525263A - 磁性元件及变压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁性元件(1)，尤其用于无线充电变压器，包括磁芯(2)，至少一个设置在磁芯(2)上的扁平预缠绕的主电线圈(3)和至少一个缠绕在磁芯(2)周围的次电线圈(4)。本发明还涉及一种变压器(100)，其中包括作为初级磁性元件(101)和/或作为次级磁性元件(102)的磁性元件(1)。

Description

磁性元件及变压器
技术领域
本发明涉及一种磁性元件，尤其是适用于无线充电变压器的磁性元件，以及包括该磁性元件的变压器，尤其是适用于无线充电的变压器。
背景技术
传统的无线充电变压器包括初级侧磁性元件和次级侧磁性元件。初级侧磁性元件通常存在于无线充电设备中，而次级侧磁性元件通常存在于移动设备中，例如在智能手机或汽车中。不利的是，与电能或功率从初级侧传输到次级侧的效率相关的耦合系数通常较低。此外，在汽车应用中，为电动车辆的大型电池充电所需的功率非常高，使得普通的无线充电变压器不适合汽车应用。其中，由于耦合系数差，这种无线充电变压器通常不适合在汽车应用中初级侧和次级侧磁性元件之间的大气隙(air-gap)上传输大量电能。此外，如果传统无线充电变压器的初级侧和次级侧磁性元件没有接近完美地对齐，耦合系数会显著降低。另外，传统的磁性元件包括大量的铁氧体材料，该铁氧体材料昂贵、沉重并且体积或尺寸大。铜损耗和发热也是与传统磁性元件相关的常见问题。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种磁性元件，尤其是用于无线充电变压器的磁性元件，其克服了上述缺点。具体地，本发明的一个目标是提供一种具有改进的耦合系数、减少的损耗、低重量、低成本和低发热的磁性元件。此外，本发明的一个目标还在于提供一种变压器，尤其是用于无线充电的变压器，其具有改进的耦合系数、减少的损耗、低重量、低成本和低发热。
这些目标的解决方案是通过独立权利要求的特征来解决。从属权利要求包含本发明的有利实施例。
本发明涉及一种磁性元件，尤其是用于无线充电变压器的磁性元件，其中该磁性元件包括磁芯以及至少一个扁平预缠绕的主电线圈和至少一个次电线圈。该至少一个主电线圈设置在该磁芯上，而不是缠绕在该磁芯上。该至少一个次电线圈缠绕在该磁芯周围。
本发明的磁性元件具有以下优点：磁性元件具有改进的耦合系数、减少的损耗、低重量、低成本和低发热。
磁性元件的磁芯优选地包括中心部和从中心部突出的至少一个或多个支架部，优选地两个或更多个，更优选地三个或更多，有利地四个或更多个支架部。
支架部优选地从磁芯的侧面突出。其中，一个或多个支架部优选地从磁芯的单侧的表面突出。换句话说，磁芯的每个或任何一个侧表面具有从磁芯突出的一个或多个支架部。例如，两个或更多个支架部可以从单一侧的表面突出。特别地，磁芯的任何数量的侧表面可以具有从磁芯突出的两个或更多个支架部。优选地，磁芯的任何数量的侧表面，特别是所有的侧表面，具有从磁芯突出的一个支架部。
在与各个支架部突出的中心部的对应侧表面平行的方向上，支架部优选地比中心部薄。进一步优选地，各个支架部在垂直于中心部的各个侧表面的方向上比中心部薄或厚度相同。
支架部优选地分别从中心部以垂直于中心部的对应侧表面的方向突出。可替代地或除此之外，一个或多个支架部，尤其是所有的支架部，与中心部的侧表面呈一定角度突出。例如，支架部的投影或延伸方向与对应侧面之间的夹角可以约为25°或35°或45°或55°或65°。
优选地，支架部与磁芯的中心部一体形成。
在一个有利的实施例中，磁性元件包括至少一个扁平预缠绕的主电线圈。
有利地，每个主电线圈优选地包括一根电线，该电线被绝缘并围绕一主绕轴而缠绕。主电线圈被缠绕成扁平的。换句话说，优选地，主电线圈平行于主绕轴的横截面宽度是较小的。例如，横截面宽度优选为电线横截面宽度的四倍或更小，优选为三倍或更小，优选为两倍或更优选为一倍。换句话说，电线在平行于主绕轴的横截面方向上堆叠四次或更少次。优选地，电线不是沿横截面方向堆叠，对应的横截面宽度为电线横截面宽度的一倍。
优选地，与主绕轴平行的、对应于主电线圈的环宽的厚度介于0.1至1.0厘米之间并包括0.1和1.0厘米，优选地为0.1至0.5厘米，更优选地为0.2至0.4厘米，更优选地为0.3厘米。主电线圈垂直于主绕轴(即，从主电线圈的内圆周到外圆周的距离，也称为“环厚度”)的宽度优选地在磁芯垂直于主绕轴的最大尺寸的1％至30％之间，优选地在3％至25％之间。
优选地，主电线圈设置成围绕磁芯的中心部。优选地，主电线圈的主绕轴与从中心部的上表面垂直突出的轴线平行，优选地为同轴，优选地从中心部上表面的中心点突出。
有利的是，主电线圈具有与中心部的形状基本上相对应的形状。在这方面，“基本上相对应”意味着，例如，在中心部为矩形的情况下，主电线圈也被缠绕成矩形，优选地带有圆角。例如，在中心部是圆形或环形的情况下，主电线圈也是圆形或环形的。
优选地，磁性元件的次电线圈包括或由箔纸组成，优选为铜箔。进一步优选地，磁性元件的次电线圈由电线，尤其是铜线组成。
在一实施例中，磁性元件包括多个次电线圈。其中，次电线圈分别缠绕在支架部周围。
优选地，次电线圈绕次绕轴缠绕。次绕轴优选地平行于对应支架部的延伸或突出方向，次电线圈缠绕在上述对应支架部周围。
优选地，多个次电线圈分别缠绕在任意数量的支架部周围，特别是每个支架部周围。换句话说，优选地，在每个支架部上设有一个或多个次电线圈。此外，不同的支架部优选地包括不同数量的次电线圈。例如，一个次电线圈可以分别缠绕在一个或多个支架部上，而不止一个次电线圈可以缠绕在一个或多个其他支架部上。
在一有利实施例中，从平面视角，磁芯为从中心部突出的多个T形支架部形成的十字形状。每个T形支架部包括连接到中心部的侧表面的第一部，其中支架部从该侧表面突出。此外，每个T形支架部包括作为横杆的第二部。
优选地，十字形磁芯的中心部为矩形。更优选地，中心部是正方形。优选地，十字形磁芯的中心部是五边或更多边的多边形或圆形或椭圆形。
每个T形支架部的第二部优选地设置在与磁芯的中心部相对的第一部的末端。优选地，横杆设置在T形支架部中间的中央部，使得支架部对应于十字形或加号形。在这种情况下，在沿着支架部的延伸方向的方向上，在第二部的任一侧的支架部的部分也被定义为第一部。换言之，这样的支架部沿其延伸方向包括第一部、作为横杆的第二部和另一个第一部。
优选地，支架部的第二部沿垂直于第一部的延伸方向而延伸。然而，支架部的第二部也可以从第一部以非垂直的角度延伸。
进一步优选地，类似于T形的支架部，支架部可以是Y形，例如对应于“叉形”形状。其中，分叉部分被定义为上述支架部的第二部。
有利的是，第二部不一定是长条形。优选地，第二部包括弧形边缘。进一步优选地，第二部为椭圆形。在一有利实施例中，第二部为五边或更多边的多边形形状，其中，第二部在与第一部的延伸方向垂直的方向上比第一部在与它们的延伸方向垂直的方向上的宽度长。
优选地，每个支架部包括多个从中心部突出的第一部，尤其是两个或更多个。多个第一部优选地彼此平行。
有利地，次电线圈分别缠绕在上述支架部的第一部周围。
优选地，主电线圈与支架部的第一部部分重叠。优选地，主电线圈不与支架部的第二部重叠。
在一优选实施例中，次电线圈不缠绕在上述支架部的第二部周围。换句话说，次电线圈优选地仅分别缠绕在上述支架部的第一部周围。
有利地，支架部的所有第二部，尤其是T形支架部或Y形支架部的总上表面面积被定义为X，磁芯的中心部的上表面面积被定义为Y，其中，X/Y的比值优选地在0.7至1.3之间并包括0.7和1.3，优选地为0.8至1.2，优选地为0.9至1.1。优选地，比值X/Y为1。换句话说，在比值X/Y为1的情况下，所有第二部的总上表面面积等于磁芯的中心部的上表面面积。
优选地，磁性元件的次电线圈覆盖在支架部的上表面面积的1％至30％之间并包括1％和30％，或70％至100％之间并包括70％和100％。在一有利实施例中，优选地，当磁性元件被用作初级侧磁性元件时，磁性元件的次电线圈覆盖在支架部的上表面面积的1％至30％之间并且包括1％和30％。在这种情况下，所述初级侧磁性元件的主电线圈优选地覆盖支架部的剩余上表面区域。
在另一有利实施例中，优选地，当磁性元件用作次级侧磁性元件时，磁性元件的次电线圈覆盖在支架部的上表面面积的70％至100％之间并且包括70％和100％。
在另一有利实施例中，从平面视角，次电线圈缠绕在磁芯的中心部和主电线圈的一部分之间的支架部(尤其是T形或Y形的支架部)周围。优选地，从平面视角，次电线圈缠绕在主电线圈的圆周内的对应支架部的第一部周围。
进一步优选地，从平面视角，次电线圈缠绕在主电线圈和支架部的第二部之间的支架部周围，尤其是T形或Y形的支架部。优选地，在每个支架部具有多个第二部的情况下，次电线圈缠绕在磁芯的中心部和支架部的第一组第二部之间的第一部周围，特别是在主电线圈的外圆周和第一组第二部之间。优选地，其他次电线圈缠绕在支架部的其他第一部周围。
代替十字形状，磁芯优选地为星形形状，包括从中心部突出的五个或更多个支架部。优选地，从星形磁芯的中心部突出的支架部包括上述的支架部的形状中的任何一种或其组合。优选地，磁芯具有带有T形或Y形支架部的五边或更多边的中心部。
优选地，中心部为五边或更多边。优选地，如上所述，五边或更多边的中心部的每一边具有从其突出的一个或多个支架部。
特别地，在星形磁芯中，支架部不需要有横杆。然而，支架部可以具有位于次电线圈径向外侧的暴露区域。有利地，次电线圈径向外侧的所有暴露区域的总上表面面积被定义为X，磁芯的中心部的上表面面积定义为Y，其中X/Y的比值优选地在0.7至1.3之间并包括0.7和1.3，优选地为0.8至1.2，优选地为0.9至1.1。优选地，比值X/Y为1。换句话说，在比值X/Y为1的情况下，所有第二部的总上表面面积等于磁芯的中心部的上表面面积。
在另一实施例中，磁性元件包括至少两个主电线圈和多个次电线圈。其中，从平面视角，次电线圈分别缠绕在每个主电线圈的圆周内和/或外的磁芯周围。除此之外或可替代地，从平面视角，次电线圈优选地分别于主电线圈之间缠绕在磁芯周围。
优选地，磁芯为矩形，尤其是方形或条形。优选地，主电线圈设置成不重叠，优选地彼此间隔开，在磁芯的上表面和/或下表面的上面或上方。
有利地，次电线圈以使其次绕轴分别垂直于主电线圈的主绕轴的方式缠绕。换句话说，主电线圈在例如磁芯的上表面的上面或上方平行的情况下，次电线圈优选地缠绕在磁芯周围，以便具有沿着该上表面延伸的部分。
优选地，主电线圈为带有长边和短边的矩形。在这种情况下，次电线圈优选地缠绕在磁芯周围，使得次电线圈的次绕轴垂直于矩形电线圈的长边。
在另一实施例中，从平面视角，磁芯为梯形，包括至少两个主体部作为梯形的侧轨。此外，磁芯优选地具有至少一个连接部，优选地为两个、三个或更多个，作为梯形的横档并连接至少两个主体部。其中，次电线圈优选地分别缠绕在连接部周围。
优选地，磁芯包括三个或更多个主体部，这些主体部具有连接第一主体部和第二主体部的连接部以及连接第二主体部和第三主体部的连接部。磁芯优选地包括多个主体部之间的多个连接部。
优选地，连接部从各个主体部的侧面垂直突出。然而，连接部也可以从相应的主体部以非垂直的角度突出，从而相对于主体部倾斜。
优选地，连接部与主体部一体形成。
在另一实施例中，从平面视角，磁芯优选地为环形形状。优选地，磁芯为矩形环状。进一步优选地，磁芯为圆形环状。甚至更优选地，磁芯为五边或更多边的环状，尤其是六边或更多边的环状。
优选地，磁芯为闭合的环形形状，没有气隙。
优选地，磁芯为矩形环状，其中，磁性元件包括四个主电线圈，从平面视角，每个主电线圈被设置成围绕磁芯的一个角。
优选地，磁芯为五边或更多边的环状，带有连接磁芯侧面的对应的五个或更多个角，以及优选地，从平面视角，五个或更多个主电线圈的每个主电线圈被设置成围绕磁芯的一个角。
优选地，术语“从平面视角围绕一个角”是指主电线圈的绕轴与垂直于磁芯的上(或下)表面的轴线重合，并且相对于磁芯的环形厚度在该角上居中。
进一步优选地，尤其是在上述环形(矩形、圆形等)磁芯的情况下，磁性元件包括多个次电线圈，其中，这些次电线圈从平面视角分别设置在每个主电线圈的内圆周里。除此之外或可替代地，上述磁性元件包括多个从平面视角分别设置在主电线圈之间的次电线圈。
优选地，主电线圈从平面视角分别朝磁性元件的中心逐渐变细，尤其是磁性元件的磁芯的中心部的中心。
优选地，锥形主电线圈和/或次电线圈沿环形磁芯的圆周方向均匀分布。
在上述磁芯为环形(圆形，矩形，或五边或更多边环形)的情况下，主电线圈优选地从平面视角分别朝磁芯的中心逐渐变细。换句话说，主电线圈在从磁芯的外圆周向磁芯的内圆周的方向上逐渐变细。可选地，一个或多个主电线圈优选地在相反方向上从磁芯的内圆周向磁芯的外圆周逐渐变细。优选地，沿着磁芯的圆周方向，主电线圈在朝向磁芯的中心逐渐变细和在从磁芯的内圆周到外圆周的方向上逐渐变细之间交替。
优选地，主电线圈是三角形的锥形。更优选地，主电线圈是三角形的环形。其中，主电线圈的绕轴线被定义为三角形的中心。
优选地，多边形磁芯的每一边具有一个或多个次电线圈，尤其是正好一个次电线圈。
在环形磁芯的另一有利实施例中，磁芯从平面视角包括至少一个细长狭缝部分。每个这样的狭缝限定了围绕狭缝的磁芯的两个连接部，即在狭缝的任一侧。优选地，磁性元件包括围绕每个这样的连接部缠绕的一个或多个次电线圈。
更有利的是，从磁芯的横截面上，磁芯缠绕有次电线圈的部分是相对于磁芯未缠绕有次电线圈的部分而凸起。换句话说，磁芯被次电线圈围缠的部分是在垂直于对应的次电线圈的次绕轴的方向上凸起。
优选地，围绕上述狭缝部分的磁芯的连接部相对于磁芯的未缠绕有次电线圈的部分凸起。
优选地，磁性元件包括固定元件，尤其是由塑料和/或绝缘材料组成，其支撑主电线圈。该固定元件优选地设置在磁芯的支架部上。
优选地，所有主电线圈彼此电并联连接。优选地，次电线圈串联连接到主电线圈。在对称的情况下，其具有多个主电线圈，并且每个主电线圈具有整数倍的次电线圈，各多个次电线圈与一个主电线圈串联连接。例如，在提供两个主电线圈和四个次电线圈的情况下，四个次电线圈中的两个与第一主电线圈串联连接，并且其他两个次电线圈与第二主电线圈串联连接，其中第一主电线圈(连同其两个次电线圈)与第二主电线圈(连同其两个次电线圈)并联连接。
磁芯优选地包括或由铁磁材料构成，尤其是由铁氧体构成。
上述磁性元件的优点在于，归功于上述的磁芯形状，可以减少铁氧体材料的量，优选地包括磁芯，该铁氧体材料昂贵且沉重。此外，根据上述任一实施例的磁性元件提供了极好的耦合系数，从而提高了向第二磁性元件传递电功率的效率，并且还减少了损耗，尤其是其中的热损耗。也可以最小化磁性元件中的磁边缘场。
主电线圈的优点在于可以通过这些线圈承载更高的电流。次电线圈的优点在于可以向其施加更高的电压。
多个次电线圈优选地并联连接。优选地，主电线圈，尤其是初级磁性元件中的主电线圈并联连接以传递更大的功率。
优选地，基于磁性元件的电力需求来预定主和/或次电线圈的数量。
本发明还涉及一种变压器。优选地，变压器用于无线充电。
优选地，变压器包括至少一个根据上述任一实施例的磁性元件。特别地，变压器包括至少一个磁性元件，作为初级磁性元件或次级元件。例如，在变压器包括作为传输电力的初级磁性元件的磁性元件的情况下，可以采用与上述磁性元件不对应的另一磁性元件作为次级元件。换句话说，本发明的磁性元件可以用作将电力传输到任何其他磁性元件的初级侧磁性元件。另一方面，本发明的磁性元件可以优选地用作变压器的次级磁性元件，从而优选地被配置为接收由任何其他磁性元件传输的电力。
优选地，本发明的变压器包括至至少一个根据上述任一实施例的磁性元件作为用于传输电力的初级侧磁性元件，并且包括至少一个根据上述任一实施例的磁性元件作为用于接收由初级侧磁性元件传输的电力的次级侧磁性元件。
优选地，不包括主电线圈的磁性元件是变压器的次级侧磁性元件。进一步优选地，包括主电线圈的磁性元件是变压器的初级侧磁性元件。
变压器不限于用于无线充电。例如，通过理想或非理想变压器标识的已知参数的配置，变压器优选地被配置为例如升压或降压变压器等。
优选地，至少一个初级磁性元件包括至少一个主电线圈和多个次电线圈。进一步优选地，至少一个次级磁性元件包括多个次电线圈，并且不包括任何主电线圈。换句话说，次级磁性元件仅包括次电线圈。
优选地，初级磁性元件的次电线圈由电线，特别是铜线组成。进一步优选地，次级磁性元件的次级电线圈由箔，特别是铜箔组成。
优选地，直接位于支架部上方的次级磁性元件的次电线圈的上表面面积被定义为A，并且初级磁性元件的主电线圈和次电线圈的总上表面面积被定义为B，其中优选地A≤B，使得A/B的比值优选在0.3至1.0之间并包括0.3和1.0，优选0.5至0.8，更优选0.6至0.7。在一有利实施例中，比值A/B为1。换句话说，在比值A/B为1的情况下，直接位于支架部上方的次级磁性元件的次电线圈的上表面面积与初级磁性元件的主电线圈和次电线圈的总上表面面积相同。优选地，术语“直接位于支架部上方”对应于从平面视角与各个支架部重叠的各个线圈的部分，并且不包括不与各个支架部重叠的各个线圈的部分。
优选地，初级磁性元件包括数量为C的主电线圈和数量为D的次电线圈，其中C和D是整数，D优选地为C的倍数。优选地，D等于C的二分之一，优选为一倍，更优选为二倍，更优选为三倍，更优选为四倍或更多倍。C优选为1，优选为2，优选为3，更优选为4或更大。
优选地，变压器包括两个磁性元件作为用于传输电力的初级磁性元件。进一步优选地，变压器包括两个磁性元件作为用于接收所传输的电力的次级磁性元件。优选地，两个初级磁性元件具有相同的配置。进一步优选地，两个次级磁性元件具有相同的配置。甚至更优选地，所有初级磁性元件和次级磁性元件具有相同的配置。
优选地，初级磁性元件和次级磁性元件均包括带有矩形，特别是正方形的中心部的十字形磁芯。其中，初级磁性元件优选地包括一个主电线圈和八个次电线圈，其中，两个次电线圈分别缠绕在四个优选为T形的支架部中的一个上。进一步优选地，次电线圈缠绕在T形支架部的第一部周围。优选地，从平面视角，每支架部上一个次电线圈设置在主电线圈的中心部和内圆周之间。从平面视角，每支架部上第二次电线圈优选地设置在主电线圈的外圆周和支架部的第二部之间。优选地，该第二部是相对于磁芯的中心部设置在第一部末端的横杆。优选地，次级磁性元件仅包括次电线圈。其中，优选地，两个次电线圈分别缠绕在磁性元件的磁芯的四个支架部中的一个上。
优选地，变压器包括初级磁性元件和次级磁性元件，初级磁性元件和次级磁性元件均包括带有矩形，特别是正方形的中心部的十字形磁芯。优选地，次级磁性元件的支架部各自包括连接到中心部的公共侧表面的两个第一部以及作为连接两个第一部的横杆的第二部。优选地，一个次电线圈缠绕在每个支架部的每个第一部周围。因此，该次级磁性元件优选地包括八个第一部、四个第二部和八个次电线圈。
优选地，变压器包括初级磁性元件和次级磁性元件，初级磁性元件和次级磁性元件均包括带有矩形，特别是正方形的中心部的十字形磁芯。优选地，初级磁性元件和次级磁性元件均包括围绕在对应中心部的一个主电线圈和四个次电线圈。在初级磁性元件中，次电线圈优选地设置在主电线圈的外圆周和对应支架部的第二部之间，次电线圈在每支架部上缠绕在该第二部周围。此外，次级磁性元件中的次电线圈优选地设置在主电线圈的内圆周和磁芯的中心部之间。
优选地，在上述配置中，初级磁性元件和次级磁性元件均包括围绕矩形，特别是正方形的中心部的一个主电线圈，以及每支架部设置的两个次电线圈。其中，对于每个支架部，从平面视角在磁芯的中心部和主电线圈的内圆周之间设置一个次电线圈。第二次电线圈从平面视角设置在主电线圈的外圆周和对应支架部的第二部之间。
在进一步有利的实施例中，变压器的初级磁性元件和次级磁性元件均包括带有圆形，特别是环形的中心部及八个支架部的星形磁芯。此处的每个支架部优选地仅包括第一部。换句话说，支架部优选地不包括横杆(第二部)。进一步优选地，初级磁性元件包括围绕中心部的一个环形主电线圈和每个支架部上的一个次电线圈。优选地，次电线圈沿磁芯的径向设置在主电线圈的外圆周的外侧。优选地，次级磁性元件包括分别缠绕在每个支架部周围的一个次电线圈。换句话说，次级磁性元件优选地包括八个次电线圈，每个次电线圈缠绕在一个支架部周围。
在进一步有利的实施例中，变压器的初级磁性元件包括矩形，特别是条形的磁芯。初级磁性元件进一步优选地包括两个主电线圈，它们从平面视角彼此平行地设置在磁芯的一个上表面上。进一步优选地，初级磁性元件包括多个次电线圈，尤其包括八个次电线圈。优选地，主电线圈从平面视角是带有两个长边和两个短边的矩形。两个次电线圈，一个在主电线圈的圆周内，一个在主电线圈的圆周外，平行于主电线圈的每个长边设置。换句话说，主电线圈的每个长边被两个次电线圈夹在中间，其中次电线圈的绕轴线垂直于主电线圈的绕轴线。
优选地，在上述变压器中，次级磁性元件包括梯形的磁芯，其中磁芯包括作为梯形侧轨的两个主体部和作为梯形横档的三个连接部。进一步优选地，在每个连接部周围缠绕一个次电线圈。甚至更优选地，在每个连接部周围缠绕两个次电线圈。
在进一步有利的实施例中，变压器的初级磁性元件优选地包括上述带有两个矩形主电线圈的矩形磁芯。优选地，在主电线圈的圆周外的次磁电线圈仅设置在主电线圈之间。优选地，两个次磁电线圈设置在两个主电线圈的圆周之间和圆周之外。此外，一个或两个次电线圈设置在每个主电线圈的圆周内。
在进一步有利的实施例中，变压器的初级磁性元件优选地包括矩形，特别是方形的环形磁芯。进一步优选地，初级磁性元件包括用于磁芯的每个角的一个主电线圈。此外，初级磁性元件包括多个位于该主电线圈的圆周外侧的两个对应的主电线圈之间的次电线圈，特别是两个。此外，该初级磁性元件优选地包括在每个主电线圈的内圆周内的两个次电线圈。其中，在每个主电线圈的内圆周内的两个次电线圈优选地设置成从平面视角彼此垂直。此外，变压器的次级磁性元件还包括矩形的环形磁芯，特别是方形。优选地，次级磁芯比初级磁芯厚，特别是厚1.5至2倍，更优选为1.7至1.8倍。次级磁性元件优选地包括四个次电线圈，每个次电线圈缠绕在矩形环状的次级磁芯的四个边中的一个边周围。
在进一步优选的实施例中，上述次级磁性元件包括矩形环状的次级磁芯和次级磁芯每侧的两个次电线圈。此外，两个次电线圈围绕磁芯的凸起部分缠绕，其中凸起部分在垂直于平面图的横截面图中相对于没有被次电线圈缠绕的次级磁芯的其余部分凸起。
进一步优选地，次级磁性元件的矩形环状的磁芯每侧包括从平面视角的细长狭缝部分。换句话说，每个狭缝部分在平行于其所设置的磁芯的相应侧的方向上延伸。狭缝在平行于磁芯的各侧的方向上的长度等于磁芯各侧(形成磁芯的内圆周的部分的各侧)的内侧长度的0.8至1.2倍，优选0.9至1.1倍，甚至更优选1.0倍。在上述长度为内侧长度的1倍的情况下，换句话说，狭缝与磁芯中心的间隙一样长，该间隙限定磁芯的环形。因此，每个狭缝限定了磁芯的两个连接部，每侧分别连接磁芯的两角。优选地，在每个连接部周围缠绕一个次电线圈。优选地，连接部相对于磁芯的角部凸起。
在另一优选实施例中，初级磁性元件包括矩形环状磁芯。其中，优选地，初级磁性元件包括四个主电线圈，在磁芯的每个角上方各有一个。优选地，初级磁性元件还包括八个次电线圈，其中两个次线圈设置在两个对应的主电线圈之间。
优选地，初级磁性元件包括矩形环状磁芯。优选地，初级磁性元件包括四个主电线圈，在磁芯的每个角上方各有一个，其中主电线圈的对应侧表面彼此接触。优选地，这些主电线圈中的两个彼此接触。更优选地，在初级磁性元件中提供两组两个主电线圈，两个主电线圈彼此接触，两个不同组的主电线圈彼此不接触。在这种情况下，优选地，在两个主电线圈之间提供一个或多个次电线圈，特别是两个，这些两个主线圈的组中的每个组各设置一个次电线圈。换句话说，在彼此不接触的主电线圈之间提供两个次电线圈。更优选地，所有主电线圈都有接触另一个主电线圈。
在另一有利实施例中，变压器的初级磁性元件包括六边(六边形)的环状磁芯。此外，初级磁性元件包括六个主电线圈，每边各一个。主电线圈优选地朝向磁芯的中心逐渐变细。优选地，从平面视角，主电线圈是楔形或三角形的。进一步优选地，变压器的次级磁性元件还包括六边形环状磁芯。优选地，次级磁性元件包括六个次电线圈，每边各一个。当重叠初级磁性元件和次级磁性元件时，次级次电线圈优选地设置成从平面视角与初级磁性元件的主电线圈之间形成的间隙重叠。换句话说，初级磁芯的角优选地与次级磁芯的边的中心重叠。
在另一有利实施例中，变压器的初级磁性元件包括圆形的环状磁芯和多个，特别是八个锥形主电线圈。此外，次级磁性元件还包括圆形的环状磁芯和多个，特别是八个锥形主电线圈。主和/或次电线圈优选地沿着对应磁芯的圆周方向均匀分布。当初级磁性元件和次级磁性元件重叠时，次级磁性元件的次电线圈优选地与初级磁性元件的主电线圈之间的间隙重叠。
根据上述任一实施例的变压器的优势在于可以实现初级磁性元件和次级元件之间极好的耦合比。此外，变压器降低了材料成本并减少了损耗，尤其是热损耗。特别地，由于扁平的主电线圈的面积通常较大，初级磁性元件和次级磁性元件之间的偏移使它们不能完美对齐，因而会降低它们之间的耦合系数。换句话说，在上述实施例的变压器中，有利地增加了初级磁性元件和次级磁性元件之间完美对齐的偏移范围。
附图说明
参考附图，详细描述了本发明的优选实施例的进一步细节、优点和特征。其中：
图1示出了根据本发明第一实施例的磁性元件的平面示意图；
图2示出了根据本发明第二实施例的磁性元件的平面示意图；
图3示出了根据本发明第三实施例的磁性元件的平面示意图；
图4示出了根据本发明第四实施例的磁性元件的平面示意图；
图5示出了根据本发明第五实施例的磁性元件的平面示意图；
图6示出了根据本发明第六实施例的磁性元件的平面示意图；
图7示出了根据本发明第七实施例的磁性元件的平面示意图；
图8示出了根据本发明第八实施例的磁性元件的平面示意图；
图9示出了根据本发明第九实施例的磁性元件的平面示意图；
图10示出了根据本发明第十实施例的磁性元件的平面示意图；
图11示出了根据本发明第十一实施例的磁性元件的平面示意图；
图12示出了根据本发明第十二实施例的磁性元件的平面示意图；
图13示出了根据本发明第十三实施例的磁性元件的平面示意图；
图14示出了根据本发明第十四实施例的磁性元件的平面示意图；
图15示出了根据本发明第十五实施例的磁性元件的平面示意图；
图16示出了根据本发明第十六实施例的磁性元件的平面示意图；
图17示出了根据本发明第十七实施例的磁性元件的平面示意图；
图18示出了根据本发明第十七实施例的磁性元件的截面示意图；
图19示出了根据本发明第十八实施例的磁性元件的平面示意图；
图20示出了根据本发明第十八实施例的磁性元件的截面示意图；
图21示出了根据本发明第十九实施例的磁性元件的平面示意图；
图22示出了根据本发明第二十实施例的磁性元件的平面示意图；
图23示出了根据本发明第二十一实施例的磁性元件的平面示意图；
图24示出了根据本发明第二十二实施例的磁性元件的平面示意图；
图25示出了本发明的变压器的示意图。
附图标记：
1 磁性元件
2 磁芯
3 主电线圈
4 次电线圈
5 中心部
6 支架部
7 支架部的第一部
8 磁芯的一侧边
9 支架部的第二部
10 第二部的上表面
11 中心部的上表面
12 主电线圈的圆周
13 主绕轴线
14 次绕轴线
15 梯形的主体部
16 梯形的连接部
17 磁芯的角
18 磁芯的中心
19 磁芯的外圆周
20 定义角部的虚线
21 磁场线
22 电流
23 中心部的圆周
24 磁芯的长边
25 磁芯的短边
26 主电线圈的内圆周
27 磁芯的内圆周
28 凸起部分
29 狭缝
30 狭缝连接部
31 环厚度
32 变压器中的能量传递
33 狭缝的长度
34 磁芯的内侧长度
100 变压器
101 初级磁性元件
102 次级磁性元件
具体实施方式
图1示出了根据本发明第一实施例的磁性元件1的平面示意图。
本实施例的磁性元件1包括十字形状的磁芯2。其中，磁芯2包括方形中心部5和四个支架部6。
每个支架部6包括从中心部5突出的第一部7。特别地，每个第一部7连接到中心部5的一侧边8并从该侧边8凸出。此外，每个支架部6包括第二部9。第二部9是位于与中心部5相对的第一部7的末端的横杆。
所有第二部9的总体顶部面积10等于中心部5的顶部面积11。由此，可以在第二部9和中心部5之间提供有利的磁力线流动。
此外，本实施例的磁性元件1包括设置在磁芯2上的一个扁平预缠绕的主电线圈3。主电线圈3是预缠绕的，这意味着它不直接缠绕在磁性元件1的部件上，而是单独缠绕并放置在磁芯2上。磁性元件1还包括固定件(未示出)，其将主电线圈3固定在适当位置，特别是在磁芯2的上方。该固定件优选地由电绝缘材料形成。
如图1所示，主电线圈3设置成围绕磁芯2的中心部5。此外，主电线圈3与支架部6的第一部7的一部分重叠。主电线圈3不与支架部6的第二部9重叠。此处，主电线圈3的主绕轴13从磁芯2的中心部5的中心18突出，主电线圈3围绕该主绕轴缠绕(预缠绕)。换句话说，主绕轴13对应于中心部5的中心轴。
磁性元件1还包括八个次电线圈4。次电线圈4被定义为缠绕在磁芯2的部分周围的线圈。次电线圈4各自围绕支架部6的第一部7。此处，为每个支架部6提供了两个次电线圈4。每个次电线圈4的次绕轴14平行于支架部6的对应第一部7的延伸或突出方向。
此处，对于每个支架部6，在主电线圈3的圆周12的外侧提供一个次电线圈4。此外，在主电线圈3的圆周12的内侧提供一个次电线圈4。换句话说，一个次电线圈4设置在中心部5和主电线圈3的一部分之间，并且一个次电线圈4设置在主电线圈3的一部分和对应支架部6的第二部9之间。
磁芯2的十字形状的优点在于可以节省形成磁芯2的铁氧体材料，特别是在两个相邻支架部6中间的拐角处。此外，主电线圈3的优点在于可以覆盖大面积的绕组，从而增大了磁性元件1的耦合系数。
第二部9不必设置在与中心部5相对的第一部7的末端。相反，这些可以沿着第一部7的任何位置设置，例如在其中间。
图2示出了根据本发明第二实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，具有十字形磁芯2的磁性元件1包括四个次电线圈4。每个支架部6的次电线圈4设置在主电线圈3的圆周12内。换句话说，次电线圈4设置在磁芯2的中心部5和主电线圈3的一部分之间。
优选地，可不提供另外的次电线圈4。特别地，在主电线圈3的圆周12的外侧不提供另外的次电线圈4。
图3示出了根据本发明第三实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，具有十字形磁芯2的磁性元件1包括四个次电线圈4。每个支架部6的次电线圈4设置在主电线圈3的圆周12的外侧。换句话说，次电线圈4设置在主电线圈3的一部分和对应支架部6的第二部9之间。
优选地，可不提供另外的次电线圈4。特别地，在主电线圈3的圆周12的内侧不提供另外的次电线圈4。
第一至第三实施例中的磁性元件优选地是用于将电能传输到次级磁性元件的初级磁性元件，该次级磁性元件通过接收由初级磁性元件产生的磁场来接收电能(请参见图25及其描述)。
图4示出了根据本发明第四实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，具有十字形磁芯2的磁性元件1包括八个次电线圈4，每个支架部6各有两个，并且没有主电线圈3。另一方面，磁性元件1还可以在每个支架部6上包括多于或少于两个次电线圈4。例如，磁性元件1可以在每个支架部6上包括一个或三个或更多个次电线圈4。
此外，图4中所示的次电线圈4在每个支架部6上设置成两组，并缠绕在对应支架部6的第一部7周围。因此，次电线圈4设置在磁芯2的中心部5和对应支架部6的第二部9之间。
从图4可以看出，被引入磁芯2的结构中的磁场线21示出了磁场通过磁性元件1的流动，特别是在本实施例的磁性元件1被用作接收电能的次级磁性元件的情况下。此外，指入次电线圈4中的箭头22示出了流过次电线圈4的电流22。电流22由流过磁性元件1的磁场21产生。
图5示出了根据本发明第五实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，十字形磁芯2包括四个支架部6。在该实施例中，每个支架部6包括两个第一部7，每个第一部7从磁芯2的中心部5的一个侧表面8突出。换句话说，对于磁芯2的中心部5的每一侧边8，两个第一部7从中心部5突出。支架部6还各自包括一个第二部9。另一方面，磁芯2可以包括从磁芯2的中心部5的每一侧边8突出的三个或更多个第一部7。
如图5所示，一个次电线圈4缠绕在一个第一部7周围。换句话说，磁性元件1包括八个次电线圈4，每个次电线圈4缠绕在对应支架部6的一个第一部7周围。磁性元件1可以包括缠绕在对应支架部6的每个第一部7周围的不止一个次电线圈4。例如，磁性元件1可以在每个支架部6分别包括两个或三个或更多个次电线圈4。
根据本实施例的磁性元件1不包括主电线圈3。
第四和第五实施例中的磁性元件1优选地是次级磁性元件，用于从初级磁性元件接收电能。
图6示出了根据本发明第六实施例的磁性元件1的平面示意图。
本实施例中的磁芯2是星形的，包括圆形的中心部5和八个支架部6。支架部6分别从中心部5的圆周23突出。磁性元件1还可以包括多于或少于八个支架部6。例如，磁性元件1可以包括四个、五个、六个、七个或九个支架部6。
在该实施例中，支架部6是直杆形的，并且不包括横杆形的第二部9。然而，此处还优选地包括横杆形的第二部9，其优选地设置在所示的与中心部5相对的支架部6的末端。
此外，与中心部5相抵接的支架部6的末端部分示出为直的，而中心部5是圆形的。这些末端部分优选地也形成圆形，以便与圆形中心部5对齐紧靠。
支架部6可以附接到中心部5或与中心部5一体地形成。
此外，磁性元件1包括一个主电线圈3，其中主电线圈3的主绕轴线13与圆形中心部5的中心18重合。此外，磁性元件1在每个支架部6上包括一个缠绕在支架部6周围并设置在主电线圈3的圆周12的外侧的次电线圈4。磁性元件1还可以在每个支架部6上包括两个或三个或更多个次电线圈4，特别是全部设置在主电线圈3的圆周12的外侧，或者至少部分设置在主电线圈3的圆周12的内侧。
第六实施例的磁性元件1优选地是用于将电能传输到次级磁性元件的初级磁性元件。
图7示出了根据本发明第七实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括星形磁芯2。此外，磁性元件1包括八个次电线圈4，在每个支架部6周围缠绕一个次电线圈。另一方面，磁性元件1还可以包括缠绕在每个支架部6周围的两个或更多个次电线圈4。
如上所述，与中心部5相抵接的支架部6的末端优选为圆形。
第七实施例的磁性元件1优选地是次级磁性元件，用于从初级磁性元件接收电能，特别是用于从第六实施例的磁性元件1接收电能。
图8示出了根据本发明第八实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁芯2是矩形的，包括两个长边24和两个短边25，其中长边24比磁芯2的短边25长。这种形状也被定义为“条形”。
此外，磁性元件1包括两个主电线圈3和八个次电线圈4。主电线圈3设置成平行于磁芯2的上表面11。
此处，每个主电线圈3，两个次电线圈4设置在主电线圈3的圆周内。此外，总共四个次电线圈4设置在主电线圈3的圆周外侧。特别地，两个次电线圈4设置在主电线圈3之间。此外，在磁芯2的长边24的每个末端设置一个次电线圈4。
如箭头22所示，主电线圈3和次电线圈4彼此电连接，使得两个相邻电线圈3、4的电流沿相同方向流动。此外，如箭头21所示，磁场从对应于右主电线圈3的磁芯2的右侧投射到对应于左主电线圈3的磁芯2的左侧。
图9示出了根据本发明第九实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括条形磁芯2以及两个主电线圈3和六个次电线圈4。本实施例的磁性元件1在磁芯2的长边24的末端不包括次电线圈4。
换句话说，磁性元件1包括每个主电线圈3配有两个次电线圈4，每个次电线圈位于主电线圈3的圆周12的内侧。此外，磁性元件1包括位于主电线圈3之间的两个次电线圈4。优选地，磁性元件1不包括另外的次电线圈4。
图10示出了根据本发明第十实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括条形磁芯2以及两个主电线圈3和四个次电线圈4。一个次电线圈4设置在每个主电线圈3的圆周12内。两个次电线圈4设置在两个主电线圈3之间。
优选地，可不提供另外的次电线圈4。
第八至第十实施例中所示的结构可以在此重复运用。换句话说，磁芯2可以形成有较长的长边24，并且这样的磁性元件可以包括三个或更多个主电线圈3，其中对应的次电线圈4设置在它们的圆周12内并且位于对应的主电线圈3之间。
第八至第十实施例的磁性元件1优选地是用于将电能传输到次级磁性元件的初级磁性元件。
图11示出了根据本发明第十一实施例的磁性元件1的平面示意图。
本实施例的磁性元件1包括梯形磁芯2。其中，磁芯2包括对应于梯形侧轨的两个主体部15。此外，磁芯2包括对应于梯形的横档的三个连接部16。磁芯2可以包括一个或两个或三个以上的连接部16。
磁性元件1还包括三个次电线圈4，每个次电线圈围绕一个连接部16缠绕。另一方面，磁性元件1还可以包括缠绕在每个连接部16周围的不止一个(例如两个或三个或更多个)次电线圈4。
如场线21所示，磁场21从一个主体部15突出并进入另一个主体部16。此外，磁场21沿着连接部16从一个主体部15流向另一个主体部16。由此，在次电线圈4中感应出电流22。
图12示出了根据本发明第十二实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1在主体部15之间的每个连接部16包括两个次电线圈4。磁性元件1总共包括六个次电线圈4。
在第十一和第十二实施例中，主体部15的数量和连接部16的数量可以变化。例如，磁芯2可以包括两个主体部15和一个连接部16，或者两个连接部16，或者四个或更多个连接部16，优选地，每个连接部具有缠绕在它们周围的一个或多个次电线圈4。此外，磁芯2可以包括三个主体部15，其具有第一主体部15和第二主体部15之间的连接部16以及第二主体部15(作为中间主体部15)和第三主体部(未示出)之间的连接部16。其中，分别连接两个主体部15的连接部16的数量对于不同主体部15之间也可以变化。换句话说，两个连接部16可以连接第一和第二主体部15，而只有一个(或多个)连接部(未示出)连接第二主体部15和第三主体部。
实施例十一和十二的磁性元件1优选地是次级磁性元件。
图13示出了根据本发明第十三实施例的磁性元件1的平面示意图。
本实施例的磁性元件1包括方形环状的磁芯2。此外，磁性元件1包括四个主电线圈3和十六个次电线圈4。换句话说，磁性元件1包括每个主电线圈3配有四个次电线圈4。然而，磁性元件1可以包括每个主电线圈3配有一个或两个或三个或五个或更多个次电线圈4。
磁芯2包括四个角部17。角部17由图13所示的虚线20定义。
每个主电线圈3被设置成使得其主绕轴13与一个角部17的中心重合。
此外，如图13所示，两个次电线圈4设置在一个主电线圈3的每个圆周12上。两个次电线圈4设置在两个依次相邻的主电线圈3之间。次电线圈4的次绕轴14平行于磁芯2的侧边8，其围绕该侧边缠绕。
如场线21所示，磁场21从一个角部17突出并进入其两个相邻的角部17。
图14示出了根据本发明第十四实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，具有方形环状的磁芯2的磁性元件1仅在主电线圈3之间包括次电线圈4。此处，由于在主电线圈3的圆周内缺少次电线圈4，与第十三实施例相比，环厚度31，即从内圆周26到外圆周12的距离，换句话说，在垂直于主电线圈3的主绕轴线13的方向上的厚度更大。如图14所示，磁性元件1包括每个主电线圈3配有两个次电线圈4。然而，磁性元件1还可以包括每个主电线圈3配有一个或三个或更多个次电线圈4，其中这些次电线圈特别地(如图14所示，每个主电线圈3配有两个次电线圈4)设置在主电线圈3之间。
图15示出了根据本发明第十五实施例的磁性元件1的平面示意图。
从图15可以看出，磁性元件1包括方形环状的磁芯2以及四个主电线圈3和四个次电线圈4。
次电线圈4设置在两个相邻的主电线圈3之间。在主电线圈3之间没有(分别在左上和左下以及右上和右下)设置彼此抵接的次电线圈4。通过这种构造，与第十三和第十四实施例相比，主电线圈3在其内圆周26和外圆周12之间的环厚度31进一步增大。另一方面，在彼此不抵接的主电线圈3之间，磁性元件1可以包括一个或三个或更多个次电线圈4。
图16示出了根据本发明第十六实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括方形环状的磁芯2以及四个次电线圈4。磁性元件1不包括任何主电线圈3。磁性元件1还可以在方形环状的磁芯2的每侧包括不止一个(例如，两个或三个或更多个)次电线圈4。
通过这种构造，相对于实施例十二至十三，可以有利地增加环厚度31，即磁芯2的内圆周27和外圆周19之间的距离。
图17示出了根据本发明第十七实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括分别设置在方形环状的磁芯2的两个相邻角部17之间的两个次电线圈4。因此，本实施例的磁性元件1总共包括八个次电线圈4。磁性元件1还可以包括分别设置在两个角部17之间的两个以上次电线圈4。
图18示出了根据本发明第十七实施例的所述磁性元件1的截面示意图。
如图18所示，磁芯2包括凸起部分28。对于每组两个次电线圈4(见图17)，磁芯2包括一个凸起部分28。其中，凸起部分28设置在磁芯2的部分，次电线圈4围绕该部分缠绕。
如图18所示，凸起部分28对应于磁芯2的部分，该磁芯2的部分设置在磁芯2的上表面11的顶部并且位于磁芯2的非凸起部分。凸起部分28优选地与磁芯2的非凸起部分一体地形成。
图19示出了根据本发明第十八实施例的磁性元件1的平面示意图。
如图19所示，磁芯2包括形成在其中的狭缝29，特别是形成在相邻的角部17之间。每个狭缝29限定磁芯2的连接部30。特别地，每个狭缝限定两个连接部30，其连接磁芯2的相邻角部17。此处，角部17由狭缝29的末端限定。磁芯2还可以在磁芯2的每侧包括不止一个(例如，两个或三个或更多个)狭缝29。
磁性元件1包括八个次电线圈4，其缠绕在磁芯2的每个连接部30周围并设置在其相邻的角部17之间。磁性元件1可以包括缠绕在磁芯2的每个连接部30周围的不止一个(例如两个或三个或更多个)的次电线圈4。
从图19中可以看出，在本示例中，每个狭缝29的长度33等于磁芯2的对应内侧表面的长度34，其形成磁芯2的内圆周27的一部分。每个狭缝29的长度33也可以比磁芯2的对应内侧表面的长度34稍大(例如1.2倍)或稍小(例如0.8倍)。
图20示出了根据本发明第十八实施例的磁性元件1的截面示意图。
如图20所示，磁芯2还包括凸起部分28。凸起部分28虽然在横截面上不可见，但包括图19所示的狭缝29和连接部30。
第十三至第十五实施例的磁性元件1优选地是初级磁性元件。第十六至第十八实施例的磁性元件1优选为次级磁性元件。
图21示出了根据本发明第十九实施例的磁性元件1的平面示意图。
本实施例的磁性元件1包括六边形环状的磁芯2和六个主电线圈3。因此，磁性元件1包括为磁芯2的每一侧边8配有一个主电线圈3。角部17限定在磁芯2的侧边8之间。磁性元件1可以包括为磁芯2的每一侧边8配有不止一个(例如，两个或三个或更多个)主电线圈3。
主电线圈3朝向磁芯2的中心18逐渐变细。换句话说，主电线圈3从磁芯2的外圆周19朝向内圆周27逐渐变细。
本实施例的主电线圈3是三角形的。每个主电线圈3的主绕轴13与磁芯2的每一侧边8的中心重合。在相邻的主电线圈3之间的每个角17处形成间隙。
如此处所示，磁场21从一个主电线圈3投射到一个，特别是仅一个相邻的主电线圈3中。
第十九实施例的磁性元件1优选地是初级磁性元件1。
图22示出了根据本发明第二十实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，包括六边形环状磁芯2的磁性元件1包括六个次电线圈4，其缠绕在其每一侧边8上。次绕轴14平行于磁芯2的每个对应侧边8的延伸方向。磁性元件1可以包括缠绕在磁芯2的每一侧边8上的不止一个(例如两个或三个或更多个)次电线圈4。
此外，本实施例中的磁芯2的环厚度31优选地大于第十九实施例的磁性元件1的磁芯2的环厚度31。
此外，图22所示的次电线圈4也可以包括在第十九实施例(图21)的磁性元件1中，特别是包括在其磁芯2的角部17处。
第二十实施例的磁性元件优选地是次级磁性元件，用于从初级磁性元件接收电能，特别是用于从第十九实施例的磁性元件1接收电能。
图23示出了根据本发明第二十一实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括圆形环状磁芯2。此外，磁性元件1包括八个锥形主电线圈3。主电线圈3朝向磁芯2的中心18逐渐变细。主电线圈3均匀地分布在圆形磁芯2周围。磁性元件1可以包括少于或多于八个的主电线圈3。例如，磁性元件1可以包括一个或多个，特别是四个或六个，或八个以上的主电线圈3，这些主电线圈3尤其可以均匀地分布在磁芯2周围。
如此处所示，磁场21从一个主电线圈3投射到一个，特别是仅一个相邻的主电线圈3中。
图24示出了根据本发明第二十二实施例的磁性元件1的平面示意图。
此处，磁性元件1包括圆形环状磁芯2以及八个次电线圈4。次电线圈4均匀地分布在圆形磁芯2周围。磁性元件1可以包括多于或少于八个的次电线圈4。例如，磁性元件1可以包括一个或多个，特别是四个或六个或八个以上次电线圈4，这些次电线圈4尤其可以均匀地分布在磁芯2周围。
此外，图24所示的次电线圈4也可以设置在第二十一实施例(图23)的磁性元件1中，特别是设置在主电线圈3之间。
此外，在本实施例中，环厚度31比在第二十一实施例中的更厚。
优选地，第二十一实施例的磁性元件1是初级磁性元件，而第二十二实施例的磁性元件1优选地是次级磁性元件。具体地，第二十二实施例的磁性元件1可以包括与第二十一实施例的磁性元件1中的主电线圈3的数量为相同数量的次电线圈4。
在所有上述实施例中，包括主电线圈3的磁性元件1优选地是初级磁性元件，而不包括主电线圈3的那些磁性元件1则优选地是次级磁性元件。
图25示出了本发明的一种变压器100的示意图。
变压器100包括初级磁性元件101和次级磁性元件102。能量经由磁场线32从初级磁性元件101传递到次级磁性元件102。
例如，变压器是用于无线充电的变压器。例如，初级磁性元件101可以包括在无线充电器中，而次级磁性元件102可以包括在移动电话或汽车中。
如上所述，包括主电线圈3的磁性元件1优选地用作本发明的变压器100中的初级磁性元件101。此外，在本发明的变压器100中，优选使用上述实施例中不包括主电线圈3的那些磁性元件1作为次级磁性元件102。
可替换地，应当理解，根据第一至第二十二实施例中任一实施例的任一磁性元件1优选地用作初级磁性元件101。此外，根据第一至二十二实施例中任一实施例的任一磁性元件1优选地用作次级磁性元件102。
除了对本发明的上述书面解释之外，还明确地参考图1至图25，其详细示出了本发明的特征。

Claims (12)

1.一种磁性元件(1)，适用于无线充电变压器，包括：
磁芯(2)；
至少一个设置在所述磁芯(2)上的扁平预缠绕的主电线圈(3)，和
至少一个缠绕在所述磁芯(2)周围的次电线圈(4)。
2.根据权利要求1所述的磁性元件(1)，其中，所述磁芯(2)包括中心部(5)和从所述中心部(5)突出的至少四个支架部(6)，所述主电线圈(3)设置成围绕所述磁芯(2)的所述中心部(5)，并具有与所述中心部(5)的形状基本上相对应的形状。
3.根据权利要求2所述的磁性元件(1)，其中，所述磁性元件(1)包括多个所述次电线圈(4)，其中，每个所述次电线圈(4)分别缠绕在每个所述支架部(6)周围。
4.根据权利要求2所述的磁性元件(1)，其中，所述磁芯(2)为从所述中心部(5)突出的多个T形支架部(6)形成的十字形状，每个T形支架部(6)包括连接到所述中心部(5)的一侧边(8)的第一部(7)和尤其是在所述第一部(7)的末端作为横杆的第二部(9)，其中，所述次电线圈(4)分别缠绕在所述磁芯(2)的所述中心部(5)和所述主电线圈(3)的一部分之间和/或所述T形支架部(6)的所述第一部(7)或所述第二部(9)周围。
5.根据权利要求4所述的磁性元件(1)，其中，所述T形支架部(6)的所有第二部(9)的总上表面面积(10)为X，所述中心部(5)的上表面面积(11)为Y，其中，X/Y的比值在0.8至1.2之间并包括0.8和1.2。
6.根据权利要求2所述的磁性元件(1)，其中，所述磁芯(2)为星形，所述星形包括从所述中心部(5)突出的五个或更多个支架部(6)，所述支架部(6)为T形。
7.根据权利要求1所述的磁性元件(1)，其中，所述磁芯(2)为以下其中一种环形：矩形环状、圆形环状、五边环形或更多边的环形。
8.根据权利要求7所述的磁性元件(1)，其中，所述磁芯(2)为矩形环状，所述磁性元件(1)包括四个主电线圈(3)，每个主电线圈(3)设置成围绕所述磁芯(2)的角(17)，以及分别设置在每个主电线圈(3)的所述圆周(12)内的多个所述次电线圈(4)，和/或分别设置在所述主电线圈(3)之间的多个所述次电线圈(4)。
9.根据权利要求7所述的磁性元件(1)，其中，所述磁芯(2)为圆形或五边或更多边的环形，所述磁性元件(1)包括分别朝向所述磁芯(2)的中心(18)渐缩的多个主电线圈(3)，其中，尤其是为所述磁芯(2)的每一侧边(8)提供一个主电线圈(3)和/或一个次电线圈(4)。
10.根据权利要求1所述的磁性元件(1)，包括至少两个所述主电线圈(3)和多个所述次电线圈(4)，其中，所述次电线圈(4)分别缠绕在所述主电线圈(3)的圆周(12)内和/或在所述主电线圈(3)之间的所述磁芯(2)周围。
11.根据权利要求10所述的磁性元件(1)，其中，所述次电线圈(4)缠绕以分别形成次绕轴线(14)，所述次电线圈(4)围绕所述次绕轴线(14)缠绕，所述次绕轴线(14)垂直于被所述主电线圈(3)分别缠绕的所述主电线圈(3)的主绕轴线(13)。
12.一种变压器(100)，适用于无线充电，包括：
至少一个根据权利要求1-11中任一项所述的磁性元件(1)，作为用于传输电力的初级磁性元件(101)；和/或
至少一个根据权利要求1-11中任一项所述的磁性元件(1)，作为用于从所述初级磁性元件(101)接收电力的次级磁性元件(102)。
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