CN201112113Y - 一种集成有独立电感元件的变压器 - Google Patents

一种集成有独立电感元件的变压器 Download PDF

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CN201112113Y CNU2007201721667U CN200720172166U CN201112113Y CN 201112113 Y CN201112113 Y CN 201112113Y CN U2007201721667 U CNU2007201721667 U CN U2007201721667U CN 200720172166 U CN200720172166 U CN 200720172166U CN 201112113 Y CN201112113 Y CN 201112113Y
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王奉瑾
张心益
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Abstract

本实用新型涉及变压器技术领域，具体地涉及一种集成有独立电感元件的变压器。本实用新型实施例提出了一种集成有独立电感元件的变压器，所述变压器包括至少一个独立电感，构成包括至少一个独立电感的所述变压器的多组绕组绕制在同一组磁性材料上；所述磁性材料由多个磁芯组成；所述磁芯形成多个磁路。本实用新型在一个磁系统中提供不同的应用，简化了整体制造工艺，提高了空间利用系数，用较低的成本得到现实应用中所需要的独立电感。

Description

一种集成有独立电感元件的变压器
技术领域
本实用新型涉及变压器技术领域，具体地涉及一种集成有独立电感元件的变压器。
背景技术
目前，现有技术电感的制造和变压器的制造都是使用标准的绕线工艺制造而成，这种方法存在诸多不足之处，比如制造工艺复杂，成本高，效率低，磁性材料的利用率不够高，占用空间大等缺点，且这两种电路在应用中都是互相搭配存在的，如何将其集成在一起，并达到简化制造工艺，降低成本的目的，现行的电感绕组制造满足不了现实应用的需要。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种集成有独立电感元件的变压器，实现了使用多磁路和磁路复用原理实现的多级独立电感。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提出了一种集成有独立电感元件的变压器，所述变压器包括至少一个独立电感，构成包括至少一个独立电感的所述变压器的多组绕组绕制在同一组磁性材料上；所述磁性材料由多个磁芯组成；所述磁芯形成多个磁路。
实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
本实用新型解决了传统方法不足之处，在一个磁系统中提供不同的应用，简化了整体制造工艺，降低了材料成本，提高了空间利用系数。
附图说明
图1是本实用新型提供的集成有独立电感元件的变压器的一个实施例的结构组成示意图；
图2是本实用新型提供的集成有独立电感元件的变压器的另一个实施例的结构组成示意图；
图3是本实用新型提供的集成有独立电感元件的变压器的另一个实施例的结构组成示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地详细描述。
图1是本实用新型的集成有独立电感元件的变压器的一个实施例的结构组成示意图。如图1所示，本实施例的集成有独立电感元件的变压器包括5个磁芯形成的5个磁路(磁路1、磁路2、磁路3、磁路4以及磁路5)；以及绕制在所述5个磁路上的五组绕组L1、L2、L2’、L3以及L3’，其中绕组L1连续依次或穿插绕制在所述5个磁路的磁路1、磁路2、磁路3、磁路4以及磁路5上，绕组L1的每匝绕组为单磁路绕组；绕组L2同时绕制在磁路1和磁路2上，绕组L2的每匝绕组为双磁路绕组；绕组L2’绕制在磁路2上，绕组L2’的每匝绕组为单磁路绕组；绕组L3同时绕制在磁路4和磁路5上，绕组L3的每匝绕组为双磁路绕组；绕组L3’绕制在磁路4上，绕组L3’的每匝绕组为单磁路绕组。其中绕组L2’和L2串联，且绕组L2’的感应矢量与绕组L1在所述绕组L2上产生的感应矢量相反；绕组L3’和L3串联，且绕组L3’的感应矢量与绕组L1在所述绕组L3上产生的感应矢量相反。因此，绕组L2’形成了L1和L2间的补偿绕组；绕组L3’形成了L1和L3间的补偿绕组；具体实现中，绕组L2’和L3’也可与绕组L1串联，当与L1串联时，绕组L2’的感应矢量同样需要与绕组L1在所述绕组L2上产生的感应矢量相反；绕组L3’的感应矢量同样需要与绕组L1在所述绕组L3上产生的感应矢量相反。绕组L1、L2、L2’L3以及L3’可只包括一个初级绕组，也可包括一个初级绕和至少一个次级绕组；绕组L1、L2、L2’L3以及L3’可以为线圈绕组、平面导体绕组或者印刷电路板制成的等效绕组中任意一种，或者所述各绕组的组合。其中，所述线圈绕组由导线在垂直磁路方向上缠绕在磁芯上，导线可以是单根，或者多根并排绕制，采用的材料可以是铜、铝等各种导电线，也可以采用铜箔、铝箔等各种导电箔带绕制；所述平面导体绕组由薄形导体材料折叠而成；当采用印刷电路板制成的等效绕组时，用来制作等效绕组的印刷电路板可以是一层或多层。另外，本实施例的磁芯可以为U形磁芯、CD铁心、圆形芯柱磁芯或者由硅钢片组合而成的带中心柱的磁芯。
本实施例中，由于绕组L1在所述多磁路变压器的每个磁路上均有绕组，而绕组L2仅在磁路1和磁路2上有绕组，则绕组L1和L2间会产生互感，因此，本实施例在绕组L2上串联补偿绕组L2’来抵消L1在L2上产生的互感；同时，绕组L3仅在磁路4和磁路5上有绕组，则绕组L1和L3间会产生互感，因此，本实施例在绕组L3上串联补偿绕组L3’来抵消L1在L3上产生的互感。最终满足绕组L1和L2串联L2’后的绕组间不存在互感；L1和L3串联L3’后得绕组间不存在互感；由于L2和L3间间隔一个绕组，则L2和L3间不会产生互感。因此，本实施例绕组L1、L2和L3俩俩间均不会产生互感，这样本实施例的集成有独立电感元件的变压器中的三个绕组L1、L2和L3则分别产生了三个独立电感，根据绕组方式不同，L1、L2和L3可以为功率因素校正因子(PFC，PowerFactor Correction)储能电感、滤波电感、共模电感或者差模电感。
图2是本实用新型的集成有独立电感元件的变压器的另一个实施例的结构组成示意图。如图2所示，本实施例的多磁路变压器包括7个磁芯形成的7个磁路(磁路1、磁路2、磁路3、磁路4、磁路5、磁路6以及磁路7)；以及绕制在所述7个磁路上的三组绕组L1、L2和L3，其中绕组L1连续依次或穿插绕制在所述7个磁路的磁路1、磁路2、磁路3、磁路4、磁路5、磁路6以及磁路7上，绕组L1的每匝绕组为单磁路绕组；绕组L2同时绕制在磁路2和磁路3上，绕组L2的每匝绕组为双磁路绕组；绕组L3同时绕制在磁路5和磁路6上，绕组L3的每匝绕组为双磁路绕组。具体实现中，绕组L1、L2以及L3可只包括一个初级绕组，也可包括一个初级绕和至少一个次级绕组；绕组L1、L2以及L3可以为线圈绕组、平面导体绕组或者印刷电路板制成的等效绕组中任意一种，或者所述各绕组的组合。其中，所述线圈绕组由导线在垂直磁路方向上缠绕在磁芯上，导线可以是单根，或者多根并排绕制，采用的材料可以是铜、铝等各种导电线，也可以采用铜箔、铝箔等各种导电箔带绕制；所述平面导体绕组由薄形导体材料折叠而成；当采用印刷电路板制成的等效绕组时，用来制作等效绕组的印刷电路板可以是一层或多层。另外，本实施例的磁芯可以为U形磁芯、CD铁心、圆形芯柱磁芯或者由硅钢片组合而成的带中心柱的磁芯。
本实施例中，由于绕组L1在所述多磁路变压器的每个磁路上均有绕组，绕组L2同时在磁路2和磁路3上有绕组，绕组L1在绕组L2上产生的感应相互抵消，则绕组L1和L2间不会产生互感；同样，绕组L3同时在磁路5和磁路6上有绕组，绕组L1在绕组L3上产生的感应相互抵消，则绕组L1和L3间不会产生互感；并且，绕组L2和L3间隔一个磁路，则绕组L2和L3间同样不会产生互感，因此，本实施例绕组L1、L2和L3俩俩间均不会产生互感，这样本实施例的集成有独立电感元件的变压器中的三个绕组L1、L2和L3则分别产生了三个独立电感，根据绕组方式不同，L1、L2和L3可以为PFC储能电感、滤波电感、共模电感或者差模电感。
图3是本实用新型的集成有独立电感元件的变压器的另一个实施例的结构组成示意图。如图3所示，本实施例的集成有独立电感元件的变压器包括5个磁芯形成的5个磁路(磁路1、磁路2、磁路3、磁路4以及磁路5)；以及绕制在所述5个磁路上的三组绕组L1、L2和L2’，其中绕组L1连续依次或穿插绕制在所述5个磁路的磁路1、磁路2、磁路3、磁路4以及磁路5上，绕组L1的每匝绕组为单磁路绕组；绕组L2同时绕制在磁路1和磁路2上，绕组L2的每匝绕组为双磁路绕组；绕组L2’同时绕制在磁路4和磁路5上，绕组L2’的每匝绕组为双磁路绕组。其中绕组L2’和L2串联，且绕组L2’的感应磁通与绕组L1在所述绕组L2上产生的感应磁通相反。因此，绕组L2’形成了L1和L2间的补偿绕组。具体实现中，绕组L1、L2以及L2’可以为线圈绕组、平面导体绕组或者印刷电路板制成的等效绕组中任意一种，或者所述各绕组的组合。其中，所述线圈绕组由导线在垂直磁路方向上缠绕在磁芯上，导线可以是单根，或者多根并排绕制，采用的材料可以是铜、铝等各种导电线，也可以采用铜箔、铝箔等各种导电箔带绕制；所述平面导体绕组由薄形导体材料折叠而成；当采用印刷电路板制成的等效绕组时，用来制作等效绕组的印刷电路板可以是一层或多层。另外，本实施例的磁芯可以为U形磁芯、CD铁心、圆形芯柱磁芯或者由硅钢片组合而成的带中心柱的磁芯。
本实施例中，由于绕组L1在所述多磁路变压器的每个磁路上均有绕组，而绕组L2仅在磁路1和磁路2上有绕组，则绕组L1和L2间会产生互感，因此，本实施例在绕组L2上串联补偿绕组L2’来抵消L1在L2上产生的互感，最终满足绕组L1和L2串联L2’后的绕组间不存在互感。因此，本实施例绕组L1、L2不会产生互感，这样本实施例的集成有独立电感元件的变压器中的两个绕组L1和L2则分别产生了两个独立电感，根据绕组方式不同，L1和L2可以为PFC储能电感、滤波电感、共模电感或者差模电感。
本实用新型实施例解决了传统方法不足之处，同时提供多个设计所需要的电感绕组，并且绕组之间互不干扰，达到了降低成本的目的。
以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1、一种集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述变压器包括至少一个独立电感，构成包括至少一个独立电感的所述变压器的多组绕组绕制在同一组磁性材料上；所述磁性材料由多个磁芯组成；所述磁芯形成多个磁路。
2、如权利要求1所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述的构成包括至少一个独立电感的所述变压器的多组绕组包括第一绕组和第二绕组；
所述第一绕组连续依次或穿插绕制在所述多个磁路的单个磁路上；
所述第二绕组同时绕制在所述多个磁路的偶数个磁路上，且所述偶数个磁路包括所述多个磁芯的边柱形成的磁路，所述第二绕组和所述第一绕组中任意一组上串联有补偿绕组，所述补偿绕组用于对所述第一绕组和所述第二绕组进行解耦；
当所述第二绕组为多组时，每相邻两组第二绕组间间隔至少一个磁路。
3、如权利要求1所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述的构成包括至少一个独立电感的所述变压器的多组绕组包括第一绕组和第二绕组；
所述第一绕组连续依次或穿插绕制在所述多个磁路的单个磁路上；
所述第二绕组同时绕制在所述多个磁路的偶数个磁路上，且所述偶数个磁路不包括所述多个磁芯的边柱形成的磁路；
当所述第二绕组为多组时，每相邻两组第二绕组间间隔至少一个磁路。
4、如权利要求1所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述的构成包括至少一个独立电感的所述变压器的多组绕组包括第一绕组和第二绕组；
所述第一绕组连续依次或穿插绕制在所述多个磁路的单个磁路上；
所述第二绕组同时绕制在所述多个磁路的奇数个磁路上，所述第二绕组和所述第一绕组中任意一组上串联有补偿绕组，所述补偿绕组用于对所述第一绕组和所述第二绕组进行解耦；
当所述第二绕组为多组时，每相邻两组第二绕组间间隔至少一个磁路。
5、如权利要求2或4所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述补偿绕组绕制在单个磁路上或者同时绕制在多个磁路上。
6、如权利要求2或4所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，当所述补偿绕组与所述第二绕组串联时，所述补偿绕组的感应磁通与所述第一绕组在所述第二绕组上产生的感应磁通相反；
当所述补偿绕组与所述第一绕组串联时，所述补偿绕组的感应磁通与所述第一绕组在第二绕组产生的感应磁通相反。
7、如权利要求1所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述多组绕组为线圈绕组、平面导体绕组或者印刷电路板制成的等效组中的一种或者三者中的任意组合。
8、如权利要求1所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述磁芯为U形磁芯、CD铁芯、圆形芯柱磁芯或者由硅钢片组合而成的带中心柱的磁芯。
9、如权利要求1所述的集成有独立电感元件的变压器，其特征在于，所述的独立电感元件为PFC储能电感、滤波电感、共模电感或差模电感。
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