CN202816568U - 一种磁芯及变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磁芯及变压器，磁芯包括直臂，直臂的两端突出有边柱，直臂的中间突出有中柱，所述直臂、边柱及中柱整体呈E字型，所述直臂上设置有气隙，且所述气隙、中柱、及直臂的中心轴相同。本实用新型提供的磁芯通过将气隙设置于直臂处，可以减少漏磁与线圈产生电磁感应及热能，进而减少能量损耗。

Description

一种磁芯及变压器

技术领域

本实用新型涉及一种电子器件，尤其涉及一种磁芯及应用该磁芯的变压器。

背景技术

目前，变压器大部份都需要设置气隙，以降低变压器的感量，进而避免变压器饱和及提高变压器工作的稳定性。变压器设置气隙即在变压器的磁芯上设置气隙。

参见图1及图2，其为现有技术中变压器的结构示意图，图1中变压器没有添加气隙，图2中在磁芯的中柱处设置有气隙。传统的变压器气隙添加方式中，通常是在一对磁芯对接处添加气隙（见图2），即磨磁芯的中柱，使磁芯里中柱的长度小于边柱的长度，则两个磁芯对立设置时，中柱之间形成气隙。由于磁芯在气隙处存在漏磁，且磁芯对接处存在大量线圈，所以漏磁和气隙附近的线圈产生电磁感应，最终以热能形式损耗，而且热量过大时会导致变压器的线圈过热而被击穿，最终导致变压器过热失效而损坏。其一方面影响了变压器的转换效率，另一方面，产生的热量使得气隙附近的线圈温度高于其他位置的线圈，以致变压器在设计时需要的降额余量更大，且增加了变压器的体积及成本。

可以理解的是，本部分的陈述仅仅提供与本实用新型相关的背景信息，可能构成或不构成所谓的现有技术。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中磁芯易产生热能而损耗能量的缺陷，提供一种可以减少热能损耗的带有气隙的磁芯。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种磁芯，其包括直臂，直臂的两端突出有边柱，直臂的中间突出有中柱，所述直臂、边柱及中柱整体呈E字型，所述直臂上设置有气隙，且所述气隙、中柱、及直臂的中心轴相同。

在上述磁芯中，所述气隙的长度小于所述中柱的长度。

在上述磁芯中，所述气隙呈长方体形。

在上述磁芯中，所述气隙的高度为所述直臂的高度的一半。

在上述磁芯中，所述边柱的高度大于所述中柱的高度。

在上述磁芯中，所述边柱的横截面积小于所述中柱的横截面积。

为了更好的解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种变压器，其包括一骨架、一线圈、及两磁芯，两磁芯为上述任一项所述的磁芯，两磁芯穿过骨架，且线圈缠绕于两磁芯的中柱上。

在上述变压器中，所述两磁芯的结构相同。

本实用新型提供的磁芯，其通过将磁芯设置为E字形，且在磁芯的直臂处设置气隙，同时，直臂上设置的气隙与中柱及直臂的中心轴相同，使得气隙偏离缠绕于中柱上的线圈，可以减少气隙处的漏磁与应用于磁芯上的线圈产生电磁感应及减少产生热能，从而减少磁芯所应用的产品的热能损耗。  

附图说明

图1是现有技术中不带气隙的磁芯与线圈结合的结构示意图；

图2是现有技术中带气隙的磁芯与线圈结合的结构示意图；

图3是本实用新型提供的一优选实施例中磁芯的结构示意图；

图4是本实用新型提供的又一优选实施例中磁芯的结构示意图；

图5是本实用新型提供的一优选实施例中变压器里磁芯与线圈结合的结构示意图。   

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型提供的磁芯主要通过改进气隙的位置及结构，从而减少磁芯与线圈产生热能损耗，参见图3及图4，本实用新型提供的磁芯包括:直臂1、边柱2、中柱3、及气隙4，边柱2沿直臂1的两端突出，中柱3沿直臂1的之间突出，且直臂1、边柱2及中柱3整体呈E字型，气隙4位于直臂1上。 E字型磁芯中直臂1及中柱3均为规则的立体结构，直臂1及中柱3通常为长方体或正方体，气隙4也为规则的立体结构，即其截面为轴对称图形。其中，气隙4、中柱3、及直臂1的中心轴相同。由于磁芯通常应用于电感及变压器上，其通常是在磁芯的中柱3上缠绕线圈5，故磁芯产生的磁感线及线圈5产生的电流的方向与气隙4的位置偏离，且气隙4处于直臂1的中部，也位于中柱3的中心轴上，故此处场强较弱，所以此处的气隙4产生的漏磁较难与线圈5产生电磁感应，从而可大大减少磁芯及其应用的产品的热能损耗。

气隙的形状及尺寸与磁芯的材料及性能要求等相关。参见图3及图4所示磁芯的优选实施例。气隙4的长度小于中柱3的长度，则气隙4处于中柱3的端部，该处场强更弱，更有利于减少磁芯与线圈5产生电磁感应及能量损耗。气隙4可以为多种形状，例如为长方体型或凹字形，优选地，气隙4为长方体形，这样的磁芯既可实现均匀的漏磁也便于制作。优选地，气隙4的长度小于中柱3的长度，这样可使气隙4处于中柱3的端部且中柱3产生的磁场在此处场强较弱，能有效的减少电磁感应及热能损耗。更优选地，长方体形的气隙4的高度为所述直臂1的高度的一半，既能保证直臂1与中柱3连接的可靠稳固性，又能保证磁芯的磁性。边柱2的高度大于中柱3的高度，从而两个磁芯对接时，两个磁芯的中柱3在对接处也形成气隙4，可以减少其应用的变压器的的感量。优选地，所述边柱2的横截面积小于所述中柱3的横截面积。通常为边柱2与中柱3的宽度相同，使边柱2的长度小于中柱3的长度，以使两个边柱2的横截面积的和等于中柱3的横截面积，这样可以在保证磁芯的磁性的同时预留更多的空间提供给线圈5。

本实用新型提供的磁芯可以广泛的应用于例如电感、变压器等电能转换器件中。其可以实现漏磁的同时减少漏磁与线圈5产生电磁感应及热能损耗，且其结构简单、便于制作、成本较低。

本实用新型还提供了一种变压器，其即为EE型变压器，其主要包括一骨架、一线圈5、及两磁芯，两磁芯为本实用新型提供的上述磁芯中任意一种，两磁芯穿过骨架，且线圈5缠绕于两磁芯的中柱3上，两磁芯对立设置，即形成EE型变压器，其尤其适用于DC/DC转换器中的变压器。本实用新型提供的变压器由于将气隙4设置于磁芯的直臂1处，且气隙4与直臂1及中柱3均处在同一中心轴上，故既可减少变压器的感量，又可减少气隙4处漏磁与线圈5产生电磁感应及热量，这样可以减少热能损耗，提高变压器的转换效率，且避免气隙4附近部分线圈5温度过高而损耗变压器，其提高了变压器及其外围器件的稳定性，也使变压器的降额指标降低，进而减少变压器的体积和成本。优选地，变压器中两磁芯的结构相同，从而使磁芯两端的线圈产生的场强均匀对称分布，进而使变压器的转换效率更高。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种磁芯，其特征在于，包括直臂，直臂的两端突出有边柱，直臂的中间突出有中柱，所述直臂、边柱及中柱整体呈E字型，所述直臂上设置有气隙，且所述气隙、中柱、及直臂的中心轴相同。

2.如权利要求1所述的磁芯，其特征在于，所述气隙的长度小于所述中柱的长度。

3.如权利要求1或2所述的磁芯，其特征在于，所述气隙呈长方体形。

4.如权利要求3所述的磁芯，其特征在于，所述气隙的高度为所述直臂的高度的一半。

5.如权利要求1或2所述的磁芯，其特征在于，所述边柱的高度大于所述中柱的高度。

6.如权利要求5所述的磁芯，其特征在于，所述边柱的横截面积小于所述中柱的横截面积。

7.一种变压器，包括一骨架、一线圈、及两磁芯，其特征在于，所述两磁芯为上述权利要求1至6中任一项所述的磁芯，所述两磁芯穿过骨架，且线圈缠绕于两磁芯的中柱上。

8.如权利要求7所述的变压器，其特征在于，所述两磁芯的结构相同。

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