CN209447656U - 一种分段式磁芯和一种电子储能元件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分段式磁芯和电子储能元件。该分段式磁芯包括：两个端部磁芯、多个磁柱和多个气隙片；两个端部磁芯对称放置，多个所述磁柱填充在两个所述端部磁芯之间，与所述端部磁芯构成环形形状，所述磁柱之间以及所述磁柱与所述端部磁芯之间通过所述气隙片隔开。本申请通过两个U型磁芯、多个磁柱和多个气隙片，组成环形的分段式磁芯，增加了气隙数量，在整体尺寸相同的情况下，避免了气隙集中的问题，从而降低了漏磁涡流损耗，而且，由于将单个气隙分散为多个气隙，气隙的尺寸变小对线圈绕制的影响也变小，从而可以缩小骨架以及线圈与磁芯的距离，缩小电子储能元件的体积。

Description

一种分段式磁芯和一种电子储能元件

技术领域

本实用新型涉及一种分段式磁芯和一种电子储能元件。

背景技术

在带有磁芯的变压器、电感等电子储能元件中，磁芯的结构设计对于元件的功率等性能影响显著。现有技术的电子储能元件中，磁芯多采用单气隙的设计方案，即磁芯的两半之间仅设有一层气隙，在尺寸相同的情况下，这样的磁芯结构漏磁损耗比较大，同时为了避免气隙影响，远离磁芯绕制线圈又会增大电子储能元件的体积。

实用新型内容

鉴于现有技术单气隙磁芯漏磁损耗大、且影响线圈绕制导致元件体积过大的问题，提出了本实用新型的一种分段式磁芯和一种电子储能元件，以便克服上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

依据本实用新型的一个方面，提供了一种分段式磁芯，用于电子储能元件，该分段式磁芯包括：两个端部磁芯、多个磁柱和多个气隙片；两个端部磁芯对称放置，多个所述磁柱填充在两个所述端部磁芯之间，与所述端部磁芯构成环形形状，所述磁柱之间以及所述磁柱与所述端部磁芯之间通过所述气隙片隔开。

可选地，所述端部磁芯为U型磁芯，所述U型磁芯的开口相对放置，所述磁柱的横截面尺寸与所述U型磁芯的端面尺寸相同。

可选地，所述气隙片的横截面尺寸小于或等于所述磁柱的横截面尺寸。

可选地，所述端部磁芯为长方体磁芯。

可选地，所述气隙片由陶瓷或磁导率低于端部磁芯和磁柱的磁芯材料制作。

可选地，所述磁柱采用与所述端部磁芯相同的材质制作；或者，所述磁柱采用与所述端部磁芯不同的材质制作。

可选地，所述端部磁芯、所述磁柱和所述气隙片通过胶粘或固定带固定在一起。

依据本实用新型的另一个方面，提供了一种电子储能元件，该电子储能元件包括线圈、骨架以及如上任一项所述的分段式磁芯，所述骨架围绕所述分段式磁芯设置，所述线圈缠绕在所述骨架上。

可选地，所述电子储能元件为变压器或电感。

综上所述，本实用新型的有益效果是：

通过两个端部磁芯、多个磁柱和多个气隙片，组成环形的分段式磁芯，增加了气隙数量，在整体尺寸相同的情况下，避免了气隙集中的问题，从而降低了漏磁涡流损耗，而且，由于将集中气隙分散为多个气隙，气隙的尺寸变小，对线圈绕制的影响也变小，从而可以缩小骨架以及线圈与磁芯的距离，缩小电子储能元件的体积。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例提供的一种分段式磁芯的结构示意图；

图中：100、U型磁芯；200、磁柱；300、气隙片；400、气隙。

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，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本实用新型的技术构思是：通过在两个端部磁芯之间增加磁柱，形成多个气隙，结合多个气隙片，组合形成环形的分段式磁芯，从而增加了气隙数量，在整体尺寸相同的情况下，避免了气隙集中的问题，降低了漏磁涡流损耗，同时，由于将集中气隙分散为多个气隙，气隙的尺寸变小，对线圈绕制的影响也变小，从而可以缩小骨架以及线圈与磁芯的距离，进而缩小电子储能元件的体积。

图1示出了本申请分段式磁芯的一个示意性实施例。如图1所示，该分段式磁芯，用于电子储能元件，包括：两个作为端部磁芯的U型磁芯100、多个磁柱200和多个气隙片300；其中端部磁芯还可以使用对称放置的长方体磁芯或C型磁芯等，本实施例中以U型磁芯100为例。两个U型磁芯100的开口相对设置，磁柱200填充在两个U型磁芯100的对端之间，磁柱200与U型磁芯100构成环形形状，磁柱200之间以及磁柱200与U型磁芯100之间的气隙400通过气隙片300隔开。

其中，气隙片300起到连接、散热和控制电感量的作用，可以采用陶瓷等非导磁材料制作，或者采用磁导率低于端部磁芯和磁柱的磁芯材料制作。

在电子储能元件的设计中，为了避免磁饱和现象影响元件性能，元件的磁芯往往设计有气隙，而现有技术中通常只是简单地将两块端部磁芯通过一层气隙拼接在一起，气隙集中会造成漏磁，从而引起涡流损耗。

而本申请的实施例中，环形磁芯由两个U型磁芯100和多个磁柱200形成，分段数量增加，在保持磁芯整体尺寸和气隙400的总长度一致的情况下，本实施例增加了气隙400的数量，使得气隙400分散变小，从而，分散后的气隙400漏磁损耗少，并且对线圈的影响减小，可以缩短线圈与磁芯的电气距离。例如，在现有技术的单气隙方案中，假设U型磁铁之间的两个气隙的长度分别为0.3mm(即总长度0.6mm)，则骨架厚度通常需要大于0.6mm(相当于单个气隙的两倍长度)，使线圈与磁芯保持足够的距离，而在本申请图1所示的实施例中，U型磁铁100之间共有3层、6个气隙400，每个气隙400的宽度为0.1mm(总长度0.6mm)，而骨架厚度只需要大于0.2mm(相当于单个气隙的两倍长度)即可，从而缩短了线圈与磁芯之间的距离，使得电子储能元件的体积变得更小。

在本实施例中，磁柱200的横截面尺寸与端部磁芯的端面尺寸相同，从而可以保证磁通量一致。

在此基础上，气隙片300的横截面尺寸小于或等于磁柱200的横截面尺寸。由于气隙片300具有导热散热作用，因而其横截面与U型磁芯100和磁柱200相同时，贴合面积最大，导热效果最好，但是相同面积下气隙片300容易由于安装误差导致错位突出，因而可以设计气隙片300横截面略小于U型磁芯100和磁柱200，以方便组装。

在本申请的一些实施例中，磁柱200可以采用与端部磁芯相同的材质制作，性质相同，设计简单；或者，磁柱200也可以采用与端部磁芯不同的材质制作，通过不同材质之间的结合，使分段式磁芯整体的功率等参数达到不同要求。

此外，若想要制作不同功率等级的电子储能元件，还可以通过使用不同规格或不同数量的磁柱200来实现，磁柱200的结构较为简单，相比于单气隙结构的磁芯，本申请具有多个磁柱200的分段式磁芯，结构分散易调整，省去了开模制作多种不同尺寸的端部磁芯的成本和时间。

在本申请的一些实施例中，端部磁芯、磁柱200和气隙片300可以通过胶粘固定在一起，或者通过固定带固定在一起。

本申请还公开了一种电子储能元件，该电子储能元件包括线圈、骨架以及如上任一项的分段式磁芯，骨架围绕分段式磁芯设置，线圈缠绕在骨架上。具体地，该电子储能元件为变压器或电感等。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种分段式磁芯，用于电子储能元件，其特征在于，该分段式磁芯包括：两个端部磁芯、多个磁柱和多个气隙片；两个端部磁芯对称放置，多个所述磁柱填充在两个所述端部磁芯之间，与所述端部磁芯构成环形形状，所述磁柱之间以及所述磁柱与所述端部磁芯之间通过所述气隙片隔开。

2.根据权利要求1所述的分段式磁芯，其特征在于，所述端部磁芯为U型磁芯，所述U型磁芯的开口相对放置，所述磁柱的横截面尺寸与所述U型磁芯的端面尺寸相同。

3.根据权利要求2所述的分段式磁芯，其特征在于，所述气隙片的横截面尺寸小于或等于所述磁柱的横截面尺寸。

4.根据权利要求1所述的分段式磁芯，其特征在于，所述端部磁芯为长方体磁芯。

5.根据权利要求1所述的分段式磁芯，其特征在于，所述气隙片由陶瓷或磁导率低于端部磁芯和磁柱的磁芯材料制作。

6.根据权利要求1所述的分段式磁芯，其特征在于，所述磁柱采用与所述端部磁芯相同的材质制作；或者，所述磁柱采用与所述端部磁芯不同的材质制作。

7.根据权利要求1所述的分段式磁芯，其特征在于，所述端部磁芯、所述磁柱和所述气隙片通过胶粘或固定带固定在一起。

8.一种电子储能元件，其特征在于，该电子储能元件包括线圈、骨架以及如权利要求1-7任一项所述的分段式磁芯，所述骨架围绕所述分段式磁芯设置，所述线圈缠绕在所述骨架上。

9.根据权利要求8所述的电子储能元件，其特征在于，所述电子储能元件为变压器或电感。