CN215815527U

CN215815527U - 集成变压器

Info

Publication number: CN215815527U
Application number: CN202121278638.3U
Authority: CN
Inventors: 李刚; 易园园
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-06-08
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2022-02-11
Anticipated expiration: 2031-06-08

Abstract

本实用新型提供一种集成变压器，能够实现小型化。集成变压器具备磁芯(100)、原边线圈(200)和副边线圈。磁芯(100)包括两个中柱(101、102)和分别位于两个中柱(101、102)的两侧的两个侧柱(103、104)，中柱(101、102)具有气隙，侧柱(103、104)无气隙。原边线圈(200)不经过两个中柱(101、102)之间地同时环绕两个中柱(101、102)。副边线圈包含分别从两个中柱(101、102)之间及两侧抽出的三个出线。

Description

集成变压器

技术领域

本实用新型涉及变压器技术领域，具体涉及一种集成变压器。

背景技术

变压器是电力电子变换器中重要的磁性元件，同时也是制约电力电子变换器小型化、效率与功率密度提升的重要因素。在开关电源中具有正反激电路，在传统的正反激电路中，包含2个独立的带气隙的变压器。图5是现有的正反激电路中2个独立的带气隙的变压器的磁芯及绕组的示意图。如图5所示，在传统的正反激电路中，具有两个变压器301、302，变压器301、302是2个参数相同的独立的带气隙的变压器。

在现有技术中，因为正反激电路采用了2个独立的带气隙的变压器，所以磁元件的体积和重量比较大，难以满足产品的小型化要求。随着对电源模块的高功率密度的要求逐步提升，期望磁元件能够小型化。

发明内容

本实用新型鉴于现有技术中存在的上述问题而研发，目的在于提供一种能够实现小型化的集成变压器。

为了解决上述问题，本实用新型的一个方面所涉及的集成变压器，具备磁芯、原边线圈和副边线圈，其特征在于，所述磁芯包括两个中柱和分别位于所述两个中柱的两侧的两个侧柱，所述中柱具有气隙，所述侧柱无气隙，所述原边线圈不经过所述两个中柱之间地同时环绕所述两个中柱，所述副边线圈包含分别从所述两个中柱之间及两侧抽出的三个出线。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述两个侧柱分别呈圆角L型。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述两个中柱分别呈长方形。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选在所述磁芯的外周，在所述两个侧柱之间具有开口，所述开口用于引出所述原边线圈。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述两个中柱之间的间距为所述开口的尺寸以下。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述两个中柱相对于所述磁芯的中心线呈线对称，所述两个侧柱相对于所述磁芯的中心线呈线对称。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述两个中柱相对于所述磁芯的中心呈点对称。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述副边线圈为单匝或多匝。

此外，根据本实用新型的集成变压器，优选所述副边线圈的所述出线在与所述开口相反的一侧引出。

实用新型的效果

根据本实用新型，磁芯包括两个具有气隙的中柱和两个无气隙的侧柱，原边线圈不经过两个中柱之间地同时环绕两个中柱，副边线圈包含分别从两个中柱之间及两侧抽出的三个出线，通过这种结构，能够实现集成变压器的小型化。

附图说明

通过参考以下附图对所采用的优选实施方式的详细描述，本实用新型的上述目的、优点和特征以及其他效果和特征将变得更加清楚，其中：

图1是示意性表示本实用新型的实施方式的集成变压器的主要部分的结构的立体图。

图2是示意性表示本实用新型的实施方式的集成变压器中的副边线圈的设置方式的立体图。

图3是表示本实用新型的实施方式的集成变压器的主要部分处的磁通回路的示意图。

图4是示意性表示本实用新型的实施方式的集成变压器中的副边线圈的另一设置方式的立体图。

图5是现有的正反激电路中2个独立的带气隙的变压器的磁芯及绕组的示意图。

附图标记说明

100 磁芯

101、102 中柱

103、104 侧柱

105 开口

200 原边线圈

300 副边线圈

301、302 变压器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式以及实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。另外，存在对相同要素标注相同符号并省略重复说明的情况。此外，存在对功能、结构相同或相对应的要素省略重复说明的情况。

在本实用新型的集成变压器中，通过将现有技术中两个独立的变压器集成为一体，从而减小变压器的整体体积，提高变换效率与功率密度。

图1是示意性表示本实用新型的实施方式的集成变压器的主要部分的结构的立体图。图2是示意性表示本实用新型的实施方式的集成变压器中的副边线圈的设置方式的立体图。

在本实施方式中，将两个变压器集成为一体，如图1、图2所示，本实施方式的集成变压器具备磁芯100、原边线圈200和副边线圈300。磁芯100包括两个具有气隙(未图示)的中柱101、102和两个无气隙的侧柱103、104，两个侧柱103、104分别位于两个中柱101、102的两侧。如图1所示，原边线圈200不经过两个中柱101、102之间地同时环绕两个中柱101、102。如图2所示，副边线圈300包含分别从两个中柱101、102之间及两侧抽出的三个出线。在本实施方式的集成变压器中，不含气隙的两个侧柱103、104位于绕组的外围。

在本实施方式中，磁芯100包括两个具有气隙的中柱101、102和两个无气隙的侧柱103、104，原边线圈200不经过两个中柱101、102之间地同时环绕两个中柱101、102，副边线圈300包含分别从两个中柱101、102之间及两侧抽出的三个出线，通过这种结构，能够实现集成变压器的小型化。

此外，在本实施方式中，两个侧柱103、104位于绕组的外围，原边线圈200不经过两个中柱101、102之间地同时环绕两个中柱101、102，根据这样的结构，能够减小原边线圈200的总长度，并且原边线圈200能够在两个侧柱103、104中间进出线，从而配线方便。此外，气隙位于两个中柱101、102上，在侧柱103、104上没有气隙，所以装配方便，不会出现E型磁芯装配时的跷跷板问题。

为了便于理解直流磁通和交流磁通的形成效果，在图1中，以箭头标示出了电流的一个周期的方向。此外，图3是表示本实用新型的实施方式的集成变压器的主要部分处的磁通回路的示意图。在图3中，用粗线箭头示意性地示出了磁通回路。

在本实施方式中，侧柱103、104没有气隙，所以能够使磁阻最小，可以减小磁阻，交流磁通可以从中柱101到侧柱103，也可以从中柱101到侧柱104，同样地，交流磁通可以从中柱102到侧柱104，也可以从中柱102到侧柱103。如图1、图3所示，因为两个侧柱103、104分别位于两个中柱101、102的两侧，所以交流磁通在基底中柱101与中柱102之间能够绝大部分抵消，结果，交流磁通从中柱101到侧柱103形成回路，并且从中柱102到侧柱104形成回路。

在本实施方式中，如图1、图3所示，对于直流磁通来说，因为电流在中柱101与侧柱103之间的方向与电流在中柱102与侧柱104之间的方向是相反的，所以直流磁通在基底中柱101与侧柱103之间以及中柱102与侧柱104之间能够大部分抵消，结果，直流磁通在中柱101与中柱102之间形成闭合回路。

此外，在本实施方式中，优选两个中柱101、102相对于磁芯100的中心线呈线对称，两个侧柱103、104相对于磁芯100的中心线呈线对称。进一步，优选两个中柱101、102相对于磁芯100的中心呈点对称。

据此，通过两个中柱101、102的对称性、以及两个侧柱103、104的对称性，能够进一步更好地使交流磁通在基底中柱101与中柱102之间绝大部分抵消，并且能够进一步更好地使直流磁通在基底中柱101与侧柱103之间以及中柱102与侧柱104之间大部分抵消。

在本实施方式中，通过上述结构，能够对磁芯100的体积进行最优化设计，能够减小磁芯100的体积，并且从基底的磁通密度来看，能够优化磁通，减少磁的损耗，能够减小基底的厚度。据此，能够实现集成变压器的小型化。

此外，在本实施方式中，如图1所示，示出了两个侧柱103、104分别呈圆角L型的方式，但是两个侧柱103、104也可以是L型，或者在副边出线的一侧也可以做转角延伸，只要留有副边出线口即可。根据该结构，侧柱103、104中磁通经过的截面积增大，据此能够减小基底厚度，从而能够减小产品尺寸。此外，通过两个侧柱103、104的包围效果，还可以起到磁屏蔽的作用，能够减少散磁通对周边元器件的干扰。据此，能够减小磁芯100的体积，能够使集成变压器小型化。

此外，在本实施方式中，如图1所示，优选两个中柱101、102分别呈长方形。根据该结构，能够将基底设计地更薄。据此，能够减小磁芯100的体积，能够使集成变压器小型化。

此外，在本实施方式中，如图1所示，优选在磁芯100的外周，在两个侧柱103、104之间具有开口105，开口105用于引出原边线圈200。此外，如图2所示，在与开口105相反的一侧引出副边线圈300的出线。此外，优选两个中柱101、102之间的间距为开口105的尺寸以下。根据该结构，能够方便地进行布线，并且能够使基底设计地更薄，据此，能够减小磁芯100的体积，能够使集成变压器小型化。

此外，对于两个中柱101、102之间的间距的大小，没有特别限定，在一个优选实施例中，优选两个中柱101、102之间的间距大于中柱101、102所具有的气隙。

在图2所示的副边线圈300的设置方式中，为了便于图示而示出了副边线圈300为单匝的情况，但是副边线圈300的匝数没有特别限定，也可以为双匝以上的多匝。图4是示意性表示本实用新型的实施方式的集成变压器中的副边线圈的另一设置方式的立体图。在图4中，示出了副边线圈300为双匝的一种绕线方式。当然副边线圈300为多匝的情况下的绕线方式不限于此，也可以是其他方式。

此外，关于磁芯100的基底的厚度、中柱101、102的高度、侧柱103、104的高度，能够根据实际设计，例如电流大小、功率密度等来适当选择，没有特别限定。

此外，关于中柱101、102所具有的气隙的大小，在保证两个中柱101、102之间的直流磁通不饱和的情况下，可以根据实际需要，例如所需的电感值等来适当设计，没有特别限定。

以上，尽管已经结合本实用新型的优选实施方式示出了本实用新型，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对本实用新型进行各种修改、替换和改变。因此，本实用新型不应由上述实施方式来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims

1.一种集成变压器，具备磁芯、原边线圈和副边线圈，其特征在于，

所述磁芯包括两个中柱和分别位于所述两个中柱的两侧的两个侧柱，

所述中柱具有气隙，所述侧柱无气隙，

所述原边线圈不经过所述两个中柱之间地同时环绕所述两个中柱，

所述副边线圈包含分别从所述两个中柱之间及两侧抽出的三个出线。

2.根据权利要求1所述的集成变压器，其特征在于，

所述两个侧柱分别呈圆角L型。

3.根据权利要求1所述的集成变压器，其特征在于，

所述两个中柱分别呈长方形。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的集成变压器，其特征在于，

在所述磁芯的外周，在所述两个侧柱之间具有开口，所述开口用于引出所述原边线圈。

5.根据权利要求4所述的集成变压器，其特征在于，

所述两个中柱之间的间距为所述开口的尺寸以下。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的集成变压器，其特征在于，

所述两个中柱相对于所述磁芯的中心线呈线对称，

所述两个侧柱相对于所述磁芯的中心线呈线对称。

7.根据权利要求6所述的集成变压器，其特征在于，

所述两个中柱相对于所述磁芯的中心呈点对称。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的集成变压器，其特征在于，

所述副边线圈为单匝或多匝。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的集成变压器，其特征在于，

所述副边线圈的所述出线在与所述开口相反的一侧引出。