CN218038827U - 一种磁集成装置及磁集成的开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁集成装置及磁集成的开关电源，所述磁集成装置包括共用一套磁芯的两个变压器和两个谐振电感，所述变压器一和所述变压器二的绕组分别绕在左变压器磁柱和右变压器磁柱上，所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组分别绕在左谐振电感磁柱和右谐振电感磁柱上，并且配置为：所述变压器一和所述变压器二的初级线圈的电流磁场方向相反，次级线圈的电流磁场方向也相反，且所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组线圈的磁场方向相反。因本申请的双变压器加双谐振电感的磁集成装置结构中，通过共用了磁路，实现了两个变压器加两个谐振电感的集成，有效的减小了产品体积，提高了开关电源的功率密度。

Description

一种磁集成装置及磁集成的开关电源

技术领域

本实用新型涉及开关电源及变压器技术领域，尤其是涉及一种双变压器-谐振电感磁集成结构及磁集成的开关电源。

背景技术

随着现代电力电子技术的发展，磁元件应用的推广以及磁元件生产自动化程度的不断提高，磁元件的集成技术越来越被广泛应用。变压器是变换器的重要组成部分，但变压器具有结构复杂、体积较大及工作频率低等缺点，导致电源系统的体积大、重量大、损耗大等特点。

磁集成技术是将多个分立的磁性元件从结构上集成在一起，从而减小磁性元件的体积、重量，还可以降低整体损耗，降低电流纹波，改善电源动态特性等，对变换器功率密度的提升和性能改善有重要的意义。但现有技术的磁集成技术在减小产品体积和降低损耗等方面仍然不够，需要进一步做出改进。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

为克服前述现有技术的缺陷，本申请实施例提供一种磁集成装置，包括磁芯、变压器一、变压器二、谐振电感一和谐振电感二；

所述磁芯包括两个并排设置的环形磁芯部，分别为变压器磁芯和谐振电感磁芯，所述变压器磁芯和所述谐振电感磁芯共用一磁芯插件；

所述变压器一和所述变压器二的绕组分别绕在所述变压器磁芯的左变压器磁柱和右变压器磁柱上，所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组分别绕在所述谐振电感磁芯的左谐振电感磁柱和右谐振电感磁柱上，并且配置为：

所述变压器一和所述变压器二的初级线圈的电流磁场方向相反，次级线圈的电流磁场方向也相反，且所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组线圈的磁场方向相反。

本实用新型还可采用如下可选/优选方案：

所述变压器一的次级绕组线圈和初级绕组线圈以内外嵌套的方式绕制，所述变压器二的次级绕组线圈和初级绕组线圈以内外嵌套的方式绕制。

所述变压器一的次级绕组线圈和所述变压器二的次级绕组线圈外侧包覆绝缘层。

所述变压器一的次级绕组线圈和所述变压器二的次级绕组线圈由薄铜片绕制而成，且外侧包覆绝缘层。

所述磁芯是组合式磁芯，包括两个以上组合体，相邻的所述组合体之间设有气隙垫片。

所述磁芯由方形磁块跟具有左变压器磁柱和右变压器磁柱的U型磁芯拼接而成，或所述磁芯由方形磁块跟具有左变压器磁柱和右变压器磁柱的π型磁芯拼接而成。

所述变压器一的次级绕组线圈和所述变压器二的次级绕组线圈均采用L型铜片作为引出脚，所述L型铜片的一端焊接于绕组线圈上，另一端设有便于固定连接的通孔。

所述谐振电感一的绕组和所述变压器一的初级绕组串接，所述谐振电感二的绕组和所述变压器二的初级绕组串接。

所述谐振电感一的绕组和所述变压器一的初级绕组由同一根导线绕制而成，所述谐振电感二的绕组和所述变压器二的初级绕组由同一根导线绕制而成。

本实用新型还提供一种磁集成的开关电源，包括磁集成装置，所述磁集成装置是如上文任一项所述的磁集成装置。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，与现有技术相比至少具有如下有益效果：

通过共用一套磁芯，并且将两个变压器和两个谐振电感配置为初级与初级、次级与次级流过的电流磁场方向相反，共用了磁路，实现了两个变压器加两个谐振电感的集成，有效的减小了产品体积，提高了开关电源的功率密度。

所述变压器一的次级绕组线圈和初级绕组线圈以内外嵌套的方式绕制，所述变压器二的次级绕组线圈和初级绕组线圈以内外嵌套的方式绕制，该方式可进一步减少占用的面积和空间。

附图说明

图1是一个实施例的磁集成装置的立体图结构示意图；

图2是图1的爆炸图；

图3是一个实施例的方形磁块的结构示意图；

图4A是一个实施例的π型磁芯的结构示意图；

图4B是图4A的主视图结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4和具体的实施方式对本实用新型作进一步说明，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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实施例和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

一种磁集成装置，如图1-2所示，包括磁芯、变压器一、变压器二、谐振电感一和谐振电感二。所述磁芯包括两个并排设置的环形磁芯部，分别为变压器磁芯1和谐振电感磁芯2，所述变压器磁芯1和所述谐振电感磁芯2共用一磁芯插件12。所述变压器一和所述变压器二的绕组分别绕在所述变压器磁芯的左变压器磁柱和右变压器磁柱上，所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组分别绕在所述谐振电感磁芯的左谐振电感磁柱和右谐振电感磁柱上，并且配置为：所述变压器一的初级线圈5和所述变压器二的初级线圈6的电流磁场方向相反，所述变压器一的次级线圈3和所述变压器二的次级线圈4的电流磁场方向也相反，且所述谐振电感一的绕组线圈7和所述谐振电感二的绕组线圈8的磁场方向相反。

所述变压器一的次级绕组线圈3和初级绕组线圈5优选以内外嵌套的方式绕制，所述变压器二的次级绕组线圈4和初级绕组线圈6以内外嵌套的方式绕制，体积更小，方便布局。所述变压器一的次级绕组线圈3和所述变压器二的次级绕组线圈4优选由薄铜片绕制而成，且外侧包覆绝缘层。所述磁芯优选是组合式磁芯，包括两个以上组合体，相邻的所述组合体之间设有气隙垫片9，该结构设计更灵活，可适用于不同多种不同要求的产品。

本实施例中，所述磁芯由方形磁块跟具有左变压器磁柱和右变压器磁柱的U型磁芯拼接而成，且最终的组合体的形状为U型。所述变压器一的次级绕组线圈3和所述变压器二的次级绕组线圈4均优选采用L型铜片作为引出脚10，所述L型铜片的一端焊接于绕组线圈上，另一端设有便于固定连接的通孔101。此外，所述L型铜片10的竖向段还可通过弯折部102来调整通孔的位置，进一步方便固定连接。同样的，所述变压器一的初级绕组线圈和所述变压器二的初级绕组线圈也可采用类似结构，并根据需要将所述L型铜片的横向段做弯折来调整通孔的位置。所述谐振电感一的绕组7和所述变压器一的初级绕组5优选由同一根导线绕制而成，所述谐振电感二的绕组8和所述变压器二的初级绕组6优选由同一根导线绕制而成，这样，加工更加方便且高效。

实施例二

与上述实施例一的主要区别是：所述磁芯由方形磁块跟具有左变压器磁柱和右变压器磁柱的π型磁芯拼接而成，且最终的组合体的形状为π型。所述方形磁块如图3所示，所述π型磁芯如图4A和图4B所示。

实施例三

与上述实施例一的主要区别是：所述谐振电感一的绕组7和所述变压器一的初级绕组5各自绕制，并通过导线串接，所述谐振电感二的绕组8和所述变压器二的初级绕组6各自绕制，并通过导线串接，同样能够解决本申请提出的技术问题。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本实用新型的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本实用新型的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种磁集成装置，其特征在于，包括磁芯、变压器一、变压器二、谐振电感一和谐振电感二；

所述磁芯包括两个并排设置的环形磁芯部，分别为变压器磁芯和谐振电感磁芯，所述变压器磁芯和所述谐振电感磁芯共用一磁芯插件；

所述变压器一和所述变压器二的绕组分别绕在所述变压器磁芯的左变压器磁柱和右变压器磁柱上，所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组分别绕在所述谐振电感磁芯的左谐振电感磁柱和右谐振电感磁柱上，并且配置为：

所述变压器一和所述变压器二的初级线圈的电流磁场方向相反，次级线圈的电流磁场方向也相反，且所述谐振电感一和所述谐振电感二的绕组线圈的磁场方向相反。

2.如权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述变压器一的次级绕组线圈和初级绕组线圈以内外嵌套的方式绕制，所述变压器二的次级绕组线圈和初级绕组线圈以内外嵌套的方式绕制。

3.如权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述变压器一的次级绕组线圈和所述变压器二的次级绕组线圈外侧包覆绝缘层。

4.如权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述变压器一的次级绕组线圈和所述变压器二的次级绕组线圈由薄铜片绕制而成，且外侧包覆绝缘层。

5.如权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述磁芯是组合式磁芯，包括两个以上组合体，相邻的所述组合体之间设有气隙垫片。

6.如权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述磁芯由方形磁块跟具有左变压器磁柱和右变压器磁柱的U型磁芯拼接而成，或所述磁芯由方形磁块跟具有左变压器磁柱和右变压器磁柱的π型磁芯拼接而成。

7.如权利要求4所述的磁集成装置，其特征在于，所述变压器一的次级绕组线圈和所述变压器二的次级绕组线圈均采用L型铜片作为引出脚，所述L型铜片的一端焊接于绕组线圈上，另一端设有便于固定连接的通孔。

8.如权利要求7所述的磁集成装置，其特征在于，所述谐振电感一的绕组和所述变压器一的初级绕组串接，所述谐振电感二的绕组和所述变压器二的初级绕组串接。

9.如权利要求1所述的磁集成装置，其特征在于，所述谐振电感一的绕组和所述变压器一的初级绕组由同一根导线绕制而成，所述谐振电感二的绕组和所述变压器二的初级绕组由同一根导线绕制而成。

10.一种磁集成的开关电源，其特征在于，包括磁集成装置，所述磁集成装置是如权利要求1-9任一项所述的磁集成装置。

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