CN219800623U - 一种磁性器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种磁性器件，包括：至少三个绕组、至少两个第一磁芯、用于将相邻的至少两第一磁芯进行固定的第一骨架、与第一磁芯并排设置且位于至少两第一磁芯的最外侧的两个第二磁芯、用于将第一磁芯和相邻第二磁芯进行固定的第二骨架；至少三个绕组分别绕制于第一骨架和第二骨架的周侧；相邻的两个第一磁芯和第一骨架之间围合形成第一风腔，第二骨架、第二磁芯以及第二磁芯邻近的第一磁芯之间围合形成第二风腔。本实用新型所提供的磁性器件，不仅提高了磁性器件的散热性能而且使得磁性器件的散热更加均匀，从而提高了磁性器件的热稳定性。

Description

一种磁性器件

技术领域

本实用新型属于功率变换器件技术领域，尤其涉及一种磁性器件。

背景技术

随着目前新能源行业的发展，电源功率等级不断提高，三相拓扑逐渐被应用于充电模块、储能模块中，通常采用三个独立磁性器件来完成能量存储、传输、隔离等。随着功率等级进一步提升，分立的三个磁性器件体积越来越大，逐渐削弱了磁性器件的散热好、风道好的优势。使用传统的分立磁性器件，体积随功率变大后，除了要充分考虑自身散热以外，还要考虑磁性器件的风腔是否合理、需要的散热风量是否足够等问题，而现有的大多数磁性器件在整个产品中占据较大体积，会严重阻挡风道，使产品的风阻变大，热稳定性比较差。

实用新型内容

本实用新型的技术目的在于提供一种磁性器件，旨在解决磁性器件热稳定性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，提供一种磁性器件，包括：至少三个绕组、至少两个第一磁芯、用于将相邻的至少两第一磁芯进行固定的第一骨架、与第一磁芯并排设置且位于至少两第一磁芯的最外侧的两个第二磁芯、用于将第一磁芯和相邻第二磁芯进行固定的第二骨架；至少三个绕组分别绕制于第一骨架和第二骨架的周侧；相邻的两个第一磁芯和第一骨架之间围合形成第一风腔，第二骨架、第二磁芯以及第二磁芯邻近的第一磁芯之间围合形成第二风腔。

进一步地，第一磁芯包括第一支撑柱、位于第一支撑柱两侧的两个第一中柱、将第一支撑柱和第一中柱连接为一体的第一连接部，第一支撑柱、第一中柱以及第一连接部之间围合形成两个供绕组和骨架穿过的磁芯窗口；第二磁芯包括第二支撑柱、位于第二支撑柱内侧的第二中柱、将第二支撑柱和第二中柱连接为一体的第二连接部，第二支撑柱、第二中柱以及第二连接部之间围合形成供绕组和第二骨架穿过的磁芯窗口。

进一步地，第一支撑柱的横截面积大于第二支撑柱的横截面积。

进一步地，第一骨架和第二骨架皆为侧壁镂空且两端开口的筒状结构，筒状结构包括主体部、连接于主体部两端且向外延伸的凸缘，各绕组绕制在主体部的周侧；各绕组的端部抵接于凸缘的靠近主体部的一侧。

进一步地，主体部内形成有用于容纳中柱的空腔，主体部包括向空腔内延伸的固定件，固定件用于将第一中柱和/或第二中柱分别固定于空腔内，空腔内容纳的两个中柱之间有空隙。

进一步地，第一中柱、第二中柱皆由抵接部和围合部构成，围合部与抵接部围合形成通风孔，通风孔沿第一中柱或第二中柱的轴线方向设置且贯穿第一中柱或第二中柱的两端。

进一步地，抵接部为半圆筒状，围合部为半个空心的棱柱状。

进一步地，第一支撑柱为一侧内凹的方体结构，第二支撑柱为两侧内凹的方体结构，第一支撑柱、第二支撑柱的凹陷处用于与各绕组的形状相适配。

进一步地，绕组由原边线圈和副边线圈组成，至少两个第一磁芯上还设置有引线孔，分别从至少两个引线孔引出的引出线同为原边线圈的引出线或同为副边线圈的引出线。

进一步地，第一磁芯、第二磁芯分别由两个相同的芯块组成。

本实用新型中磁性器件与现有技术相比，有益效果在于：磁性器件为对称结构，两个第一磁芯、两个第二磁芯并排且间隔设置，两个第二磁芯分别位于两端，位于中间的两个第一磁芯通过第一骨架固定，第一磁芯和第二磁芯之间通过第二骨架进行固定，从而可以有效降低磁芯的涡流损耗；各绕组分别绕制在第一骨架或第二骨架的周侧，两个第一磁芯和第一骨架之间围合形成第一风腔，第二骨架、第二磁芯以及该第二磁芯邻近的第一磁芯之间围合形成两个第二风腔，也即相邻的两个磁芯之间都形成有独立且均匀的风腔，不仅提高了磁性器件的散热性能而且使得磁性器件的散热更加均匀。

附图说明

图1是本实用新型实施例中磁性器件的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例中磁性器件的俯视图；

图3是图本实用新型实施例中构成第一磁芯的芯块的结构示意图；

图4是图本实用新型实施例中构成第二磁芯的芯块的结构示意图；

图5是图本实用新型实施例中骨架的结构示意图。

在附图中，各附图标记表示：10、绕组；20、第一磁芯；30、第二磁芯；40、第一骨架；50、第二骨架；60、第一风腔；70、第二风腔；201、第一支撑柱；202、第一中柱；203、第一连接部；301、第二支撑柱；302、第二中柱；303、第二连接部；1、主体部；2、凸缘；11、固定件。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”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。

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个该特征。在本实用新型的描述中，“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：

如图1-5所示，在本实施例中，磁性器件包括：至少三个绕组10、至少两个第一磁芯20、用于将相邻的至少两第一磁芯20进行固定的第一骨架40、与第一磁芯20并排设置且位于至少两第一磁芯20的最外侧的两个第二磁芯30、用于将第一磁芯20和相邻第二磁芯30进行固定的第二骨架50；至少三个绕组10分别绕制于第一骨架40和第二骨架50的周侧；相邻的两个第一磁芯20和第一骨架40之间围合形成第一风腔60，第二骨架50、第二磁芯30以及第二磁芯30邻近的第一磁芯20之间围合形成第二风腔70。

具体的，第一磁芯20可以为两个、三个或者更多个；相对应的，绕组10也可以为三个、四个或者更多个。优选的，本实施例中，第一磁芯20为两个，磁性器件为对称结构，两个第一磁芯20、两个第二磁芯30并排且间隔设置，两个第二磁芯30分别位于两端，位于中间的两个第一磁芯20通过第一骨架40固定，第一磁芯20和第二磁芯30之间通过第二骨架50进行固定，从而可以有效降低磁芯的涡流损耗；各绕组10分别绕制在第一骨架40或第二骨架50的周侧，两个第一磁芯20和第一骨架40之间围合形成第一风腔60，第二骨架50、第二磁芯30以及该第二磁芯30邻近的第一磁芯20之间围合形成两个第二风腔70，也即相邻的两个磁芯之间都形成有独立且均匀的风腔，不仅提高了磁性器件的散热性能而且使得磁性器件的散热更加均匀。

在本实施例中，第一磁芯20、第二磁芯30分别由两个相同的芯块组成。组成第一磁芯20的芯块为三柱型结构，也即两个三柱型结构的芯块拼接形成第一磁芯20；组成第二磁芯30的芯块为双柱型结构，也即两个双柱型结构的芯块拼接形成第二磁芯30。装配时，可以先将绕组10绕制在对应的骨架周侧，再使各磁芯的芯块分别从对应骨架两端的对应位置插入骨架，并使芯块和骨架之间、芯块和对应的芯块之间相互固定，从而形成一个完整的、具有多个风腔的磁性器件。

在本实施例中，第一磁芯20包括第一支撑柱201、位于第一支撑柱201两侧的两个第一中柱202、将第一支撑柱201和第一中柱202连接为一体的第一连接部203，第一支撑柱201、第一中柱202以及第一连接部203之间围合形成两个供绕组10和骨架穿过的磁芯窗口；第二磁芯30包括第二支撑柱301、位于第二支撑柱301内侧的第二中柱302、将第二支撑柱301和第二中柱302连接为一体的第二连接部303，第二支撑柱301、第二中柱302以及第二连接部303之间围合形成供绕组10和第二骨架50穿过的磁芯窗口。

具体的，第一磁芯20为轴对称结构，两个第一中柱202位于第一支撑柱201的两侧且相互对称，第一骨架40和第二骨架50分别穿过第一磁芯20的两个磁芯窗口并与该对应的磁芯窗口形成固定，从而可以通过第一骨架40将位于中间的两个第一磁芯20连为一体。第二磁芯30为上下对称的结构，第二磁芯30内形成有供绕组10和第二骨架50穿过的磁芯窗口，由此可以通过两个第二骨架50分别将第二磁芯30与该第二磁芯30相邻的第一磁芯20连为一体，进而实现将所有磁芯、绕组10以及骨架固定为一个整体。

如图3和4所示，在本实施例中，第一支撑柱201为一侧内凹的方体结构，第二支撑柱301为两侧内凹的方体结构，第一支撑柱201、第二支撑柱301的凹陷处用于与各绕组10的形状相适配。中间内凹式设置的支撑柱，使得绕组10的外侧贴合于第一支撑或第二支撑柱301的内凹的侧壁，有利于减小磁性器件的体积、并节约原料成本。

在本实施例中，第一支撑柱201的横截面积大于第二支撑柱301的横截面积。本实施例中，虽然位于最外侧的第二磁芯30与外界或外围器件之间形成了较大的降温风道，从而散热效果优于磁性器件内形成的风腔的散热效果，但第一支撑柱201的厚度大于第二支撑柱301的厚度，也即第一支撑柱201的横截面积大于第二支撑柱301的横截面积，不仅有利于降低损耗，而且可以削弱风腔较小带来的热应力问题，内部和外部同时散热，使得散热更加均匀，大大提高了磁性器件的热稳定性。

如图5所示，在本实施例中，第一骨架40和第二骨架50皆为侧壁镂空且两端开口的筒状结构，筒状结构包括主体部1、连接于主体部1两端且向外延伸的凸缘2，各绕组10绕制在主体部1的周侧；各绕组10的端部抵接于凸缘2的靠近主体部1的一侧。

具体的，第一骨架40和第二骨架50均为一体成型的镂空筒状结构且绝缘，各绕组10表面还缠绕有绝缘胶带(图中未示出)，通过绝缘胶带和绝缘的骨架将各磁芯和各绕组10进行隔离，在提高磁性器件的散热性能的同时，可以有效增强各绕组10和各磁芯之间的绝缘强度。

在本实施例中，主体部1内形成有用于容纳中柱的空腔，主体部1包括向空腔内延伸的固定件11，固定件11用于将第一中柱202和/或第二中柱302分别固定于空腔内，空腔内容纳的两个中柱之间有空隙。

具体的，主体部1的截面为跑道圈形状，主体部1内形成有用于容纳第一中柱202和/或第二中柱302的空腔。第一中柱202、第二中柱302、第一骨架40、第二骨架50在轴向方向上的长度相等，从而位于骨架两端的第一连接部203和/或第二连接部303的内侧与凸缘的远离主体部1的一侧形成抵接。空腔所容纳的两个中柱分别位于该空腔内的相对两侧，空腔内的相对两侧各有两个固定件11。固定件11呈长条状凸起，截面为三角形，与中柱相互抵接，从而将两中柱分别固定于空腔内的相对两侧，两中柱之间有空隙，可以有效降低磁芯的涡流损耗，且散热性能绝佳。

如图3和4所示，在本实施例中，第一中柱202、第二中柱302皆由抵接部和围合部构成，围合部与抵接部围合形成通风孔，通风孔沿第一中柱202或第二中柱302的轴线方向设置且贯穿第一中柱202或第二中柱302的两端。抵接部为半圆筒状，围合部为半个空心的棱柱状。抵接部的外侧抵接与骨架空腔的内壁，围合部的外侧与固定件相互抵接，抵接部的中心轴线和围合部的中心轴线重合。抵接部和围合部围合形成的通风孔截面为圆形，有利于提高绕组10的散热性能。当然，在其他的一些实施方式中，抵接部和围合部围合形成的通风孔截面也可以为三角形、四边形等。

如图2所示，在本实施例中，第一连接部203和第二连接部303皆为梯形结构，该梯形结构的上底部分与第一支撑柱201或与第二支撑柱301连接，该梯形结构的下底部分与第一中柱202或第二中柱302连接，上底长度与对应的连接的支撑柱相适配，下底长度与对应连接的中柱相适配，使的支撑柱和连接部之间、中柱的连接部之间的连接更加自然美观，且有利于节约原料成本。

在本实施例中，绕组10由原边线圈和副边线圈组成，至少两个第一磁芯20上还设置有引线孔(图中未示出)，分别从至少两个引线孔引出的引出线同为原边线圈的引出线或同为副边线圈的引出线，在满足加强线圈绝缘要求的同时，保证磁性器件能够正常使用。

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 (10)

1.一种磁性器件，其特征在于，包括至少三个绕组、至少两个第一磁芯、用于将相邻的至少两所述第一磁芯进行固定的第一骨架、与所述第一磁芯并排设置且位于至少两所述第一磁芯的最外侧的两个第二磁芯、用于将所述第一磁芯和相邻所述第二磁芯进行固定的第二骨架；至少三个所述绕组分别绕制于所述第一骨架和所述第二骨架的周侧；相邻的两个所述第一磁芯和所述第一骨架之间围合形成第一风腔，所述第二骨架、所述第二磁芯以及所述第二磁芯邻近的所述第一磁芯之间围合形成第二风腔。

2.根据权利要求1所述的磁性器件，其特征在于，所述第一磁芯包括第一支撑柱、位于所述第一支撑柱两侧的两个第一中柱、将所述第一支撑柱和所述第一中柱连接为一体的第一连接部，所述第一支撑柱、所述第一中柱以及所述第一连接部之间围合形成两个供所述绕组和骨架穿过的磁芯窗口；所述第二磁芯包括第二支撑柱、位于所述第二支撑柱内侧的第二中柱、将所述第二支撑柱和所述第二中柱连接为一体的第二连接部，所述第二支撑柱、所述第二中柱以及所述第二连接部之间围合形成供所述绕组和所述第二骨架穿过的磁芯窗口。

3.根据权利要求2所述的磁性器件，其特征在于，所述第一支撑柱的横截面积大于所述第二支撑柱的横截面积。

4.根据权利要求2所述的磁性器件，其特征在于，所述第一骨架和所述第二骨架皆为侧壁镂空且两端开口的筒状结构，所述筒状结构包括主体部、连接于所述主体部两端且向外延伸的凸缘，各所述绕组绕制在所述主体部的周侧；各所述绕组的端部抵接于所述凸缘的靠近所述主体部的一侧。

5.根据权利要求4所述的磁性器件，其特征在于，所述主体部内形成有用于容纳所述中柱的空腔，所述主体部包括向所述空腔内延伸的固定件，所述固定件用于将所述第一中柱和/或所述第二中柱分别固定于所述空腔内，所述空腔内容纳的两个中柱之间有空隙。

6.根据权利要求4所述的磁性器件，其特征在于，所述第一中柱、所述第二中柱皆由抵接部和围合部构成，所述围合部与所述抵接部围合形成通风孔，所述通风孔沿所述第一中柱或所述第二中柱的轴线方向设置且贯穿所述第一中柱或所述第二中柱的两端。

7.根据权利要求6所述的磁性器件，其特征在于，所述抵接部为半圆筒状，所述围合部为半个空心的棱柱状。

8.根据权利要求2所述的磁性器件，其特征在于，所述第一支撑柱为一侧内凹的方体结构，所述第二支撑柱为两侧内凹的方体结构，所述第一支撑柱、所述第二支撑柱的凹陷处用于与各所述绕组的形状相适配。

9.根据权利要求1所述的磁性器件，其特征在于，所述绕组由原边线圈和副边线圈组成，至少两个所述第一磁芯上还设置有引线孔，分别从至少两个所述引线孔引出的引出线同为所述原边线圈的引出线或同为所述副边线圈的引出线。

10.根据权利要求1所述的磁性器件，其特征在于，所述第一磁芯、所述第二磁芯分别由两个相同的芯块组成。