[发明专利]磁性元件

说明书

一种磁性元件，包含磁芯、绕组以及磁性体。磁芯具有至少一磁柱、上盖板以及下盖板，磁柱设置于上盖板与下盖板之间，上盖板与磁柱之间具有气隙。绕组绕设于磁柱上。磁性体设置于绕组与气隙之间，其中磁性体平行于气隙设置。

技术领域

本发明涉及一种磁性元件。

背景技术

随着近年来风电，太阳能电子，汽车电子以及高频化高功率密度化电源模块等电力电子技术快速发展，对电力电子设备中的磁性元件，即电感和变压器的体积、效率、功率密度也提出了更高的要求。对于磁性元件，其磁芯可以采用较低磁导率的磁粉芯材料，例如铁硅磁粉芯，铁硅镍磁粉芯等，或者，磁芯也可以采用较高磁导率的材料，如铁氧体，非晶，硅钢片等。用铁氧体等高磁导率材料制作磁性元件，需要在磁芯上开气隙，来承受磁压，使磁性元件不致饱和。然而，铁氧体材料的磁性元件的窗口内的磁场很不均匀，并且磁通在气隙处扩散到窗口处，容易引起绕组较大的涡流损耗。特别是对于平面绕组磁性元件，由于扩散磁通垂直于平面绕组的长边，引起的涡流损耗非常大。

发明内容

本发明提供了一种磁性元件，借由在气隙和绕组之间设置磁性体，进而改变窗口中的磁场分布，进而降低磁性元件整体的损耗。

本发明的一实施方式提供了一种磁性元件，包含磁芯、绕组以及磁性体。磁芯具有至少一磁柱、上盖板以及下盖板，磁柱设置于上盖板与下盖板之间，上盖板与磁柱之间具有气隙。绕组绕设于磁柱上。磁性体设置于绕组与气隙之间，其中磁性体平行于气隙设置。

于本发明的一或多个实施例中，绕组包含绝缘部分与有效导电部分，磁性体与磁柱之间的最小距离为d1，有效导电部分与磁柱之间的距离为d4，磁性体具有长度d3，其中(d1-d4)/d3的值小于或等于10％。

于本发明的一或多个实施例中，磁柱的数量为三个，磁柱包含左边柱、中柱，及右边柱，绕组绕设于中柱上。

于本发明的一或多个实施例中，磁性体设置于绕组上并套设于中柱上。

于本发明的一或多个实施例中，磁性体包含第一子部与第二子部，第一子部与第二子部分别围绕中柱设置。

于本发明的一或多个实施例中，磁性体包含内环磁性体与外环磁性体，内环磁性体与外环磁性体套设于中柱。

于本发明的一或多个实施例中，磁柱包含左边柱与右边柱，绕组与磁性体的数量为两个，两绕组与两磁性体分别套设于左边柱与右边柱上。

于本发明的一或多个实施例中，磁柱的数量为至少两个，以定义窗口于相邻的两磁柱和上盖板与下盖板之间，其中磁性体的长度与窗口的宽度的比值为0.1～0.5。

于本发明的一或多个实施例中，气隙具有气隙长度，磁性体的厚度为0.2～3倍的气隙长度。

于本发明的一或多个实施例中，气隙与磁性体之间的垂直距离为0～5倍的气隙长度。

于本发明的一或多个实施例中，磁性体的长度大于磁性体的厚度。

于本发明的一或多个实施例中，绕组包含平面绕组，磁性体为设置于平面绕组上的磁性薄膜、磁性涂料或是设置有磁性材料层的基材。

于本发明的一或多个实施例中，绕组包含绕线绕组，磁性体为设置于绕线绕组上的磁性薄膜或是设置有磁性材料层的基材。

于本发明的一或多个实施例中，磁性元件更包含骨架，其中骨架设置于磁柱上，绕组绕设于骨架上，磁性体为设置于骨架上的磁性薄膜、磁性涂料或是设置有磁性材料层的基材。

于本发明的一或多个实施例中，骨架里面掺杂磁性粉末。

于本发明的一或多个实施例中，磁性体的相对初始磁导率大于1。

于本发明的一或多个实施例中，磁性体的相对初始磁导率为介于5至30之间。