[发明专利]一种集成谐振电感的磁芯装置及其变压器

说明书

本发明涉及变压器领域，具体涉及一种集成谐振电感的磁芯装置及其变压器。本发明通过在两个E型磁芯中间插入一个相配合的I型磁芯，形成漏磁通路，变压器绕组配合漏磁通路形成谐振电感。本发明可以减小装置内感性器件的总体积，有助于提高装置的功率密度；谐振电感的铁损仍然存在，但是由于和主变压器共用一个绕组，总的绕线长度却降低了很多，铁损大为减少，整机效率也会提高。

技术领域

本发明涉及变压器领域，具体涉及一种集成谐振电感的磁芯装置及其变压器。

背景技术

近些年来随着技术的发展，特别是碳化硅器件的兴起，在电力电子变换领域，开关频率越做越高，输出功率越来越大，功率密度不断提高，对变换装置效率的要求越来越高，体积要求越来越小。而现有变压器的结构总体积较大，增加了电路布局时的困难，同时绕组的线圈长度太长，导致整机的效率较低，损耗较大。申请号为200710186467.X的专利文件公开了一种变压器和电感的磁集成结构，该结构具有“田”字型闭合磁芯，在“田”字型闭合磁芯的一个中心柱上缠绕变压器绕组，在另一个中心柱上缠绕电感绕组，缠绕变压器绕组的中心柱上设有变压器气隙，缠绕电感绕组的中心柱上设有电感气隙，该结构在一定程度上减小了变压器磁元件的体积，但是由于设置有电感绕组，导致体积依然较大，绕组线圈也较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种集成谐振电感的磁芯装置及其变压器，用以解决现有变压器技术中由于体积较大、线圈绕组过多导致器件损耗大、整机变换效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种集成谐振电感的磁芯装置，包括一个I型磁芯和两个E型磁芯，所述I型磁芯的一侧接触设置有第一E型磁芯，另外一侧接触设置有第二E型磁芯，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯的边柱以及中柱均与所述I型磁芯接触。

相应的，本发明还提供了一种集成谐振电感的变压器，包括磁芯装置，所述磁芯装置包括一个I型磁芯，所述I型磁芯的一侧设置有第一E型磁芯，另外一侧设置有第二E型磁芯，所述第一E型磁芯和第二E型磁芯的边柱以及中柱均与所述I型磁芯接触，所述第一E型磁芯的中柱上设置有原边绕组，所述第二E型磁芯的中柱上设置有副边绕组。

进一步的，所述变压器的励磁电感为：

其中，L_P是励磁电感，n₁是所述原边绕组的匝数，R_主是主磁通路的磁阻。

进一步的，所述变压器的漏感为：

其中，L_漏是励磁电感，n₁是所述原边绕组的匝数，R_漏是漏磁通路的磁阻。

进一步的，所述变压器的原边自感U_in为：

其中，n₂为副边绕组的匝数，i_p为励磁电流，Φ_主为主磁通，Φ_漏是漏磁。

本发明的有益效果是：通过在两个E型磁芯中间插入一个相配合的I型磁芯，形成漏磁通路，变压器绕组配合漏磁通路形成谐振电感。这样可以减小装置体积，节省线圈数量，从而降低感性器件损耗，提高整机变换效率。

附图说明

图1是本发明磁芯装置的结构示意图；

图2是本发明实施例中变压器的绕组结构示意图；

图3是本发明实施例中变压器内部磁路的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。