[实用新型]一种提高功率密度的集成磁性元件

说明书

本实用新型公开了一种提高功率密度的集成磁性元件，包括变压器、电感，所述变压器包括第一磁芯、第二磁芯、原边线圈、副边线圈，原边线圈、副边线圈交错缠绕设置在第一磁芯、第二磁芯之间；电感包括上述第二磁芯、第三磁芯、电感线圈，所述电感线圈设置在第二磁芯与第三磁芯之间；所述第一磁芯、第三磁芯分别设置在第二磁芯相对的两面，电感线圈的一端连接副边线圈的一侧，即电感线圈与副边线圈合并为单个线圈。该提高功率密度的集成磁性元件与现有技术相比，将变压器和电感集成与一体，利用磁通抵消的原理使得集成的磁性元件具有低损耗高功率密度的优点。

技术领域

本实用新型涉及电子技术应用领域，具体地说是一种实用性强、提高功率密度的集成磁性元件。

背景技术

随着新能源汽车领域的发展，电力电子变换器对功率密度的要求越来越高。在这样的大功率应用场合，隔离型桥式电路以其电能转换效率高的优点被广泛应用。变压器为隔离型桥式电路的主要元件之一，为电路提供隔离功能和升降压功能，同时电感提供储存能量和传递能量的功能。

传统电路中，变压器和电感是分开的两个元件，往往占据整个电源的50％以上空间。为了优化空间，提高功率密度，一种解决方法是将变压器原边和副边线圈的耦合系数降低，增大漏电感，利用此漏电感作为电路中的主电感。然而此解决方法带来的负面作用是，降低了变压器的能量转换效率，并且带来更多热量，增加了散热系统的负担。

发明内容

本实用新型的技术任务是针对以上不足之处，提供一种实用性强、提高功率密度的集成磁性元件及基于该提高功率密度的集成磁性元件实现全范围软开关的方法。

一种提高功率密度的集成磁性元件，包括变压器、电感，所述变压器包括第一磁芯、第二磁芯、原边线圈、副边线圈，原边线圈、副边线圈交错缠绕设置在第一磁芯、第二磁芯之间；电感包括上述第二磁芯、第三磁芯、电感线圈，所述电感线圈设置在第二磁芯与第三磁芯之间；所述第一磁芯、第三磁芯分别设置在第二磁芯相对的两面，电感线圈的一端连接副边线圈的一侧，即电感线圈与副边线圈合并为单个线圈。

所述第一磁芯、第三磁芯均为E型磁芯，原边线圈、副边线圈交错环绕安装在第一磁芯的E形中柱外侧壁上，电感线圈环绕设置在第三磁芯的中柱外侧壁上。

所述第二磁芯为I型扁平磁芯，该第二磁芯放置在第一磁芯、第三磁芯中间。

所述副边线圈设置有两个端子且均放置在同一侧，与两端子相对的另一侧的副边线圈与电感线圈相连接。

该集成磁性元件安装在隔离型桥式电力电子变换器中，即该磁性元件中，变压器原边线圈连接输入侧的全桥电路，副边线圈连接输出侧的整流电路。

本实用新型的一种提高功率密度的集成磁性元件，具有以下优点：

本实用新型解决大功率隔离型桥式电力电子变换器功率密度低的问题，将变压器和电感集成与一体，利用磁通抵消的原理使得集成的磁性元件具有低损耗高功率密度的优点。而且线圈二合一，出线端子减少一半，减少了端子侧功率损耗，并且便于安装，实用性强，适用范围广泛，易于推广。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为本实用新型的集成磁性元件应用示意图。

附图2是本实用新型的集成磁性元件装配示意图。

附图3是本实用新型的集成磁性元件平面示意图以及磁通方向示意图。

附图4是本实用新型的第一磁芯、第三磁芯正视图。