[发明专利]小体积磁集成器件

说明书

本发明公开了一种小体积磁集成器件，属于电子元件领域，其包括上磁芯、下磁芯、变压器磁芯柱、第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱；还包括一对连接上、下磁芯的磁芯边柱；且该对磁芯边柱两侧相互间隔，间隔处形成隔断上磁芯和下磁芯的开口；第一电感磁芯柱、第二电感磁芯柱和变压器磁芯柱设置在该对磁芯边柱之间，且第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱均靠近其中一磁芯边柱；与现有技术相比，上、下磁芯和一对磁芯边柱形成公共磁通路径；第二电感线圈绕组第一电感线圈绕组产生的磁通在公共磁通路径上相互抵消；此时即使公共区域厚度极薄，也不会出现磁通饱和导致电感的有效感量降低，本发明的方案，大大减小磁集成器的生产耗料和整个磁集成器的体积。

技术领域

本发明属于电子元件领域，具体为一种小体积磁集成器件。

背景技术

应绿色环保的可持续发展大趋势要求，高效节能当前是表征开关电源性能竞争力的主要参数之一，而具备软开关特性和双向功率变换功能的CLLC或称CLLLC电路拓扑是当前主流的应用方案，尤其在储能和新能源汽车的充电系统中应用尤为广泛。

双向功率变换拓扑CLLC/CLLLC电路的磁集成技术，在双向功率变换拓扑CLLC/CLLLC电路中至少会使用到3个功能磁元件：原边谐振电感L1、功率变压器Tx、副边谐振电感L2，如说明书附图图1所示。

现有技术的主要实施方案是使用三个分立的单一功能磁元件实现电路功能，这种方案的缺点有功率密度低，效率低和成本高；整个电路体积大；也有些方案中将L1和L2用变压器Tx的漏感替代，但变压器的漏感较小，难以匹配功能电路的最佳需求，若采用将就的折衷方案则电源的性能难以实现最佳化，并且漏感感量一致性难以控制。若变压器采用弱耦合工艺特意增加漏感，则会导致变压器交流损耗明显增加，从而带来二外的散热问题和电磁干扰问题。

为了解决上述问题，随之现有技术中出现了磁集成器件，例如专利号为202020186833.2的在先文件，公开了一种基于CLLC电路的磁集成器件及功率转换电路；将变压器和两个电感集成在一起；利用变压器与电感集成后磁路共用，减少了磁元件的个数，从而减小器件整体体积；但是该专利中没有考虑电感磁通量叠加的问题；导致公共磁路厚度较大；因此还可以对磁集成器的结构做进一步的优化，使得整个磁集成器体积更小。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种小体积磁集成器件，将变压器和两个电感集成在磁芯上；同时将两个电感设置在同一边柱的一侧，使得两个电感产生的感应磁场在磁集成器的公共磁通区域上的磁通方向相反，相互抵消；此时即使磁芯的公共区域厚度极薄，也不会出现磁通饱和导致电感的有效感量降低，本发明的方案，大大减小磁集成器的生产耗料和整个磁集成器的体积。

为实现上述目的，本发明提供一种小体积磁集成器件，包括上磁芯和下磁芯，设置在上磁芯和下磁芯之间的变压器磁芯柱和第一电感磁芯柱、第二电感磁芯柱；其中，第一电感磁芯柱用于缠绕第一线圈绕组，第二电感磁芯柱用于缠绕第二线圈绕组；变压器磁芯柱上用于缠绕原边绕组和副边绕组；

还包括一对连接上磁芯和下磁芯的磁芯边柱；且该对磁芯边柱两侧相互间隔，间隔处形成隔断上磁芯和下磁芯的开口；第一电感磁芯柱、第二电感磁芯柱和变压器磁芯柱设置在该对磁芯边柱之间，且第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱均靠近其中一磁芯边柱。

具体的方案，第一电感磁芯柱上绕有第一线圈绕组，第二电感磁芯柱上绕有第二线圈绕组，且第一线圈绕组在第一电感磁芯柱的磁通方向与第二线圈绕组在第二电感磁芯柱的磁通方向相反。

优选的方案，第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱中心点的连线与较近的磁芯边柱平行。

优选的方案，变压器磁芯柱的中心点、第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱的中心点不共线。

优选的方案，较近的磁芯边柱靠近第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱的面设有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽的位置与分别与第一电感磁芯柱和第二电感磁芯柱对应。