[發明專利]一種復合磁芯結構及磁性元件

有效

• 申請號: 201210433257.7
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN102956344A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 孫永杰;朱勇發;楊和錢
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F1/34;H01F27/30
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 唐華明

技術領域

本發明涉及復合磁技術領域，尤其是涉及一種復合磁芯結構及磁性元件。

背景技術

在開關電源中，磁性元件(或磁元件)是能量轉換和儲存的核心部件，它的性能關系到整個開關電源的效率和性能，作為主要的損耗器件之一，磁性元件越來越受到硬件設計人員的重視，而磁芯作為磁性元件的核心部件，它的性能更是關系到磁性元件的性能的優劣，如何降低磁性元件的損耗，提升開關電源的效率和整體性能成為關鍵，同時，成本也是設計磁芯結構時需要考慮的一項重要因素。在傳統的磁性元件設計中，我們應然考慮使用單一的磁芯材質來進行磁性元件的設計，這未免給磁性元件的設計帶來瓶頸，無法達到磁性元件的最佳使用效果，因此，復合磁技術應然而生，利用不同材質磁芯之間的復合，或者不同磁性材料之間的混合加工、一體成型，將會改善磁性元件的整體性能。

隨著當前業界復合磁技術的發展，復合磁技術將會越來越受到重視，復合磁設計技術將成為必要，但是發明人在實現本發明實施例的過程中發現大多磁性元件的復合磁芯結構為了避免由于設置氣隙而導致繞組損耗增大，取消了氣隙的設置，可是，其雖然減小了繞組損耗，但會導致磁芯損耗的增加，從而磁性元件的總損耗增加，且應用頻率較低。

發明內容

本發明實施例提供了一種復合磁芯結構及磁性元件，用于減小磁芯損耗，提高應用頻率。

本發明第一方面提供一種復合磁芯結構，可包括：

第一磁芯部件和第二磁芯部件，所述第一磁芯部件由低磁導率的軟磁材料制成，所述第二磁芯部件由高磁導率的軟磁材料制成，所述第一磁芯部件和所述第二磁芯部件復合并形成磁通回路。

在第一種可能的實現方式中，所述低磁導率的軟磁材料為鎳鋅NiZn鐵氧體和/或合金磁粉，所述高磁導率的軟磁材料為錳鋅MnZn鐵氧體、非晶材料、納米晶材料、硅鋼中的一種或多種。

結合第一方面的第一種可能的實現方式，在第二種可能的實現方式中，所述合金磁粉為鐵粉芯、鐵硅、鐵硅鋁、鐵鎳、鐵鎳鉬、非晶粉芯中的一種或多種。

在第三種可能的實現方式中，所述低磁導率的軟磁材料的磁導率等于或小于250，所述高磁導率的軟磁材料的磁導率大于800。

結合第一方面或第一方面的第一種可能的實現方式或第一方面的第二種可能的實現方式或第一方面的第三種可能的實現方式，在第四種可能的實現方式中，所述第一磁芯部件或第二磁芯部件呈U型或E型或工字型或弧狀設置。

本發明第二方面提供一種磁性元件，可包括：

第一方面或第一種可能的實現方式或第二種可能的實現方式或第三種可能的實現方式或第四種可能的實現方式中的復合磁芯結構，還包括至少一組繞線線圈，所述繞線線圈繞設于所述復合磁芯結構上。

在第一種可能的實現方式中，所述繞線線圈繞設于所述第一磁芯部件和/或所述第二磁芯部件上。

在第二種可能的實現方式中，所述繞線線圈的材質為圓銅線、利茲線、絞線、扁銅線、銅箔、印刷電路板銅層中的一種。

結合第二方面或第二方面的第一種可能的實現方式或第二方面的第二種可能的實現方式，在第三種可能的實現方式中，所述磁性元件為電感器或變壓器。

從以上技術方案可以看出，本發明實施例提供的復合磁芯結構及磁性元件，利用低磁導率軟磁材料和高磁導率軟磁材料復合，構成復合磁路磁芯(即形成磁通回路)，該結構不需要開設氣隙，減小了漏磁通，對周圍的電磁干擾得到了降低，電磁干擾EMI特性較好，且簡化了加工工藝，提高磁性元件一致性；由于低磁導率材料的磁芯部件的磁阻較大，代替氣隙的磁阻，可以減小繞組渦流損耗，從而磁芯損耗也得到了降低；另外，復合的材料應用頻率較高，適合應用于高頻環境下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種復合磁芯結構的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的一種復合磁芯結構的另一結構示意圖；

圖3為本發明實施例提供的一種復合磁芯結構的另一結構示意圖；

圖4為本發明實施例提供的一種磁性元件的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的一種復合磁芯結構的另一結構示意圖；

圖6為本發明實施例提供的一種復合磁芯結構的另一結構示意圖；