[發明專利]磁芯、繞線架及變壓器

無效

• 申請號: 201210475294.4
• 申請日: 2012-11-21
• 公開（公告）號: CN103839659A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 周錦平;劉騰;周敏;代明輝;謝毅聰
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: H01F27/26
• 分類號: H01F27/26;H01F27/24;H01F27/30;H01F27/36
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 闞梓瑄;馮志云

技術領域

本發明涉及用于功率變換器的磁芯、繞線架及變壓器。

背景技術

很多傳統的變壓器磁芯，中柱在基座平面上所處的位置都是位于基座平面的內部。應用了這一類型磁芯的變壓器，內層繞組的引出線會干涉金屬箔屏蔽層和外層繞組的繞制，從而影響變壓器的屏蔽效果和耦合效果。下面將以PJ型磁芯為例進行具體說明。

參照圖1A和圖1B。圖1A是傳統PJ型磁芯的立體圖，圖1B是圖1A的俯視圖。傳統的PJ型磁芯10主要包括：一中柱11、一第一邊柱12、一第二邊柱13、一圓環形空間15和一基座14。其中，中柱11具有一中柱外壁111；第一邊柱12具有一第一邊柱內壁121和一第一邊柱外壁122；第二邊柱13具有一第二邊柱內壁131和一第二邊柱外壁132；圓環形空間15由第一邊柱內壁121、第二邊柱內壁131和中柱外壁111包圍構成，圓環形空間15具有一第一磁芯開口16和一第二磁芯開口17，第一磁芯開口16和第二磁芯開口17分別設于該第一邊柱12和該第二邊柱13之間，該第一磁芯開口16與該第二磁芯開口17用于供變壓器線圈繞組兩端的引出線伸出；基座14設于該圓環形空間15的底部，并連接該第一邊柱12、該第二邊柱13和該中柱11。其中，第一邊柱內壁121和第二邊柱內壁131落在同一圓柱上，第一邊柱外壁122和第二邊柱外壁132落在同一圓柱上。也就是說第一邊柱內壁121及第二邊柱內壁131在基座14所在平面上的投影為一個圓上的兩段圓弧；同樣，第一邊柱外壁122及第二邊柱外壁132在基座14所在平面上的投影為一個圓上的兩段圓弧。第一磁芯開口16在第一邊柱12和第二邊柱13之間的距離定義為第一磁芯開口寬度W₁，第二磁芯開口17在第一邊柱12和第二邊柱13之間的距離定義為第二磁芯開口寬度W₂（見圖1B）。此形狀磁芯有以下優點：首先，其中柱11為圓柱形，相較于面積相等的正方體形中柱的磁芯，其繞線的平均匝長短，線圈繞組損耗低；其次，環形空間15為圓環形狀，更適合于擺放圓筒形線圈繞組，可以提高該空間的利用率；再者，其第一邊柱和第二邊柱為圓環型，相對于傳統EC型磁性，占用空間會更小。

參照圖2A和圖2B。圖2A和圖2B分別為與圖1A和圖1B所示的PJ型磁芯結構相匹配的繞線架結構的立體圖和主視圖。該傳統的繞線架20主要包括：一第一葉片21、一第二葉片22以及一圓筒23，并且該圓筒23連接該第一葉片21和該第二葉片22。該第一葉片21與該第二葉片22平行，如圖2B所示，該第一葉片21與該第二葉片22之間的垂直距離定義為窗口寬度M。線圈繞組繞設于該圓筒23上，并且在窗口寬度M范圍之間。

參照圖3A、圖3B和圖3C。圖3A表示的是應用了圖1A、圖1B所示磁芯和圖2A、圖2B所示繞線架的變壓器結構，該傳統變壓器包括一第一磁芯10a、一第二磁芯10b、一繞線架20以及線圈繞組30。第一磁芯10a的中柱、第二磁芯10b的中柱設置于繞線架的圓筒23內。線圈繞組30包括一次側繞組和二次側繞組，它們繞制于繞線架20的窗口寬度M范圍之內。圖3B為沿著圖3A的A-A線作的剖面圖。圖3C為圖3A所示的變壓器的電路原理圖。該變壓器的線圈繞組30包括一一次側繞組31、一二次側繞組32和一金屬箔屏蔽層33，其中該一次側繞組31具有一第一引出線31A和一第二引出線31B；該二次側繞組32具有一第一引出線32A和一第二引出線32B；該金屬箔屏蔽層33繞設于該一次側繞組31和該二次側繞組32之間。該變壓器應用于各類開關電源結構時，比如反激式變換器、正激式變換器等，一次側繞組31和二次側繞組32之間都會存在電壓跳變，因此會產生位移電流，該位移電流流入大地，就形成共模噪音。金屬箔屏蔽層33用于屏蔽一次側繞組31和二次側繞組32之間的電場耦合，以期減小共模噪音。