[發明專利]磁性組件

有效

• 申請號: 201510612418.2
• 申請日: 2015-09-23
• 公開（公告）號: CN106548850B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 周錦平;梅秀麗;周敏
• 申請（專利權）人: 臺達電子企業管理（上海）有限公司
• 主分類號: H01F17/04
• 分類號: H01F17/04;H01F27/24;H01F27/30
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司11438
• 代理人: 姜怡,闞梓瑄

技術領域

本案關于一種磁性組件，尤指一種將箔式繞組優化設計以減少繞組損耗的磁性組件。

背景技術

近年來，切換式電源裝置已逐漸朝向小型化與高功率密度的趨勢發展。典型地，切換式電源裝置包括磁性組件，例如電感器、變壓器，該磁性組件在體積、重量、損耗及成本等方面都占據切換式電源裝置較大比例。為使磁性組件的體積可以進一步降低，并使切換式電源裝置的功率密度可以提高，提高切換式電源裝置的頻率為有效的手段。然而，頻率的提高對于磁性組件的設計條件將產生更為嚴苛的要求，特別是在高頻應用中的磁性組件如何在不增加體積的情況下減小其損耗。

典型地，磁性組件的損耗包括磁芯損耗以及繞組損耗，其中在高頻應用時減少磁性組件繞組損耗的關鍵在于如何減小渦流損耗。在高頻應用時，磁性組件的繞組一般采用利茲線(litz wire)或箔式導體，雖然采用利茲線可以顯著降低在高頻時繞組的渦流損耗，但由于利茲線的每一線股均包覆絕緣層，且繞組線股甚多，故使得利茲線繞組填充率較低，也不利于散熱。此外，利茲線繞組與箔式繞組相比，不利于扁平化及自動化生產，因此箔式繞組已逐漸取代利茲線繞組。如何優化箔式繞組的設計以減小繞組損耗，為現今磁性組件設計的重要考量。

典型的磁性組件，例如平面型電感器，一般說來至少包含磁芯、箔式繞組以及低導磁率材料，其中磁芯通常由多個磁柱架構而成。低導磁率材料設置于多個磁柱的其中之一磁柱上，以用于防止磁飽和現象發生。箔式繞組由多層繞組部所構成。

影響磁性組件繞組損耗的設計參數包括繞組部的導體厚度，目前箔式繞組各層繞組部的導體采用相等的厚度，藉此便于設計與制作。然而，采用相等厚度對磁性組件的繞組損耗而言并非最優選擇。箔式繞組的多個繞組部的導體厚度將會影響磁性組件的繞組損耗，因此有必要將箔式繞組各層繞組部的導體厚度進行優化，以減少磁性組件的繞組損耗。

發明內容

本案目的在于提供一種磁性組件，其利用箔式繞組的各繞組部的導體厚度優化設計，以減少繞組損耗，藉此可使高頻應用中的磁性組件在不增加體積的情況下，減小磁性組件的損耗，便于切換式電源裝置可以實現小型化。

為達上述目的，本案的一較佳實施態樣為提供一種磁性組件，包括：磁芯，包括多個磁柱，多個磁柱構成至少一磁路，且構成磁路的至少一個磁柱中設置至少一低導磁率材料；以及至少一組箔式繞組，以多層方式設置于至少一個磁柱上，以于對應的磁柱上形成相互疊置的多層繞組部，且每一層繞組部的導體厚度的方向與低導磁率材料所在的磁柱的磁通方向垂直；其中多層繞組部沿著一排列方向逐漸靠近低導磁率材料，且沿著該排列方向多層繞組部中至少有兩層以上的繞組部的導體厚度具有減小的趨勢。

通過本發明提供的電磁組件，實現箔式繞組的各繞組部導體厚度的優化，減少了繞組損耗，使高頻應用中的磁性組件在不增加體積的情況下，減小磁性組件的損耗，且可使切換式電源裝置實現小型化。

附圖說明

圖1為常見典型磁性組件的導體厚度與損耗的關系曲線圖。

圖2為集膚效應損耗和鄰近效應損耗與繞組的導體厚度t之間的關系曲線圖。

圖3為本案第一較佳實施例的磁性組件的結構示意圖。

圖4為圖3所示磁性組件的每一層繞組部的導體損耗與其導體厚度的關系圖。

圖5為本發明方案的繞組部的導體厚度依據表1選擇而繪制的每一層繞組部的導體厚度的曲線圖。

圖6為將圖5中的每一層繞組部的導體厚度曲線加上工藝上的允許誤差值后的每一層繞組部的導體厚度曲線圖。

圖7為本發明方案的繞組部的導體厚度依據表2選擇而繪制的每一層繞組部的導體厚度的曲線圖。

圖8為本案第二實施例的磁性組件的結構示意圖。

圖9為本案第三實施例的磁性組件的結構示意圖。

圖10為本案第四實施例的磁性組件的結構示意圖。

圖11為本案第五實施例的磁性組件的結構示意圖。

圖12為本案第六實施例的磁性組件的結構示意圖。

圖13為本案第七實施例的磁性組件的結構示意圖。

附圖標記說明：

5：磁性組件

50：磁芯

501：第一磁柱

502：第二磁柱

503：第三磁柱

504：第四磁柱

505：低導磁率材料

506：中柱

60：箔式繞組

600：繞組部