[實用新型]一種分段氣隙的磁芯結構

有效

• 申請號: 201520957617.2
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN205194476U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 吳磊濤;任曌華
• 申請（專利權）人: 深圳市國電賽思科技有限公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/22
• 代理公司: 深圳市康弘知識產權代理有限公司 44247
• 代理人: 胡朝陽;孫潔敏

技術領域

本實用新型涉及電力電子行業中廣泛應用的磁性元件產品，尤其涉及一種導熱好、體積小的分段氣隙的磁芯結構。

背景技術

電力電子產品內設計選用的磁性元件，如變壓器、電感等，通常選用錳鋅鐵氧體作為磁芯材料。錳鋅鐵氧體作為磁芯主材具有初始磁導率高，中低頻（小于1MHz）應用場合損耗小，磁材種類多且價格低廉等優點。

為了滿足電力電子產品的設計要求，通常需要對磁芯進行打磨，形成空氣氣隙以調節產品的電感量。氣隙的大小一方面取決于電感量的要求，另一方面亦需要保證產品工作時的最大磁感應強度不得大于錳鋅鐵氧體磁材的飽和磁通密度。由于錳鋅鐵氧體磁材的初始磁導率高的緣故，為了保證留有足夠的磁感應強度設計裕量，產品的氣隙通常都比較大。氣隙過大將使得氣隙附近磁力線泄漏嚴重，外漏的磁力線將在其周邊繞制的線材上形成渦流產生損耗發熱，越靠近氣隙渦流越嚴重，而這部分線材又繞制在產品的最內層，散熱條件差，嚴重時將引起線材絕緣失效，最終產品失效。

目前，常用的辦法是在磁性元件繞制區域里用擋墻將氣隙的部分隔離出來，線材繞制時避開這一區域，這帶來了磁性元件繞制窗口面積的減小，導致更大的磁性元件尺寸。因此有必要對其進行改善，解決氣隙中磁力線泄露的問題。

發明內容

本實用新型為了解決現有磁性元件存在的技術問題，提出一種導熱好、體積小的分段氣隙的磁芯結構。

本實用新型提出的一種分段氣隙的磁芯結構，其包括形成氣隙的磁芯主體。所述磁芯主體其一側的中柱上間隔設有多層的非鐵磁性介質、與磁芯主體磁材相同的分段氣隙磁材，所述的非鐵磁性介質、分段氣隙磁材和所述中柱的形狀大小相同。

所述非鐵磁性介質為銅材、鋁材或三氧化二鋁陶瓷其中之一。

所述非鐵磁性介質和分段氣隙磁材采用導熱膠粘接，并粘接在所述的中柱上。

所述非鐵磁性介質的厚度為0.5~1.0mm。

本實用新型在現有磁芯的單段氣隙中插入多個與磁材中柱尺寸相等的同材質錳鋅鐵氧體材料，并在這些材料間用非鐵磁性介質隔離形成多段更小的氣隙，即構成分段氣隙。這將大大減小磁性元件的磁力線的外漏，從而避免現有產品的隱患。同時通過引入高導熱系數的材質作為分段氣隙介質插入到分段氣隙磁材間，并通過導熱膠將它們相互粘接形成一體，大大改善了分段氣隙用磁材的內部溫度，提高了產品的可靠性。

附圖說明

圖1為現有單一段氣隙磁芯結構的示意圖；

圖2為本實用新型實施例一分段氣隙的磁芯結構的示意圖；

圖3為本實用新型實施例二增加散熱結構的分段氣隙的磁芯結構示意圖。

具體實施方式

圖1展示了現有單一段氣隙的磁芯結構的實施例。該磁芯是由兩E字形磁芯主體1對接構成。其中，兩磁芯主體的中柱2之間形成單段空氣氣隙5。這結構使得氣隙過大，將使得氣隙附近磁力線泄漏嚴重，外漏的磁力線將在其周邊繞制的線材上形成渦流產生損耗發熱，而這部分線材又繞制在產品的最內層，散熱條件差，嚴重時將引起線材絕緣失效，最終產品失效。

如圖2所示，本實用新型實施例一提出的一種分段氣隙的磁芯結構，其由兩E字形磁芯主體1對接構成，兩磁芯主體的中柱2之間形成氣隙。所述磁芯主體1其下側的中柱2上依次設有非鐵磁性介質3、分段氣隙磁材4。分段氣隙磁材4與磁芯主體1磁材相同。本實施例中，是由兩層非鐵磁性介質3和兩層分段氣隙磁材4，共四層，間隔設于磁芯主體1下側的中柱2上。根據需要也可以間隔設置若干層，最后一層分段氣隙磁材4與上側的中柱2之間還是保持空氣間隙。非鐵磁性介質3、分段氣隙磁材4和所述中柱2的形狀大小對應相同。磁芯主體1為錳鋅鐵氧體材料。

如圖2所示，在圖1所示的磁芯結構的單段氣隙中插入多個與磁芯主體1的中柱2尺寸相等的同材質—錳鋅鐵氧體材料4，并在這些材料間用非鐵磁性介質3隔離形成多段更小的間隙。由于非鐵磁性介質3的磁導率μ近似等于μ0（空氣磁導率），因此用這些非鐵磁性介質構成的間隙基本亦與空氣氣隙效果一致，即相當于將氣隙分段，稱為分段氣隙。為達到良好的閉合磁力線的作用，非鐵磁性介質3厚度一般取0.5~1.0mm之間，這樣磁力線將被大部分限制在這些小的氣隙之間，泄露比例大大減小。此時繞制的線材將不需要對這些氣隙進行避讓，正常繞制即可。