[實用新型]一種提高功率密度的集成磁性元件

有效

• 申請號: 201922209966.7
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN210575456U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 趙曉楠;顧大重;耿直
• 申請（專利權）人: 山東省紐特動力科技有限責任公司
• 主分類號: H01F27/24
• 分類號: H01F27/24;H01F27/30;H01F30/06;H01F37/00
• 代理公司: 濟南信在專利代理事務所(特殊普通合伙) 37271
• 代理人: 章艷榮

本實用新型公開了一種提高功率密度的集成磁性元件，包括變壓器、電感，所述變壓器包括第一磁芯、第二磁芯、原邊線圈、副邊線圈，原邊線圈、副邊線圈交錯纏繞設置在第一磁芯、第二磁芯之間；電感包括上述第二磁芯、第三磁芯、電感線圈，所述電感線圈設置在第二磁芯與第三磁芯之間；所述第一磁芯、第三磁芯分別設置在第二磁芯相對的兩面，電感線圈的一端連接副邊線圈的一側，即電感線圈與副邊線圈合并為單個線圈。該提高功率密度的集成磁性元件與現有技術相比，將變壓器和電感集成與一體，利用磁通抵消的原理使得集成的磁性元件具有低損耗高功率密度的優點。

技術領域

本實用新型涉及電子技術應用領域，具體地說是一種實用性強、提高功率密度的集成磁性元件。

背景技術

隨著新能源汽車領域的發展，電力電子變換器對功率密度的要求越來越高。在這樣的大功率應用場合，隔離型橋式電路以其電能轉換效率高的優點被廣泛應用。變壓器為隔離型橋式電路的主要元件之一，為電路提供隔離功能和升降壓功能，同時電感提供儲存能量和傳遞能量的功能。

傳統電路中，變壓器和電感是分開的兩個元件，往往占據整個電源的50％以上空間。為了優化空間，提高功率密度，一種解決方法是將變壓器原邊和副邊線圈的耦合系數降低，增大漏電感，利用此漏電感作為電路中的主電感。然而此解決方法帶來的負面作用是，降低了變壓器的能量轉換效率，并且帶來更多熱量，增加了散熱系統的負擔。

發明內容

本實用新型的技術任務是針對以上不足之處，提供一種實用性強、提高功率密度的集成磁性元件及基于該提高功率密度的集成磁性元件實現全范圍軟開關的方法。

一種提高功率密度的集成磁性元件，包括變壓器、電感，所述變壓器包括第一磁芯、第二磁芯、原邊線圈、副邊線圈，原邊線圈、副邊線圈交錯纏繞設置在第一磁芯、第二磁芯之間；電感包括上述第二磁芯、第三磁芯、電感線圈，所述電感線圈設置在第二磁芯與第三磁芯之間；所述第一磁芯、第三磁芯分別設置在第二磁芯相對的兩面，電感線圈的一端連接副邊線圈的一側，即電感線圈與副邊線圈合并為單個線圈。

所述第一磁芯、第三磁芯均為E型磁芯，原邊線圈、副邊線圈交錯環繞安裝在第一磁芯的E形中柱外側壁上，電感線圈環繞設置在第三磁芯的中柱外側壁上。

所述第二磁芯為I型扁平磁芯，該第二磁芯放置在第一磁芯、第三磁芯中間。

所述副邊線圈設置有兩個端子且均放置在同一側，與兩端子相對的另一側的副邊線圈與電感線圈相連接。

該集成磁性元件安裝在隔離型橋式電力電子變換器中，即該磁性元件中，變壓器原邊線圈連接輸入側的全橋電路，副邊線圈連接輸出側的整流電路。

本實用新型的一種提高功率密度的集成磁性元件，具有以下優點：

本實用新型解決大功率隔離型橋式電力電子變換器功率密度低的問題，將變壓器和電感集成與一體，利用磁通抵消的原理使得集成的磁性元件具有低損耗高功率密度的優點。而且線圈二合一，出線端子減少一半，減少了端子側功率損耗，并且便于安裝，實用性強，適用范圍廣泛，易于推廣。

附圖說明

為了更清楚的說明本發明實施例或現有技術的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，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。

附圖1為本實用新型的集成磁性元件應用示意圖。

附圖2是本實用新型的集成磁性元件裝配示意圖。

附圖3是本實用新型的集成磁性元件平面示意圖以及磁通方向示意圖。

附圖4是本實用新型的第一磁芯、第三磁芯正視圖。