[實用新型]磁元件及電力電子變壓器

有效

• 申請號: 202223482980.2
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN219066578U
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 張明準;朱愷俊
• 申請（專利權）人: 蘇州匯川控制技術有限公司
• 主分類號: H01F27/245
• 分類號: H01F27/245;H01F27/28
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 單家健

本實用新型提供了一種磁元件及電力電子變壓器，該磁元件包括：第一罐型磁芯、第二罐型磁芯、至少一個磁片、第一繞組以及第二繞組；所述第一繞組設置在所述第一罐型磁芯內，所述第二繞組設置在所述第二罐型磁芯內；所述磁片設置在所述第一繞組和所述第二繞組之間；所述第一罐型磁芯和第二罐型磁芯之間存在氣隙。在本實用新型中的磁片設置在第一繞組和第二繞組之間的漏磁通路徑中，通過調節磁片的厚度和寬度便可對第一繞組和第二繞組的漏感感量的大小進行調節，并且通過氣隙的設置對勵磁感量進行調節，從而實現對勵磁感量和漏感感量的靈活調節。

技術領域

本實用新型涉及變壓器技術領域，尤其涉及一種磁元件及電力電子變壓器。

背景技術

現有技術中的高頻變壓器的磁芯由多副“UU”型磁芯并聯組成，參照圖1和圖2，每一副磁芯之間留有一定的間隙，用于風冷散熱；高壓繞組與低壓繞組上下排列在一起，其中高壓繞組采用環氧樹脂固體灌注的方式來實現高壓繞組與低壓繞組之間的高壓絕緣要求；其高壓繞組與低壓繞組之間的漏感只能通過原副邊繞組的間距，原副邊繞組的匝數，或磁芯截面積來調整；這些調整方法不夠靈活；很難將這一設計用于對漏感大小有要求的不同的拓撲結構；同時風冷散熱在大功率時，不利于功率密度的提高，而此現有技術難以利用水冷散熱來提高功率密度。參照圖3，現有技術的另一高頻高壓變壓器的高壓繞組與低壓繞組是內外排列的，一起用環氧樹脂固體灌注在一起，這種現有技術可以降低繞組的交流損耗，但是，排在外側的繞組的長度長，成本高，且內外排列的繞組不易散熱，內外排列的繞組之間的漏感小，此現有技術的結構，漏感的調整方式只能通過繞組的匝數與磁芯的截面積來調整，因此此現有技術的漏感不能靈活調整，無法滿足不同拓撲結構，不同頻率與不同功率等級對漏感的不同需求；同時，圖3所示結構也存在難以實現水冷散熱的需要。

高電壓等級高頻變壓器的設計通常采取全灌注的方式，提升變壓器內部鐵芯、初級繞組和次級繞組之間的絕緣強度，對于功率等級比較高的高頻變壓器來說，全灌注的方式往往導致散熱不足；現有的大多數的變壓器絕緣設計采取整體灌注或者采取變壓器油的方式進行；但是全灌注設計結構對絕緣材料的耐熱性能要求較高，常用于傳統的工頻變壓器的絕緣設計。高頻變壓器的損耗密度大，全灌注的結構導致變壓器的熱量集中在內部，無法散出，有可能破壞絕緣，造成難以估量的損失。采用變壓器油進行絕緣設計，一方面能夠提供絕緣，另一方面可以增強散熱，但在電力電子變壓器中其結構的設計復雜，并且變壓器油不便于管理因此并不適用。

現有技術的各種DC-DC轉換器拓撲對高頻變壓器的勵磁感量與漏感的要求都不相同；而作為高頻變壓器最小單元的功率模塊因不同的應用場景，可以采用不同的DC-DC轉換器拓撲結構，以優化效率，因此高頻變壓器的勵磁感量與漏感感量靈活調整非常重要的。

上述內容僅用于輔助理解本實用新型的技術方案，并不代表承認上述內容是現有技術。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種磁元件及電力電子變壓器，旨在解決現有技術中無法靈活的對磁元件的勵磁感量與漏感感量進行調整的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型提出一種磁元件，包括：第一罐型磁芯、第二罐型磁芯、至少一個磁片、第一繞組以及第二繞組；

所述第一繞組設置在所述第一罐型磁芯內，所述第二繞組設置在所述第二罐型磁芯內；

所述磁片設置在所述第一繞組和所述第二繞組之間；

所述第一罐型磁芯和第二罐型磁芯之間存在氣隙。

可選地，所述第一罐型磁芯包括第一罐體和設置于所述第一罐體內的第一磁柱，所述第二罐型磁芯包括第二罐體和設置于所述第二罐體內的第二磁柱，所述第一繞組繞制在所述第一磁柱上，所述第二繞組繞制在所述第二磁柱上；

在所述第一磁柱和所述第二磁柱之間存在氣隙，或在所述第一罐體和所述第二罐體之間存在氣隙。

可選地，所述第一罐型磁芯和所述第二罐型磁芯均由至少兩個拼塊磁芯結構拼接組成。