本發(fā)明涉及開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于開關(guān)電源的新型散熱結(jié)構(gòu)電感、一種變壓器及應(yīng)用所述電感和/或或變壓器的開關(guān)電源。

背景技術(shù)：
電感和變壓器是一種在開關(guān)電源領(lǐng)域使用非常廣泛的模擬器件。然而，隨著開關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展以及開關(guān)電源技術(shù)的不斷發(fā)展，對電感和變壓器的工作電流及功率要求也大幅增加。這樣，隨著電感和變壓器工作電流及功率的增加，電感和變壓器本體的溫度也隨之增高，設(shè)置于電感和變壓器周圍的組件或基板的溫度也隨之上升。這樣，電感和變壓器的散熱問題便成為亟待解決的問題。目前，電感和變壓器的散熱方式主要有液體冷卻散熱和風(fēng)冷散熱。在開關(guān)電源領(lǐng)域，電感和變壓器的散熱方式主要是風(fēng)冷散熱。如圖1所示，為傳統(tǒng)電感繞組的剖面圖；圖1中101為磁芯，102為氣隙。如圖11為傳統(tǒng)變壓器繞組的剖面圖；圖11中1101為絕緣層，1102為副邊繞組，1103為原邊繞組，1104為磁芯。傳統(tǒng)電感或變壓器繞組為:繞線方向?yàn)槠叫写判据S向，由內(nèi)向外，一層一層的繞制，由于內(nèi)層被外層包住。這樣，即使在風(fēng)冷散熱的條件下，繞組內(nèi)層熱量也很難散發(fā)出去。然而，現(xiàn)有解決傳統(tǒng)電感或變壓器的散熱問題，大多還是減少流過導(dǎo)線的電流密度，但是，受磁芯窗口面積的限制，減少電流密度受到限制，為此不得不選擇更大的磁芯。但是，受整個開關(guān)電源的空間限制，無法再增加磁芯的體積；最后可采用的散熱方法主要有以下兩種：第一，在內(nèi)層添加散熱管，將內(nèi)層的熱通過散熱管散發(fā)出去；第二，在磁芯外層加上一層導(dǎo)熱材料做成的導(dǎo)熱層，導(dǎo)熱層與散熱片緊密相連，這樣繞組內(nèi)層的熱通過散熱片散去。如圖2所示，為現(xiàn)有傳統(tǒng)電感借助外圍組件散熱的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，201為電感繞組，202為磁芯，203為導(dǎo)熱層，204為散熱片。傳統(tǒng)變壓器借助外圍組件散熱的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖2所示，只是在中柱上另添加一個繞組;在現(xiàn)有技術(shù)借助外圍組件進(jìn)行電感或變壓器散熱的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題：傳統(tǒng)電感或變壓器的散熱通常采用的風(fēng)冷散熱方式，不能從根本上將電感或變壓器繞組內(nèi)層的熱量散發(fā)出來，散熱效果較差；而采用借助外圍組件散熱的傳統(tǒng)電感或變壓器，則不但需要增加系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時也增加了系統(tǒng)的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電感、一種變壓器及應(yīng)用所述電感和/或變壓器的開關(guān)電源。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：一種電感，所述電感包括：一個電感繞組，一副磁芯和一個與所述磁芯相對應(yīng)的骨架；其中，所述電感繞組包括至少兩個部分；其中，所述電感繞組各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙;各個電感繞組部分預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)；所述電感繞組各個部分沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上，按照每個電感繞組部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，依次繞制；所述電感繞組第一部分按照預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架一側(cè)；在繞制完所述電感繞組第一部分之后，按照所述電感繞組各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙，預(yù)留出相應(yīng)氣隙，再按照所述電感繞組第二部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上；在繞制完所述電感繞組第N-1部分之后，按照所述電感繞組之間預(yù)設(shè)氣隙，預(yù)留出相應(yīng)氣隙，再按照所述電感繞組第N部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上。一種變壓器，包括：至少兩個繞組，一副磁芯和一個與所述磁芯相對應(yīng)的骨架；其中，所述單個繞組包括至少兩個部分；其中，所述單個繞組各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙;各個繞組部分預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)；所述繞組各個部分沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上，按照每個繞組部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，依次繞制；所述繞組第一部分按照預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架一側(cè)；在繞制完所述繞組第一部分之后，按照所述繞組各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙，預(yù)留出相應(yīng)氣隙，再按照所述繞組第二部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上；在繞制完所述繞組第N-1部分之后，按照所述繞組之間預(yù)設(shè)氣隙，預(yù)留出相應(yīng)氣隙，再按照所述繞組第N部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上。所述變壓器至少包括兩個繞組，繞完一個繞組后，按照同樣的方式繞制剩余的繞組。一種開關(guān)電源，該開關(guān)電源包括如上所述的電感，和/或，所述變壓器。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感、一種變壓器及應(yīng)用所述電感和/或變壓器的開關(guān)電源，通過將單個繞組分為至少兩個部分，將所述電感或變壓器繞組各個部分沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上，每個電感或變壓器的繞組部分之間預(yù)設(shè)氣隙，使得電感或變壓器的繞組與空氣的接觸面積增大，電感或變壓器的散熱面積加大，如果是風(fēng)冷系統(tǒng)，相鄰兩部分之間的間隙，可以有效的減少風(fēng)阻，利于空氣流動，更加有效的提高散熱效率。由于本發(fā)明中的電感或變壓器的采用改變自身繞組結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)較好的散熱效果，而無需借助外圍組件進(jìn)行散熱，因此大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度及系統(tǒng)成本。附圖說明圖1為現(xiàn)有傳統(tǒng)電感繞組的剖面圖;圖2為現(xiàn)有傳統(tǒng)電感借助外圍組件散熱的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感繞組分5部分的電感結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感繞組分5部分的電感繞組結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施列提供的一種開關(guān)電源結(jié)構(gòu)示意圖;圖7為本發(fā)明實(shí)施列提供的一種帶隔擋骨架截面示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施列提供的一種無隔擋骨架截面示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施列提供的另一種無隔擋骨架截面示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施列提供的一種變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為傳統(tǒng)變壓器繞組的剖面圖。1001絕緣板1002磁芯1003原邊繞組1004副邊繞組具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感、一種變壓器及應(yīng)用所述電感和/或變壓器的開關(guān)電源進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感結(jié)構(gòu)示意圖；該電感包括：一個電感繞組304，一副磁芯301和一個與所述磁芯相對應(yīng)的骨架；其中，所述電感繞組包括至少兩個部分；其中，所述電感繞組304各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙;各個電感繞組部分預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)；所述電感繞組各個部分沿磁芯301中柱的垂直方向繞制于所述骨架上，按照每個電感繞組部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，依次繞制；所述電感繞組第一部分按照預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架一側(cè)；在繞制完所述電感繞組第一部分之后，按照所述電感繞組各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙，預(yù)留出相應(yīng)氣隙，再按照所述電感繞組第二部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上；在繞制完所述電感繞組第N-1部分之后，按照所述電感繞組之間預(yù)設(shè)氣隙，預(yù)留出相應(yīng)氣隙，再按照所述電感繞組第N部分的預(yù)設(shè)線圈匝數(shù)，沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上。以上所述的磁芯上開氣隙302，根據(jù)電感量進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述述電感繞組304可以采用銅皮。以上所述電感還可以包括：絕緣氣墊303；所述絕緣氣墊303設(shè)置于所述磁芯氣隙302的正上方。需要說明的是，所述骨架分為：帶隔擋骨架（如圖7所示）和無隔擋骨架（如圖7和圖8所示）；所述隔擋用于分隔所述電感繞組各個部分，且所述隔擋與所述電感繞組各個部分之間預(yù)設(shè)氣隙。該氣隙可以進(jìn)一步保證散熱效果。還需要說明的是，以上所述磁芯可以為EE磁芯、EPC磁芯、PQ磁芯等;所述電感繞組繞線方向與傳統(tǒng)的不一樣，繞線方向?yàn)榇怪贝判局兄S向,由磁芯的一邊向另一邊分給繞制?；谝陨蠈?shí)施例，如圖4所示，為本發(fā)明提供的一種電感結(jié)構(gòu)示意圖；該電感，設(shè)電感繞組404分5部分（即5個電感繞組）；采用磁芯401材質(zhì)為東磁的DMR47，型號為PQ3542，繞組404圈數(shù)為84匝，采用4mm*0.3mm的銅箔繞制，電感量為L=231uH±3％，電感量是在100KHz1V測試條件下測得：電感繞組第一部分N1-1和電感繞組第二部分N1-2的匝數(shù)都為18（即N1-1=N1-2=18匝），電感繞組第三部分N1-3=12匝，電感繞組第四部分N1-4和電感繞組第五部分N1-5的匝數(shù)都為18（即N1-4=N1-5=18匝）,共84匝；采用4mm*0.3mm的銅箔，所用絕緣膠帶比銅箔寬1mm。其中，當(dāng)由一個部分向下一個部分繞過去時（如圖5所示，由A繞到B，或者，由C繞到D，或者，由E繞到F，或者，由G繞到H）,以由N1-1部分向N1-2部分繞時（即由A繞到B），為例進(jìn)行說明：如下圖5所示：AB部分的銅箔兩邊須反包膠帶2.5mm；由N1-2向N1-3部分（即由C繞到D），N1-3向N1-4部分（即由E繞到F），N1-4向N1-5部分（即由G繞到H）繞時同樣必須反包膠帶2.5mm。本發(fā)明所述的電感結(jié)構(gòu)中的繞組采用銅皮繞制而成，繞組通過骨架固定在磁芯上，由于需要調(diào)節(jié)電感量，在磁芯上需要開氣隙，為了減少渦流損耗，在氣隙正上方墊上一個有一定厚度的絕緣氣墊。由于電感繞組分部分進(jìn)行繞制，相鄰兩部分之間有一定的空氣間隙，因而銅皮與空氣接的面積增大，電感散熱面積加大，如果是風(fēng)冷系統(tǒng)，相鄰兩部分之間的間隙，可以有效的減少風(fēng)阻，利于空氣流動，更加有效的提高散熱效率。如圖10所示，為本發(fā)明實(shí)施列提供的一種變壓器結(jié)構(gòu)示意圖；該變壓器，包括：至少兩個繞組，一副磁芯和一個與所述磁芯相對應(yīng)的骨架；其中，所述每個繞組包括至少兩個部分；例如：設(shè)所述變壓器有兩個繞組（N1和N2）：每個繞組均分為5個部分：原邊繞組為N1，共35匝；N1-1=N1-2=N1-3=N1-4=N1-5=7匝；副邊繞組為N2，共30匝，N2-1=N2-2=N2-3=N2-4=N2-5=6匝；中間有一個0.3mm絕緣層；采用磁芯材質(zhì)為東磁的DMR47，型號為PQ3542，采用4mm*0.3mm的銅箔繞制，所用絕緣膠帶比銅箔寬1mm。其中：當(dāng)由一個部分向下一個部分繞過去時：以由N2-1部分向N2-2部分繞時，為例進(jìn)行說明：如圖10所示：AB部分的銅箔兩邊須反包膠帶2.5mm；由N2-2向N2-3部分，N2-3向N2-4部分，N2-4向N2-5部分繞時同樣必須反包膠帶2.5mm；N1繞組的各個部分的繞制方法與N2的各個部分的繞制方法相同?；谝陨蠈?shí)施例，如圖6所示，為本發(fā)明實(shí)施列提供的一種開關(guān)電源結(jié)構(gòu)示意圖；該開關(guān)電源包括：如上所述的任意一種電感，和/或，如上所述的任意一種變壓器。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電感、一種變壓器及應(yīng)用所述電感和/或變壓器的開關(guān)電源，通過電感或變壓器單個繞組分為至少兩個部分，將所述電感或變壓器繞組各個部分沿磁芯中柱的垂直方向繞制于所述骨架上，每個繞組部分之間預(yù)設(shè)氣隙，使得繞組與空氣的接觸面積增大，電感或變壓器繞組散熱面積加大，如果是風(fēng)冷系統(tǒng)，相鄰兩部分之間的間隙，可以有效的減少風(fēng)阻，利于空氣流動，更加有效的提高散熱效率。由于本發(fā)明中的電感或變壓器采用改變自身繞組結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)較好的散熱效果，而無需借助外圍組件進(jìn)行散熱，因此大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度及系統(tǒng)成本。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。