本實用新型涉及一種磁性組件,具體地說,涉及一種多段氣隙式磁性組件。
背景技術:
當前,軟磁鐵氧體材料主要包含高導型磁性組件和功率型磁性組件兩大類。針對產(chǎn)品具體使用領域和環(huán)境要求,高導型磁性組件又可分為寬溫型、寬頻型、高直流疊加型和抗EMI等類型;功率型磁性組件又可分為寬溫型和低損耗等類型。在形狀、尺寸等方面,高導型磁性組件尺寸較小,形狀較為簡單,如常見的環(huán)形、U型等產(chǎn)品;功率型磁性組件尺寸較大,形狀較為復雜,如常見的PQ型、PM型、RM型等產(chǎn)品。在具體應用領域方面,高導型磁性組件主要用在通訊電子元器件、計算機、數(shù)字化視音頻設備等消費類電子領域;功率型磁性組件主要用在風能、太陽能中轉(zhuǎn)換器、逆變器等環(huán)保能源領域。
在電力電子各種電源系統(tǒng)中,開關電源技術處于核心地位。新能源的充電設備、高頻逆變焊機、大功率的通信電源、醫(yī)療電源以及服務器電源都使得大功率開關電源需求越來越大。開關電源的核心是高頻變壓器,高頻變壓器具有轉(zhuǎn)換效率高,同等功率情況下體積更小,重量更低等優(yōu)點。大功率的高頻變壓器具有較低的功耗,較大的功率,很高的功率轉(zhuǎn)換率等優(yōu)點;大功率開關電源的核心是大功率的高頻變壓器,高頻變壓器中最核心的部分就是鐵氧體磁芯,鐵氧體磁芯的性能決定了高頻變壓器的性能。
但是,鐵氧體磁芯應用在大電流大功率設備中會出現(xiàn)一個不可避免的問題,那就是磁飽和現(xiàn)象,這是因為磁芯作為變壓器的核心在外界磁場的激勵下磁感應強度B會逐漸增大,當施加的電流達到一定值后,磁芯的磁通不會繼續(xù)增大,磁感應強度也不會增大,磁芯達到了飽和,變壓器轉(zhuǎn)換能量的能力受到了限制。此時,繼續(xù)增大電流,不僅不會達到想要的結(jié)果,還會降低能量的轉(zhuǎn)換效率,造成不必要的能源浪費。
為了防止磁飽和現(xiàn)象的發(fā)生,當前主流的磁芯生產(chǎn)廠家一般采用開氣隙的方法來避免磁飽和,其氣隙為一段式,尺寸相對較大。同時,這種氣隙又會導致磁芯的磁阻增大,磁芯的磁導率下降明顯,磁芯的電感變低,想要達到更高的電感就必須纏繞更多的銅線,這不僅增大了銅損,而且導致變壓器的轉(zhuǎn)換效率降低,功耗變大,影響了變壓器的性能。
具有多段氣隙的磁性組件,相對于傳統(tǒng)的一段式氣隙磁性組件,在避免磁飽和現(xiàn)象的前提下,磁導率、電感等性能指標下降少,銅線損耗少,更能提高變壓器轉(zhuǎn)換效率。但其對磁芯技術要求更高,且存在打通組件中氣隙的設置、組件牢固性等應用技術難題。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于,提供一種多段氣隙式磁性組件,以解決上述的技術問題。
為實現(xiàn)上述目的,本實用新型所采用的技術方案是:
一種多段氣隙式磁性組件,包括第一磁芯和第二磁芯,所述第一磁芯與第二磁芯相對稱設置,它們的左、右端邊分別互相對接,它們的中心柱相對;其特征在于:所述第一磁芯的中心柱與第二磁芯的中心柱之間裝配有若干個上下層疊設置的中柱磁性墊片;所述第一磁芯的中心柱與最頂層的中柱磁性墊片之間、第二磁芯的中心柱與最底層的中柱磁性墊片之間以及各層中柱磁性墊片之間均存有氣隙。
進一步地說,所述第一磁芯的中心柱與最頂層的中柱磁性墊片之間、第二磁芯的中心柱與最底層的中柱磁性墊片之間以及各層中柱磁性墊片之間均加塞有絕緣墊片。
進一步地說,所述第一磁芯左、右端邊與第二磁芯的左、右端邊之間分別通過絕緣膠黏劑或者絕緣膠帶相連接;所述第一磁芯的中心柱與最頂層的中柱磁性墊片之間、第二磁芯的中心柱與最底層的中柱磁性墊片之間以及各層中柱磁性墊片之間均通過絕緣膠黏劑相連接。
再進一步說,中柱磁性墊片的形狀、尺寸與第一、第二磁芯的中心柱截面的形狀、尺寸相同。
更進一步說,所述中柱磁性墊片的數(shù)量大于等于2;所述中柱磁性墊片的厚度為1-15mm。
優(yōu)選的,所述中柱磁性墊片的數(shù)量為3-10片;所述中柱磁性墊片的厚度為3-7mm。
更優(yōu)選的,所述中柱磁性墊片的數(shù)量為4-6片。
有益效果:本實用新型是在綜合考慮磁飽和現(xiàn)象與變壓器轉(zhuǎn)化效率的前提下,創(chuàng)新性的提出多段式氣隙理念,利用多段式磁性墊片組合體代替原有的磁性組件中柱及其氣隙,通過將整段大氣隙分割成多段相對較小的氣隙,使得氣隙對磁性組件磁導率的影響減小,而電感不會降低,同樣的繞組情況下功耗變化很小,這樣就不會影響變壓器的性能。與傳統(tǒng)的磁性組件相比,本實用新型能有效降低并分散漏磁損耗,降低擴散磁通,從而降低磁性組件的工作溫度,提升磁性組件的工作效率。
附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型做進一步的描述。
參照圖1,本實用新型所述的多段氣隙式磁性組件,包括第一磁芯1和第二磁芯3,所述第一磁芯1與第二磁芯3原則上為材質(zhì)相同、形狀相同、尺寸相同的磁芯,它們相對稱設置,且左、右端邊分別互相對接,中心柱相對。所述第一磁芯1的中心柱與第二磁芯3的中心柱之間裝配有若干個上下層疊設置的中柱磁性墊片2,各層中柱磁性墊片2采用靈活組裝方式,既可等距組裝,也可不等距組裝。所述中柱磁性墊片2的形狀、尺寸與第一、第二磁芯的中心柱截面的形狀、尺寸相同。所述第一磁芯1的中心柱與最頂層的中柱磁性墊片2之間、第二磁芯3的中心柱與最底層的中柱磁性墊片2之間以及各層中柱磁性墊片2之間均存有氣隙。
所述中柱磁性墊片2的數(shù)量大于等于2,從而將原中柱大氣隙分割成三段及以上的小氣隙。優(yōu)選的,所述中柱磁性墊片2的數(shù)量為3-10片。更優(yōu)選的,所述中柱磁性墊片2的數(shù)量為4-6片。
所述中柱磁性墊片2的厚度原則上不做要求,但作為優(yōu)選方案,中柱磁性墊片2的厚度為1-15mm;作為更優(yōu)選的方案,中柱磁性墊片2的厚度為3-7mm。
作為一種優(yōu)選方案,所述第一磁芯1的中心柱與最頂層的中柱磁性墊片2之間、第二磁芯3的中心柱與最底層的中柱磁性墊片2之間以及各層中柱磁性墊片2之間均加塞有絕緣墊片。所述絕緣墊片可以采用硅膠墊,也可以采用本領域技術人員所熟知的其他絕緣材料墊片。
作為另一種優(yōu)選方案,所述第一磁芯1左、右端邊與第二磁芯3的左、右端邊之間分別通過絕緣膠黏劑或絕緣膠帶相連接;所述第一磁芯1的中心柱與最頂層的中柱磁性墊片2之間、第二磁芯3的中心柱與最底層的中柱磁性墊片2之間以及各層中柱磁性墊片2之間均通過絕緣膠黏劑相連接。所述絕緣膠黏劑采用本領域技術人員所熟知的膠黏劑。
以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解,本實用新型不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理,在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下,本實用新型還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。