一種使用單個(gè)閉路磁芯構(gòu)成多個(gè)獨(dú)立磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及開關(guān)電源領(lǐng)域，特別涉及開關(guān)電源中使用的變壓器和電感器。
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)電源由于其小體積和高效率在現(xiàn)代電源中占有最為重要的地位。
[0003]磁性元件在開關(guān)電源的工作原理中占據(jù)十分重要的地位。磁性元件在開關(guān)電源中主要起到兩個(gè)作用:原、副邊的電隔離(變壓器)和在每個(gè)開關(guān)周期中儲(chǔ)放能量(電感)。
[0004]在傳統(tǒng)的磁性元件的設(shè)計(jì)中，一個(gè)磁性元件包括一個(gè)磁芯和繞在該磁芯上的一個(gè)或多個(gè)繞組。圖1所示是使用三條腿的E形磁芯和I形磁芯上繞制的傳統(tǒng)變壓器的繞組結(jié)構(gòu)。磁性元件往往是開關(guān)電源中占據(jù)體積較大的元件。根據(jù)每個(gè)磁性元件的工作模式，許多磁芯的利用率并不高。因此利用同一個(gè)磁芯構(gòu)造不止一個(gè)磁性元件就具有很大的實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種使用單體磁芯構(gòu)成多個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一獨(dú)立磁性元件所產(chǎn)生的磁通變化不在第二磁性元件的繞組中感應(yīng)出電壓；第二獨(dú)立磁性元件中所產(chǎn)生的磁通變化不在第一磁性元件的繞組中感應(yīng)出電壓。
[0007]優(yōu)選地，在上述的一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，磁芯第一和第二條腿的截面積相同，磁芯第三條腿的截面積為第一和第二條腿截面積的和。
[0008]優(yōu)選地，上述的一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述第一磁性元件和第二磁性元件分別為具有原邊繞組和副邊繞組的第一變壓器和第二變壓器；第一變壓器的原邊和副邊繞組均繞在第三條腿上；第二變壓器的原邊和副邊繞組的匝數(shù)比例按照設(shè)計(jì)需要確定，分別等匝數(shù)串聯(lián)繞在磁芯的第一和第二條腿上，且在磁芯第一和第二條腿上的繞制方向相反。
[0009]優(yōu)選地，上述的一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述磁芯的第三條腿具有氣隙，上述第一磁性元件為繞在第三條腿上的單繞組電感；上述第二磁性元件為具有原邊繞組和副邊繞組的變壓器，該變壓器的原邊和副邊繞組的匝數(shù)比例按照設(shè)計(jì)需要確定，分別等匝數(shù)串聯(lián)繞在磁芯的第一和第二條腿上，且在磁芯第一和第二條腿上的繞制方向相反。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是常用的具有原邊繞組和副邊繞組的變壓器。
[0011]圖2是采用本發(fā)明繞制的雙變壓器的范例。
[0012]圖3是采用本發(fā)明繞制的變壓器加電感的范例。
[0013]圖4是采用本發(fā)明繞制的雙電感的范例。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]本發(fā)明提供一種在具有第一，第二和第三條腿的磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)。
[0016]圖2所示的是采用具有101，102和103三條腿的閉路磁芯構(gòu)成兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性變壓器的繞組方式。第一變壓器Tl由繞制在中心柱103腿上的原邊繞組Tl—和副邊繞組Tl—M構(gòu)成。第二變壓器T2由繞制在兩個(gè)邊柱101和102腿上的原邊繞組T2—原邊和副邊繞組T2—構(gòu)成。Tl的原、副邊繞組為傳統(tǒng)繞法。T2的原、副邊繞組的繞法相同，分別由繞組的“ + ”端起始，沿順時(shí)針方向在邊柱101腿上繞確定的圈數(shù)(圖2范例中為兩圈)，然后繼續(xù)在右邊柱102腿上逆時(shí)針繞同樣的圈數(shù)。由左邊柱101上的繞組產(chǎn)生的磁通與右邊柱102上繞組產(chǎn)生的磁通幅度相同，但在中柱中的方向相反，因此在第一變壓器Tl的繞組中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由第一變壓器的原副邊繞組在中柱103中產(chǎn)生的磁通，因均勻地分配到兩個(gè)邊柱構(gòu)成閉合回路，也不會(huì)在T2繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。因此，變壓器Tl和變壓器T2就可以獨(dú)立工作、互不影響。從實(shí)用的角度出發(fā)，一般會(huì)在磁芯的三條腿上加一定氣隙，以保證磁通較好地按照設(shè)計(jì)的形式均勻分布。如果是用于反激類的電源拓?fù)?，變壓器的?lì)磁電感需要存儲(chǔ)能量，較大的氣隙將是必要的。
[0017]圖3所示的是采用具有301、302和303三條腿的閉路磁芯構(gòu)成一個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的變壓器T和一個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的電感L的繞組方式。變壓器的繞組與上段描述的第二變壓器相同，繞在左右兩個(gè)邊柱301和302上。電感的線圈繞在中柱上。鑒于上述的同樣理由，兩者的磁通均不在彼此的繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于電感需要承載較大的電流，儲(chǔ)存能量，圖2中示出了較大的氣隙。
[0018]圖4所示的是采用具有401、402和403三條腿的閉路磁芯構(gòu)成兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的電感的繞組方式。電感LI的繞組繞在磁芯的左右邊柱上，繞法與圖2中變壓器T2的繞組繞法相同。鑒于與上述相同的理由，任何一個(gè)電感產(chǎn)生的磁通變化均不會(huì)在另一個(gè)電感中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。因此，獲得兩個(gè)獨(dú)立電感。在此，磁芯的三個(gè)腿都需要有適當(dāng)?shù)臍庀叮靡源鎯?chǔ)電感需要存儲(chǔ)的能量。
[0019]上述在具有第一，第二和第三條腿的磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)雖然只是對(duì)由E形+ I形組合磁芯的敘述，其原理對(duì)多種磁芯結(jié)構(gòu)同樣適用。
[0020]雖然以上描述了本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一獨(dú)立磁性元件所產(chǎn)生的磁通變化不在第二磁性元件的繞組中感應(yīng)出電壓；第二獨(dú)立磁性元件中所產(chǎn)生的磁通變化不在第一磁性元件的繞組中感應(yīng)出電壓。2.如權(quán)利要求1所述的一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，磁芯第一和第二條腿的截面積相同。3.如權(quán)利要求1所述的一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述第一磁性元件和第二磁性元件分別為具有原邊繞組和副邊繞組的第一變壓器和第二變壓器；第一變壓器的原邊和副邊繞組均繞在第三條腿上；第二變壓器的原邊和副邊繞組的匝數(shù)比例按照設(shè)計(jì)需要確定，分別等匝數(shù)串聯(lián)繞在磁芯的第一和第二條腿上，且在磁芯第一和第二條腿上的繞制方向相反。4.如權(quán)利要求1所述的一種在具有第一，第二和第三條腿的閉路磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，上述磁芯的第三條腿具有氣隙，上述第一磁性元件為繞在第三條腿上的單繞組電感；上述第二磁性元件為具有原邊繞組和副邊繞組的變壓器，該變壓器的原邊和副邊繞組的匝數(shù)比例按照設(shè)計(jì)需要確定，分別等匝數(shù)串聯(lián)繞在磁芯的第一和第二條腿上，且在磁芯第一和第二條腿上的繞制方向相反。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種在具有第一，第二和第三條腿的磁芯上形成第一和第二兩個(gè)具有獨(dú)立電氣特性的磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)，其特征在于，第一獨(dú)立磁性元件所產(chǎn)生的磁通變化不在第二磁性元件的繞組中感應(yīng)出電壓；第二獨(dú)立磁性元件中所產(chǎn)生的磁通變化不在第一磁性元件的繞組中感應(yīng)出電壓。本發(fā)明提供了一種使用單個(gè)磁芯構(gòu)成多個(gè)磁性元件的繞組結(jié)構(gòu)。該方法可以有效地降低開關(guān)電源的產(chǎn)品成本和體積。參考文獻(xiàn)：“Switching？Power？Supply？Design”？2nd？ed.by？Abraham？I.？Pressman,ISBN？0-07-052236-7。
【IPC分類】H01F17/06, H01F30/06, H01F27/30
【公開號(hào)】CN105632684
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410584490
【發(fā)明人】滕傳超
【申請(qǐng)人】江蘇兆能電子有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月27日