集成式磁芯結(jié)構(gòu)和集成式磁性元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種集成式磁芯結(jié)構(gòu)和集成式磁性元件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，開(kāi)關(guān)電源的小型化是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，特別是在大功率開(kāi)關(guān)電源需要很大的占地面積。在開(kāi)關(guān)電源中，磁性元件的體積占開(kāi)關(guān)電源總體積的比例往往是最高的，因而減小磁芯元件的體積是減小整個(gè)開(kāi)關(guān)電源體積的有效手段。然而，磁性元件體積的減小，往往伴隨著磁性元件損耗的增加，這對(duì)開(kāi)關(guān)電源的功率密度提升是不利的。
[0003]如圖1所示，圖1為半橋LLC電路的D2D電源模塊電路原理圖。大部分的開(kāi)關(guān)電源中會(huì)存在多個(gè)磁性元件。以采用半橋LLC電路的D2D電源模塊為例，其至少包含一個(gè)變壓器101、一個(gè)激磁電感102和一個(gè)諧振電感103。通過(guò)集成技術(shù)，激磁電感102可以集成到變壓器101中，但諧振電感103不能集成到變壓器101中，因此該電源模塊至少包含兩個(gè)磁性元件:一個(gè)是集成了激磁電感的變壓器104，另一個(gè)是諧振電感103。如圖1所示，激磁電感的變壓器104和諧振電感103具有較大的占地面積，從而造成了整個(gè)開(kāi)關(guān)電源的占地面積比較大。
[0004]在所述【背景技術(shù)】部分公開(kāi)的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本實(shí)用新型的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于克服上述現(xiàn)有的電源模塊中難以兼顧功率密度和占地面積的問(wèn)題，提供一種在確保功率密度情況下能有效減小占地面積的集成式磁芯結(jié)構(gòu)；
[0006]本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種具有本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)的集成式磁性元件。
[0007]本實(shí)用新型的另一個(gè)方面在于提供一種含有本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)的通信設(shè)備。本實(shí)用新型的額外方面和優(yōu)點(diǎn)將部分地在下面的描述中闡述，并且部分地將從描述中變得顯然，或者可以通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐而習(xí)得。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，一種集成式磁芯結(jié)構(gòu)，包含至少一變壓器磁芯結(jié)構(gòu)和至少一電感磁芯結(jié)構(gòu)；該變壓器磁芯結(jié)構(gòu)和該電感磁芯結(jié)構(gòu)呈垂直堆疊組合結(jié)構(gòu)以減小該變壓器磁芯結(jié)構(gòu)和該電感磁芯結(jié)構(gòu)所占平面面積。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述變壓器磁芯結(jié)構(gòu)為U型磁芯和I型磁芯組合。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述I型磁芯開(kāi)有氣隙。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電感磁芯結(jié)構(gòu)為EP型磁芯和I型磁芯組合。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述集成式磁芯結(jié)構(gòu)包含呈垂直堆疊的至少一個(gè)EP型磁芯結(jié)構(gòu)、一個(gè)I型磁芯結(jié)構(gòu)和一個(gè)U型磁芯結(jié)構(gòu)。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述EP型磁芯結(jié)構(gòu)由一 EP型磁芯和一 U型磁芯垂直堆疊組合而成，所述U型磁芯與所述EP型磁芯為相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，或者所述U型磁芯的底部與所述EP型磁芯底部集成為一體而形成一體結(jié)構(gòu)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述EP型磁芯結(jié)構(gòu)由一 EP型磁芯和一 I型磁芯垂直堆疊組合而成，所述I型磁芯與所述EP型磁芯為相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，或者所述I型磁芯集成于所述EP型磁芯底部而形成一體結(jié)構(gòu)。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述U型磁芯結(jié)構(gòu)由一 U型磁芯和一 I型磁芯垂直堆疊而成，所述I型磁芯與所述U型磁芯為相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，或者所述I型磁芯集成于所述U型磁芯底部而形成一體結(jié)構(gòu)。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述I型磁芯結(jié)構(gòu)由第一 I型磁芯和第二 I型磁芯垂直堆疊組合而成，所述第一 I型磁芯和所述第二 I型磁芯為相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，或者集成為一體結(jié)構(gòu)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述變壓器磁芯結(jié)構(gòu)至少包含:兩個(gè)U型磁芯、E型磁芯、罐型磁芯、PQ型磁性、PJ型磁芯和RM型磁芯之一。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電感磁芯結(jié)構(gòu)至少包含:兩個(gè)EP磁芯、U型磁芯、罐型磁芯、PQ型磁芯、PJ型磁芯和RM磁芯之一。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，一種集成式磁性元件，包含本實(shí)用新型所述的集成式磁性結(jié)構(gòu)，所述集成式磁芯結(jié)構(gòu)包含變壓器磁芯結(jié)構(gòu)和電感磁芯結(jié)構(gòu)，所述變壓器磁芯上設(shè)置有變壓器繞組，所述電感磁芯結(jié)構(gòu)上設(shè)置有電感繞組。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電感磁芯結(jié)構(gòu)包含一 EP型磁芯，所述電感繞組包括置于所述EP型磁芯中的至少一金屬皮。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述變壓器繞組為PCB繞組。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述變壓器磁芯結(jié)構(gòu)包含一 U型磁芯，所述U型磁芯的兩端垂直插入所述PCB繞組。
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述變壓器繞組為絞線、金屬皮、圓導(dǎo)線或石墨。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施方式，所述電感繞組為PCB繞組、絞線、圓導(dǎo)線或石墨。
[0025]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0026]本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)中，通過(guò)各個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)垂直堆疊而解決了現(xiàn)有電源模塊中難以兼顧功率密度和占地面積的問(wèn)題。本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)包含至少一個(gè)變壓器磁芯結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)電感磁芯結(jié)構(gòu)，并且至少一個(gè)變壓器磁芯結(jié)構(gòu)和至少一個(gè)電感磁芯結(jié)構(gòu)上下重疊放置，因此在集成式磁芯結(jié)構(gòu)總體體積不變情況下，即在保證功率密度情況下，使集成式磁芯結(jié)構(gòu)沿著高度方向延伸，避免沿水平方向延伸，從而有效減少了占地面積。
【附圖說(shuō)明】
[0027]通過(guò)參照附圖詳細(xì)描述其示例實(shí)施方式，本實(shí)用新型的上述和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。
[0028]圖1為半橋LLC電路的D2D電源模塊電路原理圖；
[0029]圖2a示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第一實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2b示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第二實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2c示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第三實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2d示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第四實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2e示意性示出圖2d的組裝圖；
[0034]圖3a示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第五實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3b示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第六實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖4a示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第七實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4b示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第八實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4c示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第九實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖4d示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第十實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖5a示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第^^一實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]圖5b示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第十二實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖6示意性示出根據(jù)本實(shí)用新型集成式磁性元件實(shí)施方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述示例實(shí)施方式。然而，示例實(shí)施方式能夠以多種形式實(shí)施，且不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實(shí)施方式；相反，提供這些實(shí)施方式使得本實(shí)用新型將全面和完整，并將示例實(shí)施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或類似的結(jié)構(gòu)，因而將省略它們的詳細(xì)描述。
[0044]本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)，通過(guò)將多個(gè)磁芯結(jié)構(gòu)組上下堆疊，利用高度上的空間，減少占地面積。
[0045]集成式磁芯結(jié)構(gòu)實(shí)施方式I
[0046]參見(jiàn)圖2a。本實(shí)用新型集成式磁芯結(jié)構(gòu)第一實(shí)施方式，包含一電感磁芯結(jié)構(gòu)和一變壓器磁芯結(jié)構(gòu)。
[0047]在該第一實(shí)施方式中，電感磁芯結(jié)構(gòu)垂直堆疊于變壓器磁芯結(jié)構(gòu)的上方。
[0048]電感磁芯結(jié)構(gòu)包含第一磁芯元件如I型磁芯201和第二磁芯元件如EP型磁芯202，I型磁芯201位于EP型磁芯202上方。EP型磁芯202的面對(duì)I型磁芯201 —面為頂面，該頂面可以設(shè)置一凹槽203，該凹槽203可以用于設(shè)置繞組(圖中未示)。EP型磁芯202中與其頂面相反的一面，即沒(méi)有凹槽203的一面為其底面。
[0049]電感磁芯結(jié)構(gòu)不限于I型磁芯201和EP型