一种使用单个闭路磁芯构成多个独立磁性元件的绕组结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及开关电源领域，特别涉及开关电源中使用的变压器和电感器。
【背景技术】
[0002]开关电源由于其小体积和高效率在现代电源中占有最为重要的地位。
[0003]磁性元件在开关电源的工作原理中占据十分重要的地位。磁性元件在开关电源中主要起到两个作用:原、副边的电隔离(变压器)和在每个开关周期中储放能量(电感)。
[0004]在传统的磁性元件的设计中，一个磁性元件包括一个磁芯和绕在该磁芯上的一个或多个绕组。图1所示是使用三条腿的E形磁芯和I形磁芯上绕制的传统变压器的绕组结构。磁性元件往往是开关电源中占据体积较大的元件。根据每个磁性元件的工作模式，许多磁芯的利用率并不高。因此利用同一个磁芯构造不止一个磁性元件就具有很大的实用价值。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种使用单体磁芯构成多个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构。
[0006]本发明通过下述技术方案来实现上述目的:
一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，第一独立磁性元件所产生的磁通变化不在第二磁性元件的绕组中感应出电压；第二独立磁性元件中所产生的磁通变化不在第一磁性元件的绕组中感应出电压。
[0007]优选地，在上述的一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，磁芯第一和第二条腿的截面积相同，磁芯第三条腿的截面积为第一和第二条腿截面积的和。
[0008]优选地，上述的一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，上述第一磁性元件和第二磁性元件分别为具有原边绕组和副边绕组的第一变压器和第二变压器；第一变压器的原边和副边绕组均绕在第三条腿上；第二变压器的原边和副边绕组的匝数比例按照设计需要确定，分别等匝数串联绕在磁芯的第一和第二条腿上，且在磁芯第一和第二条腿上的绕制方向相反。
[0009]优选地，上述的一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，上述磁芯的第三条腿具有气隙，上述第一磁性元件为绕在第三条腿上的单绕组电感；上述第二磁性元件为具有原边绕组和副边绕组的变压器，该变压器的原边和副边绕组的匝数比例按照设计需要确定，分别等匝数串联绕在磁芯的第一和第二条腿上，且在磁芯第一和第二条腿上的绕制方向相反。
【附图说明】
[0010]图1是常用的具有原边绕组和副边绕组的变压器。
[0011]图2是采用本发明绕制的双变压器的范例。
[0012]图3是采用本发明绕制的变压器加电感的范例。
[0013]图4是采用本发明绕制的双电感的范例。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
[0015]本发明提供一种在具有第一，第二和第三条腿的磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构。
[0016]图2所示的是采用具有101，102和103三条腿的闭路磁芯构成两个具有独立电气特性变压器的绕组方式。第一变压器Tl由绕制在中心柱103腿上的原边绕组Tl—和副边绕组Tl—M构成。第二变压器T2由绕制在两个边柱101和102腿上的原边绕组T2—原边和副边绕组T2—构成。Tl的原、副边绕组为传统绕法。T2的原、副边绕组的绕法相同，分别由绕组的“ + ”端起始，沿顺时针方向在边柱101腿上绕确定的圈数(图2范例中为两圈)，然后继续在右边柱102腿上逆时针绕同样的圈数。由左边柱101上的绕组产生的磁通与右边柱102上绕组产生的磁通幅度相同，但在中柱中的方向相反，因此在第一变压器Tl的绕组中不会产生感应电压。由第一变压器的原副边绕组在中柱103中产生的磁通，因均匀地分配到两个边柱构成闭合回路，也不会在T2绕组中产生感应电压。因此，变压器Tl和变压器T2就可以独立工作、互不影响。从实用的角度出发，一般会在磁芯的三条腿上加一定气隙，以保证磁通较好地按照设计的形式均匀分布。如果是用于反激类的电源拓扑，变压器的励磁电感需要存储能量，较大的气隙将是必要的。
[0017]图3所示的是采用具有301、302和303三条腿的闭路磁芯构成一个具有独立电气特性的变压器T和一个具有独立电气特性的电感L的绕组方式。变压器的绕组与上段描述的第二变压器相同，绕在左右两个边柱301和302上。电感的线圈绕在中柱上。鉴于上述的同样理由，两者的磁通均不在彼此的绕组中产生感应电压。由于电感需要承载较大的电流，储存能量，图2中示出了较大的气隙。
[0018]图4所示的是采用具有401、402和403三条腿的闭路磁芯构成两个具有独立电气特性的电感的绕组方式。电感LI的绕组绕在磁芯的左右边柱上，绕法与图2中变压器T2的绕组绕法相同。鉴于与上述相同的理由，任何一个电感产生的磁通变化均不会在另一个电感中产生感应电压。因此，获得两个独立电感。在此，磁芯的三个腿都需要有适当的气隙，用以存储电感需要存储的能量。
[0019]上述在具有第一，第二和第三条腿的磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构虽然只是对由E形+ I形组合磁芯的叙述，其原理对多种磁芯结构同样适用。
[0020]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。
【主权项】
1.一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，第一独立磁性元件所产生的磁通变化不在第二磁性元件的绕组中感应出电压；第二独立磁性元件中所产生的磁通变化不在第一磁性元件的绕组中感应出电压。2.如权利要求1所述的一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，磁芯第一和第二条腿的截面积相同。3.如权利要求1所述的一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，上述第一磁性元件和第二磁性元件分别为具有原边绕组和副边绕组的第一变压器和第二变压器；第一变压器的原边和副边绕组均绕在第三条腿上；第二变压器的原边和副边绕组的匝数比例按照设计需要确定，分别等匝数串联绕在磁芯的第一和第二条腿上，且在磁芯第一和第二条腿上的绕制方向相反。4.如权利要求1所述的一种在具有第一，第二和第三条腿的闭路磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，上述磁芯的第三条腿具有气隙，上述第一磁性元件为绕在第三条腿上的单绕组电感；上述第二磁性元件为具有原边绕组和副边绕组的变压器，该变压器的原边和副边绕组的匝数比例按照设计需要确定，分别等匝数串联绕在磁芯的第一和第二条腿上，且在磁芯第一和第二条腿上的绕制方向相反。
【专利摘要】本发明提出一种在具有第一，第二和第三条腿的磁芯上形成第一和第二两个具有独立电气特性的磁性元件的绕组结构，其特征在于，第一独立磁性元件所产生的磁通变化不在第二磁性元件的绕组中感应出电压；第二独立磁性元件中所产生的磁通变化不在第一磁性元件的绕组中感应出电压。本发明提供了一种使用单个磁芯构成多个磁性元件的绕组结构。该方法可以有效地降低开关电源的产品成本和体积。参考文献：“Switching？Power？Supply？Design”？2nd？ed.by？Abraham？I.？Pressman,ISBN？0-07-052236-7。
【IPC分类】H01F17/06, H01F30/06, H01F27/30
【公开号】CN105632684
【申请号】CN201410584490
【发明人】滕传超
【申请人】江苏兆能电子有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2014年10月27日