专利名称：阵列式无直流偏磁集成磁件的制作方法
技术领域：
阵列式无直流偏磁集成磁件技术领域本实用型属于电器磁件，特别涉及一种DC/DC (直流/直流)开 关变换器四相电压调整模块(VRM)的阵列式无直流偏磁集成磁件。
技术背景目前，直流开关电源的一个重要发展趋势是高效率、高动态响应、 低电流紋波及实现其"短、小、轻、薄"。直流开关电源的核心是电 力电子DC/DC开关变换器。四相电压调整模块是主电路一种低压大 电流DC/DC开关变换器，目前的四相VRM的输出滤波电感器大部 分釆用分立器件，为了传递直流功率，这些电感器中都流过较大的直 流偏置电流，导致这些电感器磁芯中产生较大的直流偏磁。为了防止 直流偏磁引起电感器磁芯的饱和，在这些电感器的磁路中都开有气 隙，这导致电感器芯利用率很低，电感量也大大降低，为了弥补电感 量的这种损失，常釆用增大电感器磁芯的体积或绕组匝数的办法，导 致电感器的体积增大，与开关电源实现"短、小、轻、薄"的发展趋 势相悖。另外，为了减小电感器的体积，不断提高变换器的工作频率， 在高频下，电感器磁芯气隙产生的较大泄露电磁场将引起电感绕组较 大的损耗。为了消除直流偏磁，科研工作者大都釆用磁集成技术来实 现，从已发表文献看，集成磁件直流偏磁消除大都是依靠气隙在磁芯 各磁柱中的不同布置来实现的，直流偏磁得到消除，量气隙却未消除;另外，所使用的集成磁芯多是一副整体磁芯，在多个绕组的共同工作 下，磁芯热点集中；气隙漏磁场产生的绕组损耗及一副整体磁芯产生 的热损耗限制了四相VRM效率的增加。 发明内容本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种消除输出滤 波电感器中的直流偏磁及气隙，减小集成磁件的体积和重量，提高VRM的动态响应，减小集成磁件绕组损耗，降低集成磁件热损耗， 提高VRM效率的阵列式无直流偏磁集成磁件。本实用新型解决技术问题釆用的技术方案是 一种由电感绕组一"、电感绕组二L2、电感线绕组三L3、电感绕组四L4组成的阵列式无直流偏磁集成磁件，其特点是矩形的磁芯一、磁芯二、磁芯三、磁 芯四中心设有方形孔；或制成环形中间设有圆形孔，导线或PCB覆 铜的电感绕组L,缠绕在磁芯一和磁芯二上，电感绕组L2缠绕在磁芯 二和磁芯三上，电感绕组L3绕组在磁芯三和磁芯四上，电感线圈" 缠绕在磁芯四和磁芯一上。本实用新型的有益效果是由于四相VRM采用了上述阵列式无 直流偏磁集成磁件结构，不但在磁路不开气隙的情况下消除了电感中 的直流偏磁，同时使变换器的体积减小，重量减轻；而且可以使变换 器的动态响应速度大大加快，同时可实现动态响应及输出电流紋波可 调节设计，过载能力增强；另外，减小了集成磁件绕组损耗，降低了 集成磁件热损耗，提高了 VRM的效率，为实现开关电源的"短、小、 轻、薄"及高效率提供理论和技术支持。
以下结合附图以实施例具体说明。图1示矩形阵列式无直流偏磁集成磁件结构示意图。 图2示环形阵列式无直流偏磁集成磁件结构示意图。图中，l-磁芯一；2-磁芯二； 3-磁芯三；4-磁芯四；5-电流方向； L广电感绕组一；L2-电感绕组二； L3-电感绕组三；L4-电感绕组四；具体实施方式
实施例一，参照附图l, 一种矩形阵列式无直流偏磁集成磁件， 由电感线圈一L。电感线圈二L2、电感线圈三L3、电感线圈四L4组 成，其特点是矩形的磁芯一 1、磁芯二 2、磁芯三3、磁芯四4中心 设有方形孔；或制成环形、中间设有圆形孔，导线或PCB覆铜的电 感绕组"缠绕在磁芯一 1和磁芯二2上，电感绕组L2缠绕在磁芯二 2和磁芯三3上，电感绕组L3缠绕在磁芯三3和磁芯四4上，电感线 圈L4缠绕在磁芯四4和磁芯一 1上；电感绕组L广U的1P 4P端分 别接四相VRM电路各相通道末端，lm 4m端连接在一起接负载，耦 合系数调节靠电感绕组缠绕松紧来实现。工作原理电感绕组L广L4统一集成在四幅不开气隙的磁芯一 1~ 磁芯四4上，形成一个阵列式无直流偏磁集成磁件，各电感绕组完全相同，电感绕组I^和L3、 L2和L4无直接耦合，各相电流均从阵列式无直流偏磁集成磁件各电感绕组1P 4P端按电流方向5流入，任一相 工作时，直流电源传过来的功率通过该相电感绕组直接供给负载的同 时，也通过磁耦合的方式使功率由另外三相的电感绕组供给负载，流过各相电感绕组中的电流在四幅磁芯中产生的直流偏磁大小相等，方 向相反，互相消除。各相支路中的电流紋波由阵列式无直流偏磁集成 磁件各电感的漏感来抑制，在制作阵列式无直流偏磁集成磁件时，通 过调整各电感的耦合度大小来满足不同电流紋波要求。实施例二，参照附图2， 一种环形阵列式无直流偏磁集成磁件， 将磁芯1 4制成环形，中间设有圆孔，其它同实施例一。
权利要求1、一种阵列式无直流偏磁集成磁件，由电感绕组一L1、电感绕组二L2、电感绕组三L3、电感绕组四L4组成，其特征在于矩形的磁芯一(1)、磁芯二(2)、磁芯三(3)、磁芯四(4)中心设有方形孔；导线或PCB覆铜的电感绕组L1缠绕在磁芯一(1)和磁芯二(2)上，电感绕组L2缠绕在磁芯二(2)和磁芯三(3)上，电感绕组L3缠绕在磁芯三(3)和磁芯四(4)上，电感线圈L4缠绕在磁芯四(4)和磁芯一(1)上。
2、 根据权利要求1所述的阵列式无直流偏磁集成磁件，其特征 在于磁芯一 (1)、磁芯二 (2)、磁芯三(3)、磁芯四(4)制成环形、 中间设有圆形孔。
专利摘要本实用新型属于电器磁件，特别涉及一种DC/DC(直流/直流)开关变换器四相电压调整模块(VRM)的阵列式无直流偏磁集成磁件，由电感绕组一L<sub>1</sub>、电感绕组二L<sub>2</sub>、电感绕组三L<sub>3</sub>、电感绕组四L<sub>4</sub>组成，矩形的磁芯一(1)、磁芯二(2)、磁芯三(3)、磁芯四(4)中心设有方形孔；导线或PCB覆铜的电感绕组L<sub>1</sub>缠绕在磁芯一(1)和磁芯二(2)上，电感绕组L<sub>2</sub>缠绕在磁芯二(2)和磁芯三(3)上，电感绕组L<sub>3</sub>缠绕在磁芯三(3)和磁芯四(4)上，电感线圈L<sub>4</sub>缠绕在磁芯四(4)和磁芯一(1)上，使变换器的体积减小，重量减轻；使变换器的动态响应速度大大加快，同时可实现动态响应及输出电流纹波可调节设计，过载能力增强。
文档编号H02M1/00GK201122487SQ20072001671
公开日2008年9月24日 申请日期2007年12月7日 优先权日2007年12月7日
发明者威 孟, 李洪珠, 杨玉岗, 荣德生 申请人:辽宁工程技术大学