[发明专利]磁性元件及其铁芯

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性元件，具体地说，是涉及磁性元件的铁芯。

背景技术

在电感和变压器等磁性元件中，气隙是磁路中一个非常重要的组成部分，它对磁性元件的电感值、饱和电流、频率特性都有很大的影响。因此构成气隙的材质、尺寸、位置、粘接强度是磁性元件生产中需要重点控制的对象。

现有带气隙的磁性元件的铁芯常采用铁氧体材料，材质硬且脆，形状上普遍采用三个磁柱（即三个接触面）的EI、EE、EQ、RM等的铁芯结构。为获得较小公差的电感量，通常将气隙设置在铁芯中柱，并通过磨床机器来研磨气隙以使中柱低于外侧两个磁柱的接触面，公差大小一般可控制在正负5%以内。中柱上形成的气隙为单一的气隙，而单一的气隙会使得磁场过于聚集，气隙形成的扩散磁通会带来强烈的绕组交流损耗，导致磁性元件发热和效率下降。

为了减小气隙的扩散磁通，可将集中于铁芯中柱的气隙分散设置在三个不同磁柱上。在现有做法上，常使用绝缘片(如Mylar)的厚度来控制气隙的大小，如图1所示，磁性元件的铁芯分别采用铁芯20（为EQ型）和铁芯10（为I型），导电绕组40采用PCB结构，在EQ铁芯与I铁芯之间的接合面上设置有Mylar片30，铁芯两边柱面积基本相同。图1中的边柱气隙对应铁芯截面积为AA，通过Mylar片的厚度来控制EQ铁芯和I铁芯的间隙距离(即气隙大小)以控制电感量大小，采用此种方式形成的三个气隙的大小基本相同。采用绝缘片(如Mylar片)来实现气隙分散在三个磁柱上，相比于集中气隙，减低了气隙的扩散磁通损耗，可获得更高的效率。但受限于Mylar的厚度公差，这种做法的磁性元件的电感公差范围在正常情况下会达到正负25%或以上，给电源产品的一致性带来极大的困难，并影响电路的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种铁芯，以有效减小电感量的公差范围，并获得分散的气隙结构。

为了实现上述目的，本发明的铁芯，包括多个接合面以及多个凸台。所述多个接合面用于与另一铁芯相接合；多个凸台设置于所述接合面上，以对所述另一铁芯产生机械支撑；其中，所述铁芯与所述另一铁芯之间具有气隙，所述凸台具有一高度尺寸，所述高度尺寸用来控制所述气隙的大小。

上述的铁芯，其中，同一接合面上的多个凸台的横截面积之和小于其所在的接合面的面积。

上述的铁芯，其中，同一接合面上的多个凸台的横截面积之和与其所在的接合面的面积之比小于1/5。

上述的铁芯，其中，包括中柱以及设置于所述中柱外围的多个侧柱，所述接合面包括中柱的接合面和侧柱的接合面，所述凸台设置于所述侧柱的接合面上。

上述的铁芯，其中，所述中柱高度小于等于所述侧柱与凸台高度之和。

上述的铁芯，其中，所述中柱高度等于所述侧柱高度。

上述的铁芯，其中，所述侧柱的接合面至少包括一远离所述中柱的第一侧边和一靠近所述中柱的第二侧边，所述凸台设置于所述第二侧边的两端部。

进一步地，本发明提供一种具有高一致性的磁性元件。

为了实现上述目的，本发明的磁性元件，包括相对设置的两个铁芯，以及设置于两个铁芯之间的导电绕组，所述两个铁芯之间具有气隙。所述两个铁芯至少其中之一包括多个接合面以及多个凸台。所述多个接合面用于与其相对的铁芯相接合；多个凸台设置于所述接合面上，以对与其相对的铁芯产生机械支撑。其中，所述凸台具有一高度尺寸，所述高度尺寸用来控制所述气隙的大小。

上述的磁性元件，其中，同一接合面上的多个凸台的横截面积之和小于其所在的接合面的面积。

上述的磁性元件，其中，同一接合面上的多个凸台的横截面积之和与其所在的接合面的面积之比小于1/5。

上述的磁性元件，其中，所述两个铁芯至少其中之一包括中柱以及设置于所述中柱外围的多个侧柱，所述接合面包括中柱的接合面和侧柱的接合面，所述凸台设置于所述侧柱的接合面上。

上述的磁性元件，其中，所述中柱高度小于等于所述侧柱与凸台高度之和。

上述的磁性元件，其中，所述中柱高度等于所述侧柱高度。

上述的磁性元件，其中，当所述中柱高度小于所述侧柱与凸台高度之和时，所述气隙包括:

形成于所述中柱位置的第一气隙；以及

由所述凸台支撑与其相对的铁芯而在所述侧柱上形成的第二气隙。

上述的磁性元件，其中，所述的第二气隙为台阶式结构。

上述的磁性元件，其中，当所述中柱高度等于所述侧柱与凸台高度之和时，所述气隙由所述凸台支撑与其相对的铁芯而形成在所述侧柱上。