[发明专利]一种磁芯结构及磁性元件

说明书

本发明涉及一种磁芯结构以及包含此磁芯结构的磁性元件。磁芯结构包括第一磁芯盖板、第二磁芯盖板，位于第一磁芯盖板与第二磁芯盖板之间的至少两个绕线柱和一个边柱，所述边柱包括第一侧边部、第二侧边部以及连接于第一侧边部与第二侧边部之间的第三侧边部；第一侧边部、第三侧边部以及第二侧边部均用于支撑第一磁芯盖板或第二磁芯盖板，且第一侧边部和第二侧边部分别从相对的两侧支撑第一磁芯盖板或第二磁芯盖板，使得组合后的磁芯结构更加稳固。所述磁性元件包括前述磁芯结构，所述至少两个绕线柱上设置有绕组，且相邻绕线柱上的磁通方向相反，使得磁芯盖板之间的磁通可以互相抵消，减小磁芯结构的体积和重量，减小磁芯的损耗。

技术领域

本发明涉及一种磁芯结构及磁性元件。

背景技术

随着大数据、云计算等技术的发展，使得电能的消耗也越来越大，这促使着开关电源技术的快速发展，使得开关电源产品需要具有高效率、高功率密度等特点。但就现有技术而言，磁性元件在整个电源系统中仍占据着较大比例的体积空间以及重量。为了减小磁性器件的体积，通常采取的手段是提升开关电源的工作频率。但是，工作频率的提升会使得与工作频率相关的损耗增加，如开关器件的开关损耗和驱动损耗增加、磁性元件的交流损耗增加等，还会降低开关电源的效率。另外，单纯地提高工作频率，磁性元件的体积存在极限值，此极限体积会限制磁性元件的进一步小型化。

现有技术中存在一种磁芯结构，包括第一磁盖、第二磁盖、两个绕线柱和一公用边柱。绕线柱和公用边柱设置于第一磁盖与第二磁盖之间，且至少两个绕线柱与公用边柱相对设置，公用边柱朝向绕线柱的侧面具有一凸出部，该凸出部朝向相邻两个绕线柱之间的空隙方向延伸。该技术方案中的磁性元件集成了电感和变压器的功能，容易实现功率扩展，而且有利于避免由于印制电路板层数的增加而导致的散热问题和成本问题等。但是，该技术方案存在以下缺陷：

（1）该技术方案给出的绕线方式，使得两个绕线柱的磁通方向是一致的，第一磁盖与第二磁盖中的磁通无抵消。在需要保证磁通密度小的设计场景下，第一磁盖、第二磁盖以及边柱需要具有一定的厚度，才能保证磁通密度小，这实际上不可避免地增加了磁芯结构的体积和重量。

（2）鉴于绕线柱上开设有气隙，因此，绕线柱本身对位于上部的磁盖没有支撑作用，第一磁盖与第二磁盖组合装配时，只能依靠边柱及突出部支撑位于上部的磁盖，但边柱及突出部只位于磁盖的一侧，且沿磁盖长度方向形成细且长的形状，并不能对位于上部的磁盖形成稳固的支撑，没有边柱及突出部的另一侧没有形成对上部磁盖的有效支撑，第一磁盖与第二磁盖组合后的结构不稳定。同时，在某些应用场景下，相邻绕线柱上的绕组需要串联或并联，该专利中的凸起会影响线路布线。

发明内容

为了解决现有技术中的上述技术缺陷，本发明提出一种磁芯结构以及包含此磁芯结构的磁性元件。

本发明的第一个方面是提供一种磁芯结构，包括第一磁芯盖板、第二磁芯盖板，位于第一磁芯盖板与第二磁芯盖板之间的至少两个绕线柱和一个边柱，绕线柱上设置有气隙，所述边柱包括第一侧边部、第二侧边部以及连接于第一侧边部与第二侧边部之间的第三侧边部，第一侧边部、第三侧边部以及第二侧边部依次相连接形成三面包围、一面开口的结构；所述至少两个绕线柱位于第一侧边部、第三侧边部以及第二侧边部依次连接形成三面包围的区域内；第一侧边部、第三侧边部以及第二侧边部均用于支撑第一磁芯盖板或第二磁芯盖板，且第一侧边部和第二侧边部分别从相对的两侧支撑第一磁芯盖板或第二磁芯盖板。

作为一种较佳的实施方式，至少一个绕线柱横截面长度尺寸较大的方向朝向边柱的开口设置。

作为一种较佳的实施方式，绕线柱朝向边柱开口的端部不超出第一侧边部位于边柱开口处端部与第二侧边部位于边柱开口处端部之间的连线。

作为一种较佳的实施方式，边柱内侧为连续的面，未设置凸出部。