一种磁集成元件及电源模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种磁集成元件及电源模块。
【背景技术】
[0002] 目如，LLC串联谐振电路由于其软开关特性效率商，成为一次电源商效率I旲块的主 流。一次电源高功率模块通常都为IU或2U高度，其中IU是指4. 45厘米，2U是指8. 9厘 米。由于受到模块高度的限制无法选用大尺寸磁芯，通常的做法是选用高度较低的多个磁 芯来传输相同的功率。以两个变压器串并联LLC电路为例，可参考图la，图Ia为该LLC电 路的结构示意图，其中由于交错控制比较复杂且需要增加一个磁性器件，因此一般采用原 边绕组串联，副边绕组并联的电路结构，并采用单相LLC控制的方式进行实现。
[0003] 针对如图Ia中所示的三个磁性器件电感Lr、变压器（Transformer) Tl和变压器 T2,在现有技术中较为普遍的实现方案是：这三个磁性器件均为分离器件，即为没有集成、 独立的三个器件；可结合参考图Ia和图lb，图Ib为所示三个磁性器件的剖视示意图，其 中，一个磁性器件中阴影方向相同的为同一个绕组11，通常电感Lr只有一个绕组11，变压 器Tl和T2分别有原副边两个绕组11。如图，Lr与ΤΙ、T2的原边绕组串联，Tl与T2的副 边绕组并联，Lr、Tl和T2中绕制有绕组11的磁柱上开设有气隙12,三个磁性器件除了电路 连接关系外，并不存在公共的磁路，也就是磁性器件相互之间并不存在磁场耦合关系。该设 置方案中，磁性器件均为没有集成的分离器件，从而占用体积较大；并且，电路中无磁路耦 合器件，即磁性器件间无磁场对消，从而磁芯损耗也会较大。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供了一种磁集成元件及电源模块，用于解决多个磁性器件占用体 积大和磁芯损耗大的问题。
[0005] 有鉴于此，本发明第一方面提供一种磁集成元件，其中，可包括：
[0006] 第一梳型磁芯、第二梳型磁芯，其中所述第一梳型磁芯和所述第二梳型磁芯均包 括本体部分以及从本体部分延伸出来的梳齿部分；
[0007] 所述第一梳型磁芯的本体部分和所述第二梳型磁芯的本体部分分离设置，所述第 一梳型磁芯的梳齿部分和所述第二梳型磁芯的梳齿部分相互对接，形成磁柱；
[0008] 其中，至少一个所述磁柱上绕有绕组，且绕有绕组的磁柱在所述第一梳型磁芯的 梳齿部分和所述第二梳型磁芯的梳齿部分之间开设有气隙；
[0009] 对于一个绕有绕组的磁柱，所述绕组包括绕制在所述第一梳型磁芯的梳齿部分的 第一绕组，以及绕制在所述第二梳型磁芯的梳齿部分的第二绕组。
[0010] 在第一方面的第一种可能的实现方式中：
[0011] 所述第一绕组和所述第二绕组通过骨架组合，绕制在所述磁柱上，其中，所述第一 绕组和所述第二绕组的绕制方向不同。
[0012] 在第一方面的第二种可能的实现方式中：
[0013] 对于未绕制有绕组的磁柱，在所述第一梳型磁芯梳齿部分和所述第二梳型磁芯梳 齿部分之间不开气隙，以形成公共磁路。
[0014] 结合第一方面或第一方面第一种的实现方式或第二种可能的实现方式，在第三种 可能的实现方式中：
[0015] 若开设有气隙的磁柱的数目为偶数时，则所述磁柱中最中间的磁柱设置为不开气 隙；
[0016] 若开设有气隙的磁柱的数目为奇数时，则所述磁柱中最左和最右的磁柱设置为不 开气隙。
[0017] 结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中：
[0018] 当开设有气隙的磁柱的数目为两个时，则所述第一梳型磁芯的梳齿部分和所述第 二梳型磁芯的梳齿部分相对设置，形成三个磁柱；
[0019] 其中，中间磁柱为不开气隙设置，两边磁柱各开设有气隙，该开设有气隙的磁柱上 绕有绕组。
[0020] 本发明第二方面提供一种电源模块，其中，可包括：
[0021] 直流源、电流转换元件、磁集成元件以及整流电路；其中，所述磁集成元件位于所 述电流转换元件与所述整流电路之间；
[0022] 所述磁性器件为磁集成元件，可包括：
[0023] 第一梳型磁芯、第二梳型磁芯，其中所述第一梳型磁芯和所述第二梳型磁芯均包 括本体部分以及从本体部分延伸出来的梳齿部分；
[0024] 所述第一梳型磁芯的本体部分和所述第二梳型磁芯的本体部分分离设置，所述第 一梳型磁芯的梳齿部分和所述第二梳型磁芯的梳齿部分相互对接，形成磁柱；
[0025] 其中，至少一个所述磁柱上绕有绕组，且绕有绕组的磁柱在所述第一梳型磁芯梳 齿部分和所述第二梳型磁芯梳齿部分之间开设有气隙；
[0026] 对于一个绕有绕组的磁柱，所述绕组包括绕制在所述第一梳型磁芯的梳齿部分的 第一绕组，以及绕制在所述第二梳型磁芯的梳齿部分的第二绕组。
[0027] 在第二方面的第一种可能的实现方式中：
[0028] 所述第一绕组和所述第二绕组通过骨架组合，绕制在所述磁柱上，其中，所述第一 绕组和所述第二绕组的绕制方向不同。
[0029] 在第二方面的第二种可能的实现方式中：
[0030] 对于未绕制有绕组的磁柱，在所述第一梳型磁芯梳齿部分和所述第二梳型磁芯梳 齿部分之间不开气隙，以形成公共磁路。
[0031] 结合第二方面或第二方面第一种的实现方式或第二种可能的实现方式，在第三种 可能的实现方式中：
[0032] 若开设有气隙的磁柱的数目为偶数时，则所述磁柱中最中间的磁柱设置为不开气 隙；
[0033] 若开设有气隙的磁柱的数目为奇数时，则所述磁柱中最左和最右的磁柱设置为不 开气隙。
[0034] 结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中：
[0035]当开设有气隙的磁柱的数目为两个时，则所述第一梳型磁芯的梳齿部分和所述第 二梳型磁芯的梳齿部分相对设置，形成三个磁柱；
[0036] 其中，中间磁柱为不开气隙设置，两边磁柱各开设有气隙，该开设有气隙的磁柱上 绕有绕组。
[0037] 从以上技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种磁集成元件及电源模块具有 以下优点：第一梳型磁芯的梳齿部分和第二梳型磁芯的梳齿部分相互对接，形成磁柱；其 中，至少一个所述磁柱上绕有绕组，且绕有绕组的磁柱在所述第一梳型磁芯梳齿部分和所 述第二梳型磁芯梳齿部分之间开设有气隙，将现有的磁性器件进行集成，减小占用体积；并 且，由于磁芯的损耗和体积成正比，因此本发明磁集成元件相对于现有的磁性器件结构，磁 芯的损耗可以大大减小。
【附图说明】
[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的 附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领 域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附 图。
[0039] 图Ia为现有技术中一种LLC串联谐振电路的结构不意图；
[0040] 图Ib为现有技术LLC串联谐振电路中磁性器件的剖视示意图；
[0041] 图2a为本发明实施例提供的一种磁集成元件的示意图；
[0042] 图2b为本发明实施例提供的磁集成元件的另一示意图；
[0043] 图3a为本发明实施例提供的磁集成元件的另一示意图；
[0044] 图3b为本发明实施例提供的磁集成元件的另一示意图；
[0045] 图4a为本发明实施例提供的磁集成元件的另一示意图；
[0046] 图4b为本发明实施例提供的磁集成元件的一种等效电路模型示意图；
[0047] 图4c为本发明实施例中等效电路模型中一种磁通叠加原理示意图；
[0048] 图4d为本发明实施例中等效电路|旲型中另一磁通置加原理不意图；
[0049] 图4e为本发明实施例中等效电路模型中另一磁通叠加原理示意图；
[0050] 图5a为本发明实施例提供的磁集成元件的另一示意图；
[0051] 图5b为本发明实施例提供的磁集成元件的另一等效电路模型示意图；
[0052] 图6为本发明实施例提供的一种电源模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0053] 本发明实施例提供了一种磁集成元件及电源模块，用于解决多个磁性器件占用体 积大和磁芯损耗大的问题。
[0054] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明 实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述 的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域 普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护 的范围。
[0055] 本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语"第一"、"第二"、"第三""第 四"等(如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该 理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以 除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语"包括"和"具有"以及他们的任 何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、 产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于 这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0056] 下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
[0057] 请参考图2a，图2a为本发明实施例提供的一种磁集成元件的示意图，其中，所述 磁集成元件可包括：
[0058] 第一梳型磁芯201、第二梳型磁芯202,其中所述第一梳型磁芯201和所述第二梳 型磁芯202均包括本体部分以及从本体部分延伸出来的梳齿部分；
[0059] 所述第一梳型磁芯201的本体部分2011和所述第二梳型磁芯202的本体部分 2021分离设置，所述第一梳型磁芯20