专利名称：多绕组磁结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及多绕组磁结构。
背景技术：
这个部分提供有关本公开内容的、不一定是现有技术的背景信息。变压器是通过电感耦合的导体将电能从一个电路传送到另一个电路的设备。电感耦合的导体是变压器的线圈或绕组。在一种形式中，变压器具有两个直流分离线圈。这些线圈通常被称作初级绕组和次级绕组。·直流连接到主动控制电气参数的能量源或电路的绕组通常被指定为初级绕组。次级绕组通常是连接到被动响应初级电路的操作的能量接收器或电路的绕组。当然，初级/次级的命名对于变压器自身而言通常是没有意义的，并且只说明这个变压器在整个电路中充当的角色。就变压器的主要原理而言，初级和次级绕组以相同方式工作。对于具有相同初级和次级线圈的变压器，例如，线圈可以互换而不对连接到这个变压器的电路(或多个电路)的操作有任何影响。互换具有不同初级和次级线圈的变压器的线圈将改变电压和电流关系，但是只影响所连接的电路，而变压器自身以相同方式工作。此外，初级和次级绕组可以通过不同于普通变压器的方式被连接、使用等等，使得初级和次级术语无意义(并且可能混淆)。在变压器具有多个绕组，例如包含如本申请中公开的磁结构的情况下，术语变得甚至更混乱。因此，在这里通常针对各种绕组使用数字命名(而不是初级-次级)。
图1图解了通常由附图标记100指示的双绕组变压器，以及变压器100的绕组上的电压V1、V2，和变压器100的绕组上的电流I1、12。为了提高绕组之间的能量传送，高磁性(高磁导率)材料通常被用作变压器芯102。这个芯102为磁场提供穿过两个绕组的低磁阻路径，使得几乎所有磁场被第一和第二线圈围绕。双绕组变压器(例如，变压器100)中电压和电流之间的关系由第一绕组的匝数NI与第二绕组的匝数N2的比值(B卩，匝数比)来确定。关系可以数学表示为
权利要求
1.一种多绕组磁结构，包括: 磁芯，包含 第一柱、第二柱和第三柱，所述第一柱和所述第二柱彼此间隔开以定义所述第一柱和所述第二柱之间的绕组窗口， 芯顶，其覆盖所述第一、第二和第三柱，并且定义所述绕组窗口的顶部，和 芯底，其在所述第一、第二和第三柱下面，并且定义所述绕组窗口的底部； 第一绕组，其围绕所述第一柱定位，所述第一绕组包含多匝绕组材料，所述第一绕组的所述多匝穿过所述绕组窗口 ；和 第二绕组，其围绕所述第二柱定位，所述第二绕组包含多匝绕组材料，所述第二绕组的所述多匝穿过所述绕组窗口； 第三绕组，其围绕所述第三柱定位； 所述第一绕组和第二绕组围绕所述第一和第二柱沿相同方向延伸，所述第一绕组的所述多匝在所述绕组窗口中沿从所述芯顶到所述芯底的方向与所述第二绕组的所述多匝交替。
2.如权利要求1所述的多绕组磁结构，其中所述第一绕组的所述多匝被分组成多个组，所述第二绕组的所述 多匝被分组成多个组，所述第一绕组的所述多匝按组与所述第二绕组的所述多匝交替。
3.如权利要求2所述的多绕组磁结构，其中每个组包括不止一匝。
4.如权利要求1所述的多绕组磁结构，其中所述绕组窗口包含第一侧和第二侧，并且所述第一绕组的所述多匝与所述第二绕组的所述多匝沿从所述绕组窗口的第一侧到所述绕组窗口的第二侧的方向交替。
5.如权利要求1所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、所述第一柱和所述第二柱全部由同种磁材料形成。
6.如权利要求5所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、所述第一柱和所述第二柱单片地形成。
7.如权利要求1所述的多绕组磁结构，其中所述第一和第二绕组是印制电路板上的迹线。
8.—种功率变换器，包含如权利要求1所述的多绕组磁结构。
9.如权利要求1所述的多绕组磁结构，其中所述第二柱和所述第三柱彼此间隔开，以定义所述第二柱和所述第三柱之间的第二绕组窗口，所述第二绕组的所述多匝穿过所述第二绕组窗口，所述第三绕组包含多匝绕组材料，所述第三绕组的所述多匝穿过所述绕组窗口，所述第二绕组和所述第三绕组围绕所述第二和第三柱沿相同方向延伸，所述第二绕组的所述多匝与所述第三绕组的所述多匝在所述第二绕组窗口中沿从所述芯顶到所述芯底的方向交替。
10.一种多绕组磁结构，包括: 磁芯，包含 第一柱、第二柱和第三柱，每一个所述第一、第二和第三柱具有中心，所述第一和第二柱彼此间隔开以定义所述第一和第二柱之间的第一绕组窗口，所述第三柱与所述第一和第二柱之一间隔开，以定义所述第三柱和所述第一和第二柱的所述之一之间的第二绕组窗口，所述第一、第二和第三柱被相对彼此定位，使得单一直线不会穿过所有三个柱的中心； 芯顶，其覆盖所述第一、第二和第三柱，并且定义所述第一和第二绕组窗口的顶部；和 芯底，其在所述第一、第二和第三柱下面，并且定义所述第一和第二绕组窗口的底部； 第一绕组，其围绕所述第一柱定位； 第二绕组，其围绕所述第二柱定位；和 第三绕组，其围绕所述第三柱定位。
11.如权利要求10所述的多绕组磁结构，其中所述第一、第二和第三绕组均包含多匝绕组材料。
12.如权利要求11所述的多绕组磁结构，其中所述第一和第二绕组的所述多匝穿过所述第一绕组窗口。
13.如权利要求12所述的多绕组磁结构，其中所述第三绕组的所述多匝穿过所述第二绕组窗口。
14.如权利要求13所述的多绕组磁结构，其中所述第一和第二绕组之一的所述多匝还穿过所述第二绕组窗口。
15.如权利要求10所述的多绕组磁结构，其中所述第一、第二和第三绕组围绕所述第一、第二和第三柱沿相同方向延伸。
16.如权利要求9所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、所述第一柱、所述第二柱和第三柱全部由同种磁材料构造。
17.如权利要 求16所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、所述第一柱、所述第二柱和所述第三柱被单片地形成。
18.如权利要求9所述的多绕组磁结构，其中所述第一、第二和第三绕组是印制电路板上的迹线。
19.一种功率变换器，包含如权利要求9所述的多绕组磁结构。
20.一种多绕组磁结构，包括: 磁芯，所述芯包含 芯顶，其具有外缘，所述芯顶的中央部分具有基本恒定的厚度和边缘； 芯底，在所述芯顶下面，所述芯底具有外缘，所述芯底的中央部分具有基本恒定的厚度和边缘，所述芯底和芯顶之一的厚度从其中央部分的边缘到其外缘降低； 至少三个柱，在所述芯底和所述芯顶之间延伸；和 至少三个绕组，所述至少三个绕组中的不同绕组围绕所述至少三个柱的每一个裹绕。
21.如权利要求20所述的多绕组磁结构，其中所述芯底的厚度从其中央部分的边缘到所述芯底的外缘降低，并且所述芯顶的厚度从其中央部分的边缘到所述芯顶的外缘降低。
22.如权利要求21所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶的中央部分大于所述芯顶的面积的大约50%，并且所述芯底的中央部分大于所述芯底的面积的大约50%。
23.如权利要求21所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶和所述芯底的厚度的降低是厚度的线性降低。
24.如权利要求21所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶和芯底未延伸超出沿所述芯顶和芯底的外缘定位的任何柱的边缘。
25.如权利要求21所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、和所述至少三个柱全部由同种磁材料构造。
26.如权利要求25所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、和所述至少三个柱被单片地形成。
27.如权利要求21所述的多绕组磁结构，其中所述至少三个绕组是印制电路板上的迹线。
28.—种功率变换器，包含如权利要求21所述的多绕组磁结构。
29.—种多绕组磁结构，包括: 磁芯，包含 第一柱， 第二柱， 第二柱， 所述第一和第二柱之间的绕组窗口，所述绕组窗口具有由所述第一和第二柱定义的宽度，所述第一柱的宽度和所述绕组窗口的宽度的第一比值至少是2，并且所述第二柱的宽度和所述绕组窗口的宽度的第二比值至少是2， 围绕所述第 一柱的第一绕组，穿过所述绕组窗口 ；和 围绕所述第二柱并且穿过所述绕组窗口的第二绕组； 第三绕组，其围绕所述第三柱。
30.如权利要求29所述的多绕组磁结构，其中所述第一比值和所述第二比值基本相同。
31.如权利要求29所述的多绕组磁结构，其中所述第一比值和所述第二比值均至少是3。
32.如权利要求29所述的多绕组磁结构，其中所述第一比值和所述第二比值均至少是4。
33.如权利要求29所述的多绕组磁结构，其中所述磁芯包含覆盖所述第一、第二和第三柱的芯顶，和在所述第一、第二和第三柱下面的芯底，所述绕组窗口具有由所述芯顶和所述芯底定义的高度，并且其中穿过所述绕组窗口的所述第一绕组和所述第二绕组的部分共同地占据基本上所述高度的全部和基本上绕组窗口的宽度的全部。
34.如权利要求29所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、所述第一柱、所述第二柱和第三柱全部由同种磁材料构造。
35.如权利要求34所述的多绕组磁结构，其中所述芯顶、所述芯底、所述第一柱、所述第二柱和所述第三柱被单片地形成。
36.如权利要求29所述的多绕组磁结构，其中所述第一、第二和第三绕组是印制电路板上的迹线。
37.一种功率变换器，包含如权利要求29所述的多绕组磁结构。
全文摘要
公开了多绕组磁结构和制造多绕组磁结构的方法。在一个实施例中，多绕组磁结构包含由磁材料构成的芯和多个绕组。芯包含芯顶、芯底和多个柱。芯顶具有定义该芯顶的形状的外缘。芯顶的中央部分具有定义该芯顶的厚度的基本上恒定的厚度。芯底在芯顶下面，并且具有定义芯底的形状的外缘。芯底的中央部分具有定义该芯底的厚度的基本上恒定的厚度。芯底和芯顶之一的厚度从其中央部分的边缘到其外缘降低。多个柱从芯底向芯顶延伸，并且多个绕组裹绕这些柱。
文档编号H01F27/28GK103081043SQ201080002757
公开日2013年5月1日 申请日期2010年10月20日 优先权日2010年10月20日
发明者彼得·马尔科夫斯基, 王林国, 步宏飞, 高凤川, 王健 申请人:雅达电子国际有限公司