高频变压器的制作方法

本发明涉及变压器领域，特别涉及应用于高频电子电路中的变压器。

背景技术：

高频开关电源应用中，特别是谐振变换拓扑中，需要使用谐振电感和变压器配合。常用的设计方法有两种：

1.使用传统的变压器和独立的谐振电感，这样会使电源结构复杂,体积增大，而且使PCB板走线复杂、电磁干扰大。导致产品效率低、体积大、成本高。

2.简单地将谐振电感集成于变压器中，通过增大变压器的漏感做谐振电感使用。通常通过改变初、次级绕组间的距离以改变变压器的漏感以达到谐振电感的要求。需要较大的漏感，就需要加大初、次级绕组间的距离，会造成变压器体积加大、磁耦合能力差、变压器传输效率低,而且在一定条件限制下,其漏感能够增加的范围十分有限。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种组合谐振电感(漏感)的高频变压器，其能解决现有谐振式电源需要增设独立电感，设计复杂，体积大的问题。也能解决现有通过加大初、次级绕组间的距离增加漏感效果有限，难以满足应用所需的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种高频变压器，包括骨架、初级绕组、次级绕组和磁芯，所述骨架包括中空的初级磁芯容纳部和次级磁芯容纳部，所述磁芯包括初级磁芯、次级磁芯和侧边部，所述侧边部与所述初级磁芯、次级磁芯组成主磁路，所述初级磁芯和次级磁芯分别位于所述初级磁芯容纳部和次级磁芯容纳部内，所述初级磁芯容纳部和次级磁芯容纳部的外壁分别为初级绕制部和次级绕制部，所述初级绕组和次级绕组分别绕制在所述初级绕制部和次级绕制部上；所述初级磁芯的有效截面积大于所述侧边部的有效截面积，所述次级磁芯的有效截面积大于所述侧边部的有效截面积，以形成不均匀磁路。

优选的，所述初级磁芯包括主磁芯的初级部和第一附加磁芯，所述次级磁芯包括主磁芯的次级部和第二附加磁芯，所述第一附加磁芯和第二附加磁芯分别与所述初级部和次级部贴合，所述第一附加磁芯至少部分位于所述初级磁芯容纳部内，所述第二附加磁芯至少部分位于所述次级磁芯容纳部。磁芯采用主磁芯和附加磁芯分离式结构，便于利用现有的批量化生产的磁芯实现本发明的效果。

优选的，所述主磁芯为铁氧体磁芯、坡莫合金磁芯、非晶合金磁芯、超微晶合金磁芯、铁粉磁芯、铁硅铝磁芯或铁硅磁芯；所述附加磁芯为铁氧体磁芯、坡莫合金磁芯、非晶合金磁芯、超微晶合金磁芯、铁粉磁芯、铁硅铝磁芯或铁硅磁芯。

优选的，所述主磁芯的相对磁导率大于所述附加磁芯的相对磁导率。磁力线优先走相对磁导率较大的磁路，保证正常工作时电源转换效率。

优选的，所述主磁芯为口子形的UU型组合磁芯或UI型组合磁芯，所述UU型组合磁芯或UI型组合磁芯包括两条侧臂和两条边柱，所述两条侧臂分别作为所述初级部和次级部，所述边柱作为所述侧边部，所述第一附加磁芯和第二附加磁芯均为I型磁柱。

优选的，所述初级磁芯的有效截面积与所述边柱的有效截面积之比为1.1-2.0，所述次级磁芯的有效截面积与所述边柱的有效截面积之比为1.1-2.0。

优选的，所述主磁芯为EE型组合磁芯或EI型组合磁芯，所述EE型组合磁芯或EI型组合磁芯包括一条中柱、两条侧臂和两条边柱，所述中柱包括所述初级部和次级部，所述第一附加磁芯和第二附加磁芯均为L型磁柱或I型磁柱，所述第一附加磁芯和第二附加磁芯贴合在所述中柱的侧面；所述初级磁芯的有效截面积大于所述两条侧臂的有效截面积之和，所述次级磁芯的有效截面积大于所述两条侧臂的有效截面积之和。

优选的，所述两条侧臂中的至少一条的中部设有气隙。可以进一步增加漏感。

优选的，所述主磁芯为EE型组合磁芯或EI型组合磁芯，所述EE型组合磁芯或EI型组合磁芯包括一条中柱、两条侧臂和两条边柱，所述两条侧臂分别作为所述初级部和次级部，所述第一附加磁芯和第二附加磁芯为一个U型磁柱的两条附加臂，所述第一附加磁芯与所述初级部贴合，所述第二附加磁芯与所述次级部贴合。

优选的，所述中柱上设有气隙。可以进一步增加漏感。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过使初级磁芯和次级磁芯的有效截面积大于侧边部的有效截面积，形成不均匀磁路，可以使磁力线更多的通过空气，从而增加漏感。在生产谐振式电源时，不用额外设置独立的电感，减少生产工序和布线复杂度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的高频变压器的分解示意图。

图2是图1中磁芯的结构示意图。

图3是本发明实施例二提供的高频变压器的磁芯的结构示意图。

图4是本发明实施例三提供的高频变压器的磁芯的结构示意图。

图5是本发明实施例四提供的高频变压器的磁芯的结构示意图。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

实施例一：

如图1所示的高频变压器，包括骨架110、初级绕组121、次级绕组122和磁芯130。其中，骨架110包括中空的初级磁芯容纳部111和次级磁芯容纳部112，磁芯130包括初级磁芯131、次级磁芯132和侧边部133，侧边部133与初级磁芯131、次级磁芯132组成主磁路。本实施例中，磁芯130为口子形的UU型组合磁芯(另一实施例中为UI型组合磁芯)。初级磁芯131和次级磁芯132分别位于初级磁芯容纳部111和次级磁芯容纳部112内，初级磁芯容纳部111和次级磁芯容纳部112的外壁分别为初级绕制部113和次级绕制部114，初级绕组121和次级绕组122分别绕制在初级绕制部113和次级绕制部114上。初级磁芯131的有效截面积Sa1大于侧边部133的有效截面积Sb1，同样的，次级磁芯132的有效截面积(图未示)也大于侧边部133的有效截面积Sb1。通常，初级磁芯131和次级磁芯132厚度相同，如图2所示，初级磁芯131或次级磁芯132的宽度A大于B。

通过使初级磁芯131和次级磁芯132的有效截面积Sa1大于侧边部133的有效截面积Sb1，使主磁路形成不均匀磁路，可以使磁力线更多的通过空气，从而增加漏感。在生产谐振式电源时，不用额外设置独立的电感，减少生产工序和布线复杂度。

优选的，初级磁芯131的有效截面积Sa1与侧边部133的有效截面积Sb1之比为1.1-2.0，次级磁芯132的有效截面积与侧边部133的有效截面积Sb1之比为1.1-2.0。具体比例可根据设计参数具体变化。

进一步，骨架110为卧式骨架或立式骨架，骨架110还包括引脚115，初级绕组121和次级绕组122包括引出端(图未示)，引出端与引脚115连接。

实施例二

如图3所示，磁芯20包括主磁芯21和附加磁芯22，主磁芯21包括初级部211和次级部212，附加磁芯22包括第一附加磁芯221和第二附加磁芯222。初级磁芯231包括主磁芯21的初级部211和第一附加磁芯221，次级磁芯232包括主磁芯21的次级部212和第二附加磁芯222，第一附加磁芯221和第二附加磁芯222分别与初级部211和次级部212贴合，第一附加磁芯221至少部分位于初级磁芯容纳部(图未示)内，第二附加磁芯222至少部分位于次级磁芯容纳部(图未示)内。

初级磁芯231和次级磁芯232分别穿设于初级绕组201和次级绕组202。磁芯20采用主磁芯21和附加磁芯22分离式结构，便于利用现有的批量化生产的磁芯实现本发明的效果(即初级磁芯的有效截面积大于侧边部的有效截面积，次级磁芯的有效截面积大于侧边部的有效截面积)。

本实施例中，主磁芯21为口子形的UU型组合磁芯(另一实施例中为UI型组合磁芯)，UU型组合磁芯(或UI型组合磁芯)包括两条侧臂和两条边柱215，两条侧臂分别作为初级部211和次级部212，边柱215作为侧边部233。第一附加磁芯221和第二附加磁芯222均为I型磁柱。

UU型组合磁芯(或UI型组合磁芯)的侧臂的有效截面积与I型磁柱的有效截面积之和，即初级磁芯231或次级磁芯232的有效截面积，大于侧边部233的有效截面积即边柱215的有效截面积。优选的，初级磁芯231的有效截面积与边柱215的有效截面积之比为1.1-2.0，次级磁芯232的有效截面积与边柱215的有效截面积之比为1.1-2.0。

优选的，主磁芯21可以为铁氧体磁芯、坡莫合金磁芯、非晶合金磁芯、超微晶合金磁芯、铁粉磁芯、铁硅铝磁芯或铁硅磁芯；附加磁芯22可以为铁氧体磁芯、坡莫合金磁芯、非晶合金磁芯、超微晶合金磁芯、铁粉磁芯、铁硅铝磁芯或铁硅磁芯。

进一步，选用主磁芯21和附加磁芯22的材质时，可以使主磁芯21的相对磁导率大于附加磁芯22的相对磁导率，磁力线优先走相对磁导率较大的磁路，可以保证正常工作时电源转换效率。

实施例三

如图4所示的高频变压器，磁芯30包括主磁芯31和附加磁芯32，主磁芯31为EE型组合磁芯(在另一实施例中为EI型组合磁芯)，EE型组合磁芯(或EI型组合磁芯)包括一条中柱310、两条侧臂315和两条边柱316，中柱310包括初级部311和次级部312。附加磁芯32包括第一附加磁芯321和第二附加磁芯322。在本实施例中，第一附加磁芯321和第二附加磁芯322均为L型磁柱(在另一实施例中为I型磁柱)，第一附加磁芯321和第二附加磁芯322贴合在中柱310的两侧面。当然，中柱310也可以只在一侧贴合第一附加磁芯321和第二附加磁芯322。中柱310与L型磁柱的组合体的两端分别为初级磁芯331和次级磁芯332；初级磁芯331的有效截面积大于两条侧臂315的有效截面积之和，次级磁芯332的有效截面积大于两条侧臂315的有效截面积之和。

进一步，在两条侧臂315中的至少一条的中部设有气隙340，气隙340可进一步增加漏感。

实施例四

如图5所示的高频变压器，磁芯40包括主磁芯41和附加磁芯42，主磁芯41为EI型组合磁芯(在另一实施例中为EE型组合磁芯)，EI型组合磁芯(或EE型组合磁芯)包括一条中柱415、两条侧臂和两条边柱416，两条侧臂分别作为初级部411和次级部412，第一附加磁芯421和第二附加磁芯422为一个U型磁柱420的两条臂，第一附加磁芯421与初级部411贴合作为初级磁芯431，第二附加磁芯422与次级部412贴合作为次级磁芯432。初级磁芯431的有效截面积大于U型磁柱420开口侧的边柱416的有效截面积，次级磁芯432的有效截面积大于U型磁柱421开口侧的边柱416的有效截面积。

进一步，中柱415上设有气隙440，气隙440可进一步增加漏感。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。