平面电感、功率因数校正电路及电源系统的制作方法

本申请涉及电源，特别涉及一种平面电感、功率因数校正电路及电源系统。

背景技术：

1、随着电源产品功率和开关频率的不断提升，功率因数校正(power factorcorrection，pfc)、谐振电感等器件均朝向平面化、小型化的设计发展。现有的平面电感，通常是多层同相线圈磁场叠加的结构形式，而多层同相线圈磁场叠加会导致电感绕组的交流损耗持续增加，从而导致平面磁效率低于绕线磁的效率。

技术实现思路

1、本申请提供一种平面电感、功率因数校正电路及电源系统，可降低平面电感的线圈绕组模组的磁动势，从而降低绕组的邻近效应，降低绕组的交流损耗。

2、第一方面，本申请可提供一种平面电感，该平面电感可包括磁芯和线圈绕组模组。磁芯可包括第一外磁芯、第二外磁芯和磁柱，线圈绕组模组环绕设置于磁柱。线圈绕组模组包括至少两个绕组模块，各绕组模块可沿第一方向排列，第一方向为磁柱的延伸方向，且各绕组模块之间串联。至少一个绕组模块包括至少两个绕组，至少两个绕组可沿第一方向排列，并且一个绕组模块中的各绕组之间并联。

3、本申请提供的平面电感，线圈绕组模组可包括多个绕组模块，其中至少一个绕组模块包括至少两个绕组，同一绕组模块中的绕组进行并联后再与其它绕组模块中的绕组串联，由于并联的各绕组上总的磁动势减小，从而可实现所有绕组上总的磁动势减小。当所有绕组总的磁动势减小时，可降低绕组的邻近效应，从而降低绕组的交流损耗。

4、在一些可能的实施方案中，每一个绕组可包括至少一匝线圈。这样，可通过对不同绕组模块中的绕组的线圈匝数进行设计，并配合并联的绕组，可进一步优化绕组的磁动势。

5、在一些可能的实施方案中，在同一个绕组模块中，各绕组的线圈的匝数相同。这样，可便于设计并联的绕组结构，从而简化绕组模块的结构。

6、在一些可能的实施方案中，每一个绕组模块可设有电流输入口和电流输出口。相邻两个绕组模块中，沿电流的传输方向，位于前端的绕组模块的电流输出口可与位于后端的绕组模块的电流输出口连接。这样，可使得电流依次流过多个绕组模块，以便于进行电流的传输。

7、在一些可能的实施方案中，相连两个绕组模块中，沿电流的传输方向，位于前端的绕组模块的电流输出口可与位于后端的绕组模块的电流输入口沿第一方向排列。可以理解的，前端的绕组模块的电流输出口可与后端的绕组模块的电流输入口正对设置，从而便于将电流输出口和电流输入口进行连接。

8、在一些可能的实施方案中，每一个电流输入口可包括多个第一过孔，每一个电流输入口可包括与多个第一过孔一一对应的第二过孔。平面电感还可包括与各电流输入口的第一过孔一一对应的第一导电结构，第一导电结构可穿设于相邻两个绕组模块的第一过孔和第二过孔，从而使得相邻两个绕组模块串联。通过设置第一导电结构，不仅可使得相邻两个绕组模块连接，还可对相邻两个绕组模块起到定位的作用。

9、在一些可能的实施方案中，一个绕组模块中，各绕组可分别设置多个第三过孔。平面电感还可包括与第三过孔一一对应的第二导电结构，第二导电机构可穿设于各绕组的第三过孔，从而使得各绕组并联。通过设置第二导电结构，不仅可使得一个绕组模块中的多个绕组并联，还可对各绕组起到定位的作用。

10、在一些可能的实施方案中，磁芯还包括第一外磁芯和第二外磁芯，第一外磁芯和第二外磁芯沿第一方向相对且闭合设置，磁柱设置于第一外磁芯和第二外磁芯之间，磁柱的两端可分别与第一外磁芯和第二外磁芯连接。

11、在一些可能的实施方案中，第一外磁芯可包括第一底座和两个第一边柱，两个第一边柱可分别固定连接于第一底座相对的两侧，每一个第一边柱可沿第一方向延伸。第二外磁芯可包括第二底座和两个第二边柱，两个第二边柱可分别固定连接于第二底座相对的两侧，每一个第二边柱可沿第一方向延伸。当第一外磁芯和第二外磁芯连接时，其中一个第一边柱可与一个第二边柱闭合连接，另一个第一边柱可与另一个第二边柱闭合连接。第一外磁芯和第二外磁芯可配合固定磁柱，从而使得磁柱结构稳定。

12、第二方面，本申请还提供一种功率因数校正电路，包括电容、金氧半场效晶体管开关、二极管以及上述任一可能的实施方案中的平面电感。平面电感的一端连接整流电路的输出端，用于接收整流电路的输出电流，平面电感的另一端连接二极管的阳极及金氧半场效晶体管开关的一端。二极管的阴极连接直流变压电路的输入端及电容。由于平面电感可降低绕组的交流损耗，该功率因数校正电路中的金氧半场效晶体管开关在电源系统交流损耗小，使得该功率因数校正电路效率提高，进而提高电源系统的效率。

13、第三方面，本申请还提供一种电源系统，该电源系统包括交直流转换电路、直流变压电路、控制电路。其中，交直流转换电路包括整流电路及上述的功率因数校正电路。由于平面电感可降低绕组的交流损耗，该功率因数校正电路中的金氧半场效晶体管开关在电源系统交流损耗小，使得该功率因数校正电路效率提高，进而提高电源系统的效率。

技术特征：

1.一种平面电感，其特征在于，包括磁芯和线圈绕组模组；其中，

2.根据权利要求1所述的平面电感，其特征在于，所述绕组包括至少一匝线圈。

3.根据权利要求2所述的平面电感，其特征在于，一个所述绕组模块中，各所述绕组的线圈的数量相同。

4.根据权利要求1～3任一项所述的平面电感，其特征在于，每一个所述绕组模块设有电流输入口和电流输出口；

5.根据权利要求4所述的平面电感，其特征在于，相邻两个所述绕组模块中，沿电流的传输方向，位于前端的所述绕组模块的所述电流输出口和位于后端的所述绕组模块的所述电流输入口沿所述第一方向排列。

6.根据权利要求5所述的平面电感，其特征在于，每一个所述电流输入口包括多个第一过孔，每一个所述电流输出口包括与所述多个第一过孔一一对应的第二过孔；

7.根据权利要求6所述的平面电感，其特征在于，每一个所述绕组模块中的各所述绕组分别设有多个第三过孔，所述平面电感还包括与所述第三过孔一一对应的第二导电结构，所述第二导电结构穿设于各所述绕组的所述第三过孔，以将各所述绕组并联。

8.根据权利要求1～7任一项所述的平面电感，其特征在于，所述磁芯还包括第一外磁芯和第二外磁芯，所述第一外磁芯和所述第二外磁芯沿所述第一方向相对且闭合设置，所述磁柱设置于所述第一外磁芯和所述第二外磁芯之间，且所述磁柱的两端分别与所述第一外磁芯和所述第二外磁芯连接。

9.根据权利要求8所述的平面电感，其特征在于，所述第一外磁芯包括第一底座和两个第一边柱，所述第一边柱固定于所述第一底座，且所述第一边柱沿所述第一方向延伸；

10.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括电容、金氧半场效晶体管开关、二极管以及如权利要求1～9中任一项所述的电感。

11.一种电源系统，其特征在于，包括直流转换电路、直流变压电路、控制电路；

技术总结
本申请涉及电源技术领域，公开了一种平面电感、功率因数校正电路及电源系统。平面电感包括磁芯和线圈绕组模组。磁芯包括磁柱，线圈绕组模组绕设于磁柱。线圈绕组模组包括至少两个绕组模块，各绕组模块沿第一方向排列，第一方向为磁柱的延伸方向，且各绕组模块之间串联。至少一个绕组模块包括至少两个绕组，至少两个绕组沿第一方向排列，各绕组之间并联。上述平面电感，可降低所有绕组总的磁动势，从而降低绕组的邻近效应，降低绕组的交流损耗。

技术研发人员：李佳,杨华,赵青昕
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13